Willst Du den Luftdruck einfach erklären, probier es doch einmal so: Er sagt aus, wie viel Platz die Teilchen haben, die sich in unserer Luft befinden. Bewegen sie sich eng an eng, haben sie wenig Raum zur Verfügung und der Luftdruck ist entsprechend hoch. Schweben sie hingegen mit viel Abstand zueinander herum, ist der Druck niedrig. In diesem Beitrag erfährst Du alles, was Du über den Luftdruck wissen musst und kannst Dich obendrein auf ein cooles Experiment zum Nachmachen freuen!
Was ist Luftdruck?
Luftdruck einfach erklärt, sagt etwas über den Platz zwischen den einzelnen Teilchen unserer Luft aus. Sicher weißt Du, dass sich unsere Luft zu einem sehr großen Teil aus Sauerstoff und Stickstoff zusammensetzt (vgl. Jander/Spandau, 1943). Haben diese und weitere Teilchen, die zur Luft gehören, viel Raum, um sich zu bewegen, ist der Druck niedrig. Das kann zum Beispiel daran liegen, dass weniger gasförmige Moleküle vorhanden sind. So verhält es sich zum Beispiel weit oben in den Bergen.
Doch wo ist der Luftdruck besonders hoch? Natürlich dort, wo besonders viele Teilchen auf einem Fleck sitzen und dementsprechend eng an eng miteinander auskommen müssen. Das ist zum Beispiel unter Tage, also überall unterhalb der Erdoberfläche etwa im Bergbau, der Fall. Vielleicht bist Du schon einmal in einen vollen Zug eingestiegen und konntest Dich kaum bewegen, weil so viele Menschen mit Dir mitgefahren sind. Ungefähr so verhält es sich auch mit den Luftteilchen bei hohem Druck.
Der Wert wird dabei in Pascal (p) oder Bar (bar) angegeben, wobei 1 bar ungefähr dem Luftdruck auf der Erdoberfläche entspricht.
Wie misst man den Luftdruck?
Du weißt bereits, dass der Luftdruck in Bar oder Pascal angegeben wird. Dafür gibt es ein bestimmtes Gerät in verschiedenen Ausführungen: das Barometer.
Das Barometer misst seit eh und je in der Einheit Hektopascal (hPa). 1000 hPa entsprechen dabei 1 bar. Doch wie unterscheiden sich die unterschiedlichen Barometerarten? Dafür haben wir Dir eine einfache Übersicht erstellt.
Tabelle 1: Barometer-Modelle zum Messen von Luftdruck
| Typ | Funktionsweise | Einsatzgebiete |
| Dosenbarometer | – ein Hohlkörper aus dünnem Blech verformt sich durch wechselnden Luftdruck | – beliebtes Modell, in fast allen Haushalten verbreitet |
| Quecksilber- Barometer | – eine luftdicht verschlossene Röhre steht in einem Quecksilber-Gefäß – bei steigendem Druck klettert das Quecksilber in der Röhre nach oben | – seit 2009 in der EU verboten – inzwischen abgelöst durch Wasserbarometer, die nach gleichem Prinzip arbeiten |
| Röhrenbarometer | – die Bewegung der Röhrenenden wird gemessen, bevor sie auf den Zeiger des Barometers übertragen wird | – verbreitet in den meisten mechanischen Druckmessgeräten |
Der Einfluss des Luftdrucks auf Mensch, Tier & Umwelt
Wusstest Du schon, dass sich der Luftdruck maßgeblich auf unsere Gesundheit auswirkt? Unter anderem aus diesem Grund wäre es keine sonderlich gute Idee, wenn Du im Flugzeug mal eben ein Fenster oder die Tür öffnest. Je tiefer der Druck sinkt, desto weniger Sauerstoff kann unser Körper nämlich aus der Luft aufnehmen. Übelkeit, Benommenheit oder Kopfschmerzen folgen. Schlimmstenfalls können sogar die Organe nachhaltig geschädigt werden. Daher werden die Türen eines Flugzeuges, nachdem alle eingestiegen sind, leicht unter Überdruck gesetzt. Du könntest sie also ohnehin nicht einfach so öffnen. Dafür muss zunächst ein Druckausgleich durch das Personal eingeleitet werden.
Auch das Wetter wird maßgeblich vom Luftdruck beeinflusst. Man spricht hierbei von verschiedenen Druckgebieten. Hochdruckgebiete bringen in der Regel schönes Wetter, wohingegen es bei Tiefdruckgebieten eher ungemütlich wird. Fällt der Druck schlagartig ab oder trifft ein Hoch auf ein Tief, kann es sogar richtig stürmisch werden.
Angekündigt wird ein solcher Wetterwechsel übrigens oft von unseren tierischen Freunden. Denn Tiere spüren jede Veränderung. Steht ein Umschwung an, können ansonsten ganz gesunde Tiere mit Kreislauf- oder Verdauungsstörungen reagieren. Auch Möwen eignen sich als Wetterbotschafter: Sie fliegen nicht mehr aufs Meer hinaus, wenn sich ein Sturm ankündigt. Spinnen spüren ebenfalls, wenn sich das Wetter durch das Zusammenspiel von Hochs und Tiefs verändert. Auf stabiles Wetter reagieren sie nämlich Tage im Voraus und bauen besonders große Netze, da sie ihre Arbeit nicht vom Wind bedroht sehen.
Hier begegnet uns Luftdruck im Alltag
Warum ist der Fahrradreifen eigentlich immer so fest? Schließlich ist er doch mit nichts als Luft gefüllt. Du kannst es Dir sicher schon denken – die Erklärung hängt ebenfalls mit dem Luftdruck zusammen. Pumpst Du Dein Rad auf, entsteht ein Überdruck. Die Luftteilchen haben nur begrenzt Platz zur Verfügung. Umso mehr Luft Du also hineindrückst, desto praller wird der Reifen.
Doch wo machen wir uns die Vorzüge des Luftdruck noch zu eigen? Na klar, zum Beispiel beim Marmelade kochen! Konservengläser müssen nämlich luftdicht verschlossen sein, damit der Inhalt nicht verdirbt. Verschließt man sie mit einem Deckel, nachdem die noch heiße Marmelade hineingefüllt wurde, sitzt dieser nach dem Abkühlen fest. Wieso? Weil sich die abkühlende Luft zusammenzieht und damit einen Unterdruck im Glas erzeugt. Der Deckel wird von diesem sogenannten Vakuum angezogen. Der Druckausgleich ist übrigens hörbar! Schaffst Du es, das Glas zu öffnen, ploppt es.
Übrigens
Auch das Knacken in unseren Ohren, wenn wir im Flugzeug sitzen, hängt mit dem Luftdruck zusammen (vgl. Bahr/Lemmer/Piccolo, 2017). Steigt das Flugzeug, entwickelt sich in unserem Ohr ein Überdruck, beim Sinkflug ein Unterdruck. Das Trommelfell wölbt sich durch die dabei entstehende Spannung nach außen und wir haben einen unangenehmen Druck auf den Ohren.
Luftdruck: Versuch zum Nachmachen
Jetzt wird es Zeit, selbst einmal mit dem Phänomen Luftdruck zu experimentieren! Hast Du Lust auf einen spannenden Versuch? Dann geht’s jetzt los.
Der Luftdruck sagt aus, wie viel Platz die Teilchen um uns herum haben, um sich zu bewegen. Haben sie besonders viel Platz, wird die Luft dünn und wir fühlen uns unwohl. Hohen Druck hast Du Dir hingegen sicher schon oft zu Nutze gemacht, beispielsweise bei Deinem Fahrradreifen. Du siehst: Der Luftdruck ist ein wichtiger Teil unseres Lebens. Und Du bist nun ein/e Expert:in dafür!
Literatur
Bahr, Benjamin/Lemmer, Boris/Piccolo, Rina (2017): Quirky Quarks. Mit Cartoons durch die unglaubliche Welt der Physik, 1. Auflage Berlin und Heidelberg.
Jander, Gerhart/Spandau, Hans (1943): Die Bestandteile der Luft. In: Kurzes Lehrbuch der Anorganischen Chemie, Berlin und Heidelberg.
FAQs zum Luftdruck
Der Luftdruck sagt aus, ob Luftteilchen viel oder wenig Platz zur Bewegung haben. Tummeln sich viele Luftteilchen auf engem Raum, ist der Luftdruck hoch. Haben sie hingegen viel Platz, um herum zu schweben, ist er niedrig. Der Wert wird dabei unter anderem von der Temperatur der Teilchen beeinflusst, da sie sich infolgedessen nach oben oder unten bewegen.
Der Normaldruck beträgt etwa 1 bar. So hoch ist er ungefähr auf der Erdoberfläche. Unterhalb dieser Ebene steigt er, oberhalb sinkt er. Dieser Wert ist übrigens so interessant für Meteorolog:innen, dass viele Universitäten, so auch die Uni Freiburg, ihn tagesaktuell für ihre Stadt angeben.
Zu hoher Luftdruck verursacht, ebenso wie zu niedriger, Unwohlsein bei Mensch und Tier. Wir bekommen Kopfschmerzen, Gliederschmerzen, fühlen uns schlapp, sind schnell gereizt und es fällt uns schwer, uns zu konzentrieren. Die Auswirkungen des Luftdrucks sind dementsprechend auch für Mediziner:innen, wie zum Beispiel solche der Uni München, von Relevanz.
Ein Tiefdruckgebiet bringt schon einmal grundsätzlich schlechteres Wetter. Es gilt dabei: Umso rascher der Druck fällt, desto stärker verschlechtert sich das Wetter. Es kann zu Gewittern, Stürmen und mehr kommen.
Befinden wir uns in einer Höhe mit Normaldruck, drückt die Luft jede Sekunde mit einer Kraft auf uns, die einem Gewicht von ungefähr 10 bis 20 Tonnen entspricht. Wir bekommen von dieser schweren Last nichts mit, weil der Innendruck jeder einzelnen Körperzelle dagegenhält. Und von außen drückt gegen jede Zelle nur ein ganz geringer Anteil, weswegen wir ihm problemlos standhalten können.
