Luftdruck Torcellis Barometer
Luftdruckschwankungen sind für das Wettergeschehen von großer Bedeutung, obwohl wir das kaum wahrnehmen können.
Meist erscheint uns die Luft als ein Nichts, aber wenn sie in Bewegung gerät, kann sie dicke Bäume wie Streichhölzer umknicken. Der Luft haftet etwas Mysteriöses an und erst als der Italiener Torricelli im Jahr 1644 das Barometer erfand, wurde man sich ihrer Gewichtskraft bewusst.
Evangelista Torricelli (1608 bis 1647) war der Nachfolger Galieo Galileis als Hofmathematiker des Großherzogs von Toskana. Er wollte das Gewicht der Luft messen und tauchte dazu eine mit Quecksilber gefüllte Glasröhre kopfüber in ein Quecksilberbad. Das bei Zimmertemperatur flüssige Metall entweicht nicht vollständig aus dem Rohr, im oberen Bereich entsteht ein Unterdruck. Torricelli behauptete, dass das Quecksilber vom äußeren Luftdruck am vollständigen Entweichen aus dem Glasrohr gehindert wird – er sollte damit Recht behalten.
Ein Pionier der modernen Meteorologie
Die Quecksilbersäule im Inneren ragt etwa 760 mm über den äußeren Flüssigkeitsspiegel hinaus. Also, folgerte Torricelli, entspricht der äußere Luftdruck genau demjenigen, den die 760 mm hohe Quecksilbersäule ausübt. Noch viele Jahre nach Torricelli wird der Luftdruck in mm Hg, also Millimeter Quecksilbersäule oder Torr angegeben. Als Nebenerscheinung sozusagen bemerkte der Italiener die Druckschwankungen, die durch den Wetterablauf hervorgerufen werden, konnte sich jedoch deren Entstehung noch nicht erklären. Trotzdem war er ein Pionier der modernen, auf Messungen basierenden Meteorologie.
Der Normaldruck auf Meereshöhe vom 760 mm Hg entspricht in etwa 1013,25 hPa, der modernen internationalen Einheit des Druckes. Das bedeutet, dass die Luftsäule auf einen Quadratmeter die Kraft ausübt, die einem Gewicht von etwa 10 Tonnen entspricht! Doch wieso spüren wir nichts von dieser gewaltigen Last?
Rekordwert in sibirischem Kältehoch
Das besondere am Luftdruck ist, dass er von allen Seiten gleich stark wirkt, also auch von der Seite und von unten. Dies ist der in ruhenden Gasen und Flüssigkeiten wirkende hydrostatische Druck, wie er entsprechend stärker auch unter Wasser wirkt. Wir sind an diesen Umgebungsdruck angepasst und merken ihn deswegen normalerweise nicht. Im Flugzeug wird uns sein Absinken jedoch oft unangenehm bewusst, wenn im Innenohr noch der Bodendruck aufrecht erhalten wird und außen bereits ein deutlich geringerer Luftdruck herrscht.
Der höchste je gemessene Luftdruck wurde mit 1083 hPa in einem sibirischen Kältehoch gemessen, der tiefste aus Satellitendaten abgeschätzte Luftdruck herrschte im Taifun Tip und betrug nur 870 hPa. Das gesamte Gewicht der irdischen Atmosphäre lässt sich auch abschätzen: es beträgt etwa 5 Billiarden Tonnen. Ein Bleiwürfel dieses Gewichtes hätte eine Kantenlänge von 76 Kilometern.