Zum Weltnormentag: Die Standardatmosphäre
Am heutigen Montag ist Weltnormentag, ein Tag zu Ehren der Arbeit derjenigen, die sich tagtäglich mit der Entwicklung von Normen und Standards beschäftigen. Er wurde von der Internationalen Organisation für Normung (ISO), der International Electrotechnical Commission (IEC) und der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) initiiert. Der 14. Oktober wurde dabei nicht zufällig gewählt. Am 14. Oktober 1946 wurde nämlich auf einer Konferenz in London von Delegierten aus 25 Ländern beschlossen, eine internationale Organisation zur Erleichterung der Standardisierung zu schaffen. Aus diesem Beschluss ging ein Jahr später die ISO hervor.
Auch in der Meteorologie gibt es Normen und Standards, die sich beispielsweise in der sogenannten Standardatmosphäre wiederfinden. Sie wurde von der International Civil Aviation Organization (ICAO), zu Deutsch Internationale Organisation für zivile Luftfahrt, ins Leben gerufen und weltweit verbindlich festgelegt. Sie beschreibt den mittleren Zustand unserer Erdatmosphäre in den mittleren Breiten. Genau genommen geht es um die durchschnittliche Druck-, Temperatur- und Dichteverteilung. Diese betragen 1013,25 hPa, 15 Grad (Celsius), und 1,2250 kg pro Kubikmeter. Tages- und jahreszeitliche Schwankungen werden dabei außer Acht gelassen. Dazu wird die Luft als absolut trockenes Gas betrachtet, die relative Luftfeuchtigkeit beträgt also 0 %.
Vielleicht fragen Sie sich, wofür man denn bitte standardisierte Werte für atmosphärische Eigenschaften braucht, die in dieser Form über ein ganzes Jahr betrachtet wohl nur sehr selten gemeinsam auftreten. Nun, ihren Einsatz findet die Standardatmosphäre zum Beispiel – wie der Name ihrer Gründungsorganisation schon verrät – in der Luftfahrt. Dort werden diese Mittelwerte unter anderem zur Eichung von Messgeräten, wie den Höhenmessern in Flugzeugen, herangezogen.
Und da es in der Luftfahrt auch immer hoch hinaus geht und die Atmosphäre natürlich nicht zwei-, sondern dreidimensional ist, gibt es nicht nur für das Bodenniveau, sondern auch für höhere Luftschichten Standardwerte. Beim Luftdruck zählen dabei zum Beispiel 850 hPa in 1,5 km Höhe, 500 hPa in 5,6 km Höhe und 300 hPa in 9,2 km Höhe. Am Oberrand der Troposphäre, der auf 11 km Höhe genormt wurde und das Ende der untersten Schicht unserer Atmosphäre beschreibt, liegt der Luftdruck nur noch bei 226,32 hPa. Die Luftdichte nimmt ebenfalls Stück für Stück ab und wurde in 11 km Höhe auf 0,3692 kg pro Kubikmeter festgesetzt.
Die standardisierte Temperaturabnahme mit der Höhe beträgt 0,65 K pro 100 m (entspricht 0,65 Grad Celsius pro 100 m). In der „Realität“ entspricht dieser Wert der Temperaturabnahme von gesättigter, also feuchter Luft. Trockene Luft kühlt dagegen mit der Höhe um 1 K pro 100 m, also stärker ab. Aber zurück zum Standard. Im Druckniveau 850 hPa liegt die Temperatur damit bei 5,5 Grad, in 500 hPa bei -21,3 Grad und in 300 hPa bei -44,5 Grad. Für den Oberrand der Troposphäre ergeben sich schließlich -56,5 Grad.
Da sich in der Troposphäre unser tägliches Wettergeschehen abspielt, wollen wir unseren Höhenflug an dieser Stelle beenden. Weitere Informationen zur Standardatmosphäre finden Sie zum Beispiel im DWD-Wetterlexikon (siehe „Weitere Informationen zum Thema“).
Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.10.2024
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