Wie schwer ist eigentlich Luft?

Luft kann man weder sehen, noch schmecken oder riechen. Trotzdem ist sie allgegenwärtig und für uns lebenswichtig.

Deshalb wollen wir im heutigen Thema des Tages die Luft genauer unter die Lupe nehmen - was Luft ist, wie schwer sie eigentlich ist und warum wir durch ihr Gewicht nicht zerdrückt werden.

Man spürt sie nur, wenns windet, man sieht sie nicht und kann sie - im besten Fall - auch nicht riechen: die Luft.

Luft ist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen. Den größten Anteil in
der Luft haben die Gase Stickstoff (78 %), Sauerstoff (21 %) und
Argon (0,9 %). Kohlenstoffdioxid, das wegen des Klimawandels in aller
Munde ist, hat nur einen Anteil von weniger als 0,04 %.
Da wir Luft im Alltag eigentlich gar nicht "merken", gingen die
Menschen früher davon aus, dass Luft gar nichts wiegt. Erst Galileo
Galilei konnte das Gegenteil beweisen. Mithilfe eines Blasebalgs und
einer Spritze presste er Luft in eine Glasflasche hinein. Er stellte
diese anschließend auf eine Waage und konnte feststellen, dass sie
verglichen zu vorher schwerer geworden war.

Mittlerweile ist bekannt, dass 1 Kubikmeter Luft ungefähr 1 Kilogramm
wiegt. Aber Luft ist nicht immer gleich schwer: Warme Luft ist
leichter als kalte Luft, weil sich in ihr viel weniger Moleküle
(winzige Teilchen) befinden. Hinter dem allgemeinen Ausdruck, dass
Luft in der Höhe "dünner" wird, versteht sich, dass ein Luftvolumen
mit zunehmender Höhe immer mehr an Dichte verliert und immer weniger
Sauerstoffmoleküle beinhaltet.

Das Gewicht der Luft übt einen Druck aus. Druck beschreibt
definitionsgemäß die Kraft, die auf eine Fläche wirkt.
Mit dieser Definition wird verständlich, dass am Boden im Allgemeinen
ein höherer Druck als in der Höhe herrscht, da sich über dem Erdboden
eine größere Luftsäule befindet, die Kraft ausübt, als über größeren
Höhen.

Aber müsste dann diese Kraft nicht nur auf den Erdboden, sondern auch
auf uns Menschen wirken? Richtig! Auf unseren Körpern lastet pro
Quadratzentimeter ein Gewicht von 1 kg. Das sind bei einem Menschen
durchschnittlich 17 Tonnen, so viel wie 3 bis 4 ausgewachsene
Elefanten! Aber wir spüren diese immense Belastung nicht, weil sich
das Gewicht auf die gesamte Oberfläche gleich verteilt und unsere
Körperzellen einen ähnlich großen Gegendruck ausüben.
Nur wenn man in kurzer Zeit große Höhenunterschiede zurücklegt (z.B.
beim Starten oder Landen in einem Flugzeug), spürt man Druck auf den
Ohren, da sich unser Körper dem neuen Druck nicht so schnell anpassen
kann.

Und was hat das nun mit Wettervorhersage zu tun? Beispielsweise ist
für unser tägliches Wetter die Entstehung von Hoch- und
Tiefdruckgebieten essenziell. Wenn Luft erwärmt wird, sinkt ihre
Dichte, sie wird leichter und steigt auf. Dadurch nimmt die Kraft auf
das Gebiet - und damit der Druck - ab; am Boden entsteht ein
Tiefdruckgebiet.
Sinkt hingegen kalte, schwere Luft ab, wird der Luftdruck auf eine
Region erhöht und ein Hochdruckgebiet bildet sich aus. Da die Natur
stets bestrebt ist, ein Gleichgewicht herzustellen, strömt die Luft
von hohem zu tiefem Druck. Diesen Druckausgleich nehmen wir
schließlich als Wind wahr.

Derzeit befindet sich beispielsweise ein kräftiges Tief östlich der
Südspitze Südamerikas im Atlantischen Ozean. Bei einem Luftdruck von
nur etwa 960 hPa (zum Vergleich: unser Tief Zeynep hat derzeit 1005
hPa) und Winden über 140 km/h ist man doch ganz froh, dort gerade
nicht mit einem Segelboot herum zu schippern...

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.05.2014

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