Luftdruck verstehen: Höhe, Wetter und Messung
Du lernst, warum Luftdruck mit der Höhe abnimmt, wie du Wetterkarten liest und wie Druckunterschiede auf dein Ohr und kochendes Wasser wirken.
Kurz gesagt
Luftdruck entsteht durch das Gewicht der Luft und nimmt mit der Höhe ab. Ein Barometer, also ein Druckmessgerät, misst ihn. Druckunterschiede können Wind und ein Druckgefühl im Ohr auslösen; der äußere Luftdruck beeinflusst die Temperatur, bei der Wasser kocht.
Luft hat Gewicht und drückt auf Flächen. Weiter oben liegt weniger Luft über dir als weiter unten. Das hilft dir zu verstehen, was Luftdruck mit Wetterkarten, einem Druckgefühl im Ohr und kochendem Wasser zu tun hat.
Deine Lernziele
Die Luft über dir hat Gewicht. Dadurch drückt sie auf die Erdoberfläche und auf Gegenstände. Der Luftdruck beschreibt, wie stark die Luft auf eine Fläche drückt. Beim Vergleichen betrachtet man gleich große Flächen. Luftdruck besteht auch bei Windstille und ohne Sonnenschein.
Stell dir die Luft über einem Ort als eine Säule vor. Diese Luftsäule reicht vom Boden weit nach oben. Beim Aufstieg lässt du einen Teil der Luft unter dir zurück. Über dir liegt dann weniger Luft. Ihr Gewicht ist kleiner, deshalb nimmt der Luftdruck mit der Höhe ab.
Ein Barometer misst den Luftdruck. Die gebräuchliche Einheit heißt Hektopascal, abgekürzt hPa. Eine größere Zahl in hPa bedeutet einen höheren Druck. Ein Thermometer misst dagegen die Temperatur, also wie warm oder kalt etwas ist. Ein Windmesser misst die Windgeschwindigkeit: Sie gibt an, wie schnell sich Luft bewegt.
Luftdruck
Luftdruck beschreibt, wie stark Luft auf eine Fläche drückt. Er entsteht durch das Gewicht der darüberliegenden Luft.
| Gerät | Was misst es? |
|---|---|
| Barometer | Den Luftdruck, meist in Hektopascal (hPa). |
| Thermometer | Die Temperatur. |
| Windmesser | Die Geschwindigkeit der bewegten Luft. |
Teste dich
Auf einer Wetterkarte steht H für ein Hoch: Dort ist der Luftdruck höher als in der Umgebung. T steht für ein Tief: Dort ist er niedriger als in der Umgebung. Entscheidend ist der Vergleich mit den benachbarten Gebieten. Es gibt dafür keine feste Druckgrenze. H und T kennzeichnen den Luftdruck, nicht die Temperatur oder die Windgeschwindigkeit.
Damit man Orte verschiedener Höhen vergleichen kann, werden Druckwerte für Wetterkarten meist auf Meereshöhe umgerechnet. Dabei wird der Einfluss der Geländehöhe weitgehend herausgerechnet. Ein niedriger örtlicher Messwert auf einem Berg bedeutet deshalb für sich allein noch kein Wettertief.
Isobaren sind Linien, die Orte mit gleichem Luftdruck verbinden. Druckunterschiede setzen Luft in Bewegung. Bewegte Luft heißt Wind. Liegen Isobaren enger zusammen, ändert sich der Druck auf einer kurzen Strecke stärker. Dann ist in der Regel stärkerer Wind zu erwarten. Dieser Vergleich gilt bei gleichem Kartenmaßstab und gleichen Druckschritten zwischen benachbarten Linien. Der Maßstab sagt, welche Strecke auf der Karte welcher Strecke in Wirklichkeit entspricht. Ein Druckschritt ist der Unterschied zwischen den Druckwerten zweier benachbarter Isobaren.
Isobaren
Isobaren verbinden auf einer Wetterkarte Orte mit gleichem Luftdruck. Ihre Abstände helfen, die zu erwartende Windstärke einzuschätzen.
Beispiel: Wind auf einer erfundenen Wetterkarte vergleichen
- 1Dieses Kartenbeispiel ist erfunden. Sein Maßstab: 1 Zentimeter (cm) auf der Karte entspricht 100 Kilometern (km) in Wirklichkeit.
- 2Die Linien verbinden Orte mit gleichem, auf Meereshöhe umgerechnetem Luftdruck. Zwischen benachbarten Linien liegen jeweils 5 hPa.
- 3Im Nordgebiet liegen benachbarte Linien 1 cm auseinander. Im Südgebiet beträgt ihr Abstand 3 cm.
- 4Maßstab und Druckschritte sind gleich. Im Nordgebiet liegen die Linien enger zusammen. Dort ist in der Regel stärkerer Wind zu erwarten.
Teste dich
Wenn zwei verbundene Lufträume unterschiedlichen Druck haben, strömt Luft von der Seite mit höherem zur Seite mit niedrigerem Druck. Dadurch wird der Unterschied kleiner. Das heißt Druckausgleich.
Im Ohr liegt hinter dem Trommelfell das Mittelohr. Das Trommelfell ist eine dünne Haut, die den äußeren Gehörgang vom Mittelohr trennt. Ein schmales Verbindungsstück führt vom Mittelohr zum Rachen, dem Raum hinten im Mund. Dieser Gang kann geschlossen sein. Ändert sich der äußere Luftdruck rasch, kann im Mittelohr zunächst der bisherige Druck bleiben. Der Unterschied kann ein Druckgefühl im Ohr auslösen. Beim Schlucken kann sich der Gang öffnen. Dann kann Luft durch ihn strömen und den Druck ausgleichen. Durch ein gesundes Trommelfell strömt dabei keine Luft.
Sieden bedeutet: Im ganzen Wasser entsteht Wasserdampf, dabei bilden sich Dampfblasen. Die Temperatur, bei der das geschieht, heißt Siedetemperatur. Sie hängt vom äußeren Luftdruck ab. Bei geringerem Luftdruck siedet Wasser schon bei einer niedrigeren Temperatur. Deshalb siedet es auf einem hohen Berg bei einer niedrigeren Temperatur als weiter unten.
Sieden und Garen bedeuten Verschiedenes. Garen heißt, Lebensmittel durch Wärme zuzubereiten. Eine niedrigere Siedetemperatur bedeutet nicht, dass eine Speise schneller gar wird. Das siedende Wasser ist dann weniger heiß; das Garen kann länger dauern. Wasser kann außerdem schon unterhalb seiner Siedetemperatur an der Oberfläche in die Luft übergehen. Das heißt Verdunstung.
Siedetemperatur
Die Siedetemperatur ist die Temperatur, bei der Wasser siedet. Bei geringerem äußeren Luftdruck ist sie niedriger.
Merke: Eine niedrigere Siedetemperatur bedeutet weniger heißes siedendes Wasser. Daraus folgt keine kürzere Garzeit.
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Alles auf einen Blick
Luftdruck
Luft hat Gewicht und übt Druck aus. Beim Aufstieg liegt weniger Luft über dir; der Luftdruck nimmt ab.
H und T zeigen höheren oder niedrigeren Druck gegenüber der Umgebung. Für den Vergleich werden Druckwerte meist auf Meereshöhe umgerechnet.
Bei gleichem Maßstab und gleichen Druckschritten bedeuten engere Isobaren in der Regel stärkeren Wind.
Durch eine offene Verbindung strömt Luft von höherem zu niedrigerem Druck. Beim Ohr kann sich diese Verbindung beim Schlucken öffnen.
Bei geringerem Luftdruck siedet Wasser bei niedrigerer Temperatur. Eine Speise wird dadurch nicht unbedingt schneller gar.
Die Siedetemperatur in zwei Küchen vergleichen
- 1Erfundenes Beispiel: Ein Topf steht in einer Küche nahe am Meer, ein zweiter in einer hoch gelegenen Berghütte. Gesucht ist, wo Wasser bei der niedrigeren Temperatur siedet.
- 2Über der Berghütte liegt weniger Luft als über der Küche nahe am Meer. Deshalb ist der Luftdruck an der Berghütte geringer.
- 3Bei geringerem Luftdruck ist die Siedetemperatur niedriger. Das Wasser in der Berghütte siedet deshalb bei der niedrigeren Temperatur.
- 4Daraus folgt keine kürzere Garzeit für eine Suppe: Das siedende Wasser in der Berghütte ist weniger heiß.
Fehler finden
Fehler in Zeile 2Die Richtung der Druckänderung wurde vertauscht. Richtig: Beim Aufstieg nimmt der Luftdruck außerhalb des Ohrs ab.
Lückentext
Bei einem Aufstieg lässt du einen Teil der Luft unter dir zurück. Weil dann weniger Luft über dir liegt, nimmt der Luftdruck . Auf einer Wetterkarte liegen Isobaren in zwei Gebieten unterschiedlich weit auseinander. Bei gleichem Maßstab und gleichen Druckschritten ist im Gebiet mit engeren Linien in der Regel Wind zu erwarten. Auf einem hohen Berg ist der äußere Luftdruck geringer als weiter unten. Deshalb siedet Wasser dort bei einer Temperatur.