Der Luftdruck ist die Kraft, welche die Luft um uns herum ausübt. Für das Wetter zählt weniger ein einzelner Zahlenwert als der Vergleich mit der Umgebung und die Veränderung im Laufe der Zeit.
Was der Luftdruck misst
Die Schwerkraft hält die Atmosphäre an der Erde. Die Luft über jedem Ort besitzt Masse, und das Gewicht dieser Luftsäule erzeugt Druck am Boden und in jeder Höhe darüber. Dieser Druck wirkt in alle Richtungen, nicht nur nach unten. Auch Flüssigkeiten und Gewebe im Körper üben Druck aus. Deshalb werden wir vom normalen Luftdruck am Boden nicht erdrückt.
Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck immer ab, weil sich weniger Luft über dem Messpunkt befindet. Die Abnahme verläuft nicht linear. In Bodennähe ist die Luft stärker zusammengedrückt, deshalb fällt der Druck im unteren Teil der Atmosphäre schneller als weiter oben. Auch die Temperatur beeinflusst den Abstand zwischen Druckflächen: In einer warmen Luftsäule liegt dieselbe Druckfläche meist höher als in einer kalten.
Einheiten, Standarddruck und Barometer
Wetterdienste geben den Luftdruck meist in Hektopascal (hPa) an. Ein Millibar (mbar) hat exakt denselben Zahlenwert wie ein hPa. In US-amerikanischen Wetterberichten und in der Luftfahrt ist außerdem Zoll Quecksilbersäule (inHg) verbreitet.
Der Standard-Luftdruck auf Meereshöhe beträgt 1013,25 hPa beziehungsweise 29,92 inHg. Er dient als Referenz für Berechnungen, die Kalibrierung von Instrumenten und die Luftfahrt. Im tatsächlichen Wetter bildet er keine allgemeine Grenze zwischen Hoch- und Tiefdruck. Ein Zentrum mit 1018 hPa kann in einer Wetterlage ein Hoch sein und in einer anderen zu einem Tief gehören.
Ein Barometer misst den Luftdruck. Beim Aneroidbarometer verformt sich eine geschlossene Metalldose, wenn der Druck steigt oder fällt. Elektronische Sensoren übernehmen diese Aufgabe heute in automatischen Wetterstationen, Smartphones und Outdoor-Geräten. Eine falsche Höhenangabe, eine ungenaue Kalibrierung oder schon der Wechsel in ein anderes Stockwerk kann die Anzeige einer privaten Station verschieben.
Stationsdruck und reduzierter Luftdruck
Der Stationsdruck ist der Druck auf der tatsächlichen Höhe des Messgeräts. Eine Bergstation misst deshalb im selben großräumigen Wettermuster einen deutlich niedrigeren Wert als eine Station an der Küste. Der Unterschied entsteht vor allem durch die verschieden große Luftmasse über den Instrumenten, nicht durch ein stärkeres Wettersystem an der Küste.
Für Wetterkarten berechnen Meteorologen den auf mittlere Meereshöhe reduzierten Luftdruck, kurz MSLP. Der Stationswert wird auf den Druck umgerechnet, der schätzungsweise auf Meereshöhe unterhalb des Orts herrschen würde. Bodenkarten und viele Vorhersagen verwenden MSLP, damit sich Hochs, Tiefs und horizontale Druckunterschiede über unebenem Gelände vergleichen lassen.
Diese Reduktion ist eine Schätzung, in die auch die Temperatur der Luftsäule eingeht. Bei hoch gelegenen Stationen wird sie schwieriger, weil die berechnete Schicht zwischen Station und Meeresspiegel in Wirklichkeit nicht vorhanden ist. Prüfe vor einem Vergleich, ob dein Gerät Stationsdruck, reduzierten Luftdruck oder eine Einstellung für den Höhenmesser anzeigt. Die Werte dienen verschiedenen Zwecken und müssen nicht übereinstimmen.
Hochs, Tiefs und Isobaren lesen
Auf einer Bodenwetterkarte ist ein Hoch ein örtliches Druckmaximum, ein Tief ein örtliches Minimum. Die Bezeichnungen beschreiben die Form des umgebenden Druckfelds. Isobaren verbinden Punkte mit gleichem, auf Meereshöhe reduziertem Luftdruck und machen diese Form sichtbar.
Eng beieinanderliegende Isobaren zeigen einen stärkeren horizontalen Druckgradienten, der häufig kräftigeren Wind begünstigt. Große Abstände stehen meist für einen schwächeren Gradienten. Daraus lässt sich jedoch nicht direkt der Wind an einer Straße oder Landebahn berechnen. Reibung, Gelände, Höhe und der Aufbau der Atmosphäre verändern Geschwindigkeit und Richtung vor Ort. Deshalb solltest du die Windgeschwindigkeit immer gemeinsam mit dem Druckfeld betrachten.
Luft wird in Richtung des niedrigeren Drucks beschleunigt. Die Erdrotation lenkt die Strömung ab, und in Bodennähe verändert Reibung ihren Verlauf. Auf der Nordhalbkugel weht der Bodenwind im Allgemeinen im Uhrzeigersinn um Hochs und gegen den Uhrzeigersinn um Tiefs. Auf der Südhalbkugel ist es umgekehrt. Der Wind kreuzt die Isobaren meist schräg, statt ihnen exakt zu folgen oder geradlinig vom Hochzentrum ins Tief zu strömen.
Welches Wetter Druckmuster bringen können
In Hochdruckgebieten sinkt die Luft häufig großräumig ab. Dabei wird sie komprimiert und erwärmt sich. Die relative Feuchte kann sinken, und mächtige Wolken entwickeln sich schwerer. Besonders in der Nähe des Hochzentrums herrscht deshalb oft ruhiges Wetter.
Ein Hoch garantiert weder Sonnenschein noch Trockenheit. Unter einer Inversion kann feuchte Luft eingeschlossen bleiben und Nebel, Hochnebel oder eine geschlossene Wolkendecke bilden. Eine schwache vertikale Durchmischung kann außerdem Schadstoffe am Boden anreichern. Jahreszeit, Gelände, nahe Gewässer und die Herkunft der Luft entscheiden mit.
Tiefdruckgebiete sind oft mit aufsteigender Luft, Wolken und wechselhaftem Wetter verbunden. Außertropische Tiefs können Warmfronten, Kaltfronten und Okklusionen mit unterschiedlichen Mustern aus Wolken, Niederschlag, Wind und Temperatur mitführen. Der Kerndruck allein sagt nicht, wie gefährlich ein System wird. Ein weniger tiefes Tief mit engem Isobarenabstand kann örtlich stärkeren Wind erzeugen als ein tieferes Tief mit einem schwachen Gradienten. Tropische Wirbelstürme werden nach Aufbau und anhaltender Windgeschwindigkeit eingestuft, nicht anhand einer einzelnen Druckschwelle.
Drucktendenz und Heimbarometer
Die Drucktendenz beschreibt Stärke und Verlauf der Druckänderung in einem festgelegten Zeitraum, bei Bodenbeobachtungen häufig über drei Stunden. Fallender Druck kann ein herannahendes Tief oder eine Front begleiten. Steigender Druck kann auf ein abziehendes System oder einen heranrückenden Hochdruckkeil folgen. Änderungsgeschwindigkeit und regionales Muster sagen meist mehr als ein einzelner Messwert.
Das sind Hinweise, keine allgemeingültigen Regeln. Atmosphärische Gezeiten, lokale Erwärmung, Gewitter und geländebedingte Zirkulationen können den Druck ebenfalls verändern. Es gibt keinen Schwellenwert für einen Druckfall, der überall als Sturmwarnung funktioniert. Vergleiche dieselbe Druckart in regelmäßigen Abständen und beziehe Wind, Bewölkung, Radar und amtliche Warnungen ein.
Luftdruck oberhalb des Bodens
Meteorologen analysieren auch Flächen mit konstantem Druck, etwa bei 850, 700 und 500 hPa. Diese Flächen liegen nicht auf festen Höhen. Ihre Lage verändert sich, wenn sich die Atmosphäre erwärmt, abkühlt oder ihre Masse umverteilt. Die 500-hPa-Fläche befindet sich häufig etwa fünf bis sechs Kilometer über dem Meer, variiert aber von Ort zu Ort und von Tag zu Tag.
Höhenkarten zeigen Tröge, Rücken und Strömungen, welche die Wettersysteme mitsteuern. Vorhersagemodelle berechnen diesen dreidimensionalen Aufbau, statt das Druckmuster am Boden einfach nach oben fortzusetzen. Wie Wettervorhersagen entstehen erklärt, wie aus Beobachtungen und Modellrechnungen eine Prognose wird.
Luftdruck, Höhenmesser und Grenzen der Vorhersage
Der Druckhöhenmesser eines Flugzeugs ist ein empfindliches Barometer, das die Höhe anhand einer Standardatmosphäre anzeigt. Pilotinnen und Piloten stellen ihn mit einem amtlichen lokalen Wert ein und aktualisieren die Einstellung, wenn sich die Bedingungen ändern. Abweichungen von der Standardtemperatur verursachen weiterhin Fehler. Auch eine veraltete Druckeinstellung kann dazu führen, dass sich angezeigte und tatsächliche Höhe unterscheiden. Druckwerte aus einer Wetter-App ersetzen deshalb keine amtlichen Flugwetterdaten, Instrumente oder Verfahren.
Auch für die allgemeine Wettervorhersage reicht der Luftdruck allein nicht aus. Er zeigt das großräumige Muster und dessen Bewegung, bestimmt aber weder den genauen Beginn von Regen noch den Zeitpunkt der Nebelauflösung oder die stärkste Böe an einem bestimmten Ort. Betrachte den Luftdruck auf Airpult gemeinsam mit Temperatur, Feuchte, Wind, Bewölkung und Niederschlag. Bei möglichem Unwetter gelten die Warnungen des zuständigen amtlichen Wetterdienstes.
