Meteorologie: Atmosphäre [1/10]

Kurze Zusammenfassung

Dieses Video behandelt die Grundlagen der Meteorologie, die für die Pilotenausbildung relevant sind. Es werden der Aufbau der Atmosphäre, Lufttemperatur, Luftdruck, Luftdichte und die Funktionsweise des Höhenmessers im Flugzeug erklärt. Wichtige Punkte sind die verschiedenen Schichten der Atmosphäre, der Temperaturverlauf, die Zusammensetzung der Luft, Inversionen, die Bedeutung der Troposphäre, die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung, die Definitionen von stabilem, indifferentem und labilem Gleichgewicht, sowie die verschiedenen Höhen- und Druckbegriffe.

  • Aufbau der Atmosphäre und ihre Schichten
  • Lufttemperatur, Druck und Dichte
  • Funktionsweise und Fehlerquellen des Höhenmessers

Aufbau der Atmosphäre

Die Atmosphäre besteht aus verschiedenen Schichten: der Reibungsschicht (bis 1,5 km Höhe), der Troposphäre (bis 11 km Höhe), der Stratosphäre (bis 50 km Höhe), der Mesosphäre (bis 80 km Höhe), der Thermosphäre (bis 400 km Höhe) und der Exosphäre (bis 1000 km Höhe). Die Troposphäre ist die wichtigste Schicht, da hier das Wettergeschehen stattfindet und der größte Teil des Lebens existiert. Der Luftdruck nimmt exponentiell mit der Höhe ab, während die Temperatur zunächst abnimmt, dann konstant bleibt und schließlich wieder ansteigt.

Lufttemperatur

Die Lufttemperatur wird in Grad Celsius gemessen. Es gibt verschiedene Messinstrumente wie Quecksilberthermometer und Bimetallthermometer. Die Wärmeübertragung kann durch Konduktion, Konvektion, Advektion und Turbulenzen erfolgen. Der Temperaturgradient in der Atmosphäre kann stabil, indifferent oder labil sein, was Auswirkungen auf die Wetterentwicklung hat. Inversionen sind Wetterlagen, bei denen die Temperatur mit der Höhe zunimmt.

Gleichgewichtszustände

Es gibt drei Gleichgewichtszustände: stabil, indifferent und labil. Ein stabiles Gleichgewicht kehrt nach einer Störung in den ursprünglichen Zustand zurück. Ein indifferentes Gleichgewicht bleibt in einem neuen Zustand. Ein labiles Gleichgewicht entfernt sich immer weiter vom Ausgangszustand. In der Meteorologie bezieht sich dies auf den Temperaturgradienten und die Reaktion von Luftpaketen.

Inversionen

Eine Temperaturinversion ist eine Wetterlage, bei der die Temperatur mit der Höhe zunimmt. Es gibt verschiedene Arten von Inversionen, wie z.B. Bodeninversionen, Talinversionen, Subsidenzinversionen und Inversionen an Luftfronten. Diese können die Wetterentwicklung beeinflussen und zu stabiler Luftschichtung führen.

Sonnen- und Erdstrahlung

Sonnenstrahlung wird in der Atmosphäre reflektiert, gestreut oder absorbiert. Die Absorption ist entscheidend für die Erwärmung. Verschiedene Oberflächen haben unterschiedliche Absorptionsraten. Die von den Erdoberflächen aufgenommene Wärme wird als Erdstrahlung wieder abgegeben, was zu einem Temperaturabfall führt. Wolken und Wasserdampf können diesen Energieverlust abschwächen.

Tages- und Jahreszeitliche Schwankungen

Die Lufttemperatur ist abhängig von saisonalen Schwankungen, dem Einfluss von Wind und Wolken. Saisonale Schwankungen entstehen durch den Winkel der Sonneneinstrahlung und den Einfluss von Ozeanen und Kontinenten. Wind und Wolken beeinflussen den Tagesverlauf der Lufttemperatur.

Luftdruck

Luftdruck ist die Kraft, die die Luft aufgrund ihres Gewichts auf eine bestimmte Fläche ausübt. Er wird in Hektopascal gemessen. Der Standardluftdruck beträgt 1013,25 Hektopascal. Gebiete mit hohem Luftdruck werden als Hochdruckgebiete bezeichnet, Gebiete mit niedrigem Luftdruck als Tiefdruckgebiete. Isobaren sind Linien gleichen Drucks auf Wetterkarten.

Luftdichte

Die Luftdichte nimmt mit der Höhe ab. Sie ist über die allgemeine Gasgleichung mit Temperatur und Druck verknüpft. Bei konstantem Druck nimmt die Dichte mit steigender Temperatur ab. In großen Höhen nimmt der Luftdruck ab, was die Luftdichte reduziert und den Auftrieb sowie die Motorleistung verringert.

Standardatmosphäre

Die Standardatmosphäre (ISA) dient als Referenzmodell für atmosphärische Bedingungen. Sie beschreibt standardisierte Werte für Druck, Temperatur und Dichte in verschiedenen Höhen. Die Standardlufttemperatur beträgt 15°C und der Standardluftdruck 1013,25 Hektopascal auf Meereshöhe.

Höhenmesser

Der Höhenmesser misst die Höhe über einem eingestellten Druckwert. Es gibt verschiedene Höhen- und Druckbegriffe wie Altitude (AMSL), Height (AGL) und Druckhöhe. QNH bezieht sich auf die Höhe über dem Meeresspiegel, QFE auf die Höhe über Grund und QNE auf die Höhe über dem Standardluftdruck.

Höhen- und Druckbegriffe

Es werden verschiedene Höhen- und Druckbegriffe erläutert: Altitude (AMSL), Height (AGL), Druckhöhe (Pressure Altitude) sowie die zugehörigen Q-Schlüssel QNH, QFE und QNE. Die Druckhöhe wird ab einer bestimmten Höhe (Transition Altitude) verwendet, um einen einheitlichen Bezugspunkt für den Luftraum zu schaffen.

Berechnung der Druckhöhe

Die Druckhöhe kann berechnet werden, indem man den Unterschied zwischen dem gegebenen QNH-Wert und 1013,25 Hektopascal ermittelt und diesen Wert mit dem entsprechenden Höhenabstand pro Hektopascal multipliziert. Die wahre Höhe (True Altitude) berücksichtigt zusätzlich die Temperatur. Die Density Altitude ist die Druckhöhe, korrigiert um die Abweichung der Luftdichte von der Standardatmosphäre.

Meteorologische Fehler des Höhenmessers

Es gibt zwei wichtige Merksätze zu den meteorologischen Fehlern des Höhenmessers: "Vom Hoch ins Tief, das geht schief" und "Vom Warm zu Kalt, das knallt". Diese beziehen sich auf die Auswirkungen von Druck- und Temperaturänderungen auf die angezeigte Höhe. Außerdem können beschleunigte Luftströmungen in Gebirgstälern den lokalen Druck beeinflussen und zu Höhenmesserabweichungen führen.

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Transkript

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0:00 herzlich willkommen zu der Videoreihe meteologie in deiner dappel oder PPL Ausbildung in diesem Video geht es um das erste Thema die Atmosphäre der syllabus gibt uns hier eine ganze Menge an Inhalten vor wir starten mit den allgemeinen Aufbau der Atmosphäre schauen uns danach die Bereiche Lufttemperatur Druck und Dichte an abschließend werfen wir noch einen Blick auf unseren Höhenmesser im Luftfahrzeug wir beginnen also mit dem Aufbau unserer Atmosphäre alle Werte welche ich im nachfolgenden zeige sind sogenannte stand Werte tatsächliche Werte von Höhen Luftdrücken und Temperaturen können in der Realität natürlich abweichen schauen wir uns zunächst die verschiedenen Schichten der Atmosphäre an die reibungsschicht nennt man die Zone bis ca 1,5 km Höhe in welcher ein intensiver Austausch zwischen Atmosphäre und Erdoberfläche

0:46 stattfindet dies betrifft insbesondere die Feuchtigkeit Wärme und Luftströmung die Troposphäre reicht von der Erdoberfläche bis zur Tropopause in 11 km Höhe oder 36 000 Fuß darüber schließt sich die Stratus an sie reicht bis 50 km Höhe die obere Grenze nennen wir stratopause danach folgt die Mesosphäre bis zur mesopause in 80 km Höhe dann die Thermosphäre bis zur thermopause in 400 km Höhe und den Abschluss macht die Exosphäre bis zum Kosmos in 1000 km Höhe für uns ist die Troposphäre die wichtigste Schicht in der Atmosphäre hier spielt sich der größte Teil des Lebens und des Wetters ab mehr dazu gleich auf der nächsten Folie wie der Luftdruck sich mit zunehmender Höhe verändert sehen wir hier er nimmt expon ell mit zunehmender Höhe ab bei 5,5 km

1:33 Höhe haben wir noch ungefähr 50% des Luftdrucks auf der Erdoberfläche und auf Höhe der Tropopause nur noch ca 25%. der Temperaturverlauf in der Atmosphäre ist ebenfalls ein wichtiger Punkt für uns die Temperatur nimmt zunächst von der Erdoberfläche bis zur Tropopause konstant mit ungefähr 2° je 1000 Fuß oder 0,65° je 100 m ab anschließend bleibt die bis zur zonsschicht konstant um dann sogar noch einmal anzusteigen bis zur stratopause spätestens dort fällt sie dann wieder linear ab wenn die Temperatur konstant bleibt bei zunehmender Höhe sprechen wir von einer sogenannten isothermie und wenn sie sogar wieder zunimmt nennen wir das eine Inversion unsere Atmosphäre besteht aus verschiedenen Gasen die Luft die wir atmen ist ein Gemisch aus 78% Stickstoff

2:19 21% Sauerstoff und 1% anderen Gasen dieses Gemisch ist bis ca 80 km Höhe konstant wie bereits eben erwähnt ist die Troposphäre für uns die wichtigste Schicht in der Atmosphäre dazu ein paar Fakten 75% der Luftmasse finden wir in der Troposphäre nur hier gibt es genügend Sauerstoff für Lebewesen und ausreichend Schutz gegen die schiedliche UV-Strahlung der Sonne sämtliches Wetter mit Wolken und Niederschlag findet ebenfalls in der Troposphäre statt ihre obere Grenze ist die Tropopause diese Grenze verschiebt sich in der Höhe abhängig von der Temperatur der unter ihr liegenden Luftschichten so haben wir in polaren Regionen lediglich eine mittlere Höhe von 8 km während wir wir die Tropopause in den Tropen in der doppelten Höhe bei durchschnittlich 16 km suchen müssen ebenso schwankt mit der

3:05 Höhe auch die gemessene Temperatur es geht weiter mit dem Thema Lufttemperatur Lufttemperatur ist der wärmezustand eines Körpers die ikeo nutzt für Temperaturangaben die Einheit Grad Celsius allgemein bekannt ist dass 0° CS dem Gefrierpunkt und 100° CS dem Siedepunkt von Wasser entspricht Fahrenheit als temperatureinheit ist für uns in Europa hingegen weniger verbreitet in der Luftfahrt wird die ein uns den auch in einigen Luftfahrzeugen begegnen weil sie in Amerika üblich ist und entsprechend in amerikanischen Luftfahrzeugen genutzt wird Umrechnungsformel sollten uns daher einigermaßen geläufig sein messen können wir die Lufttemperatur mit unterschiedlichen Hilfsmitteln geläufig sollten uns das klassische Quecksilber thmometer sein bei dem sich das Quecksilber in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnt und damit eine

3:51 entsprechende Temperatur anzeigt bei der englischen Hülle handelt es sich um eine spezielle Abschirmung für Temperaturfühler die vor Sonneneinstrahlung und strah Verfälschung schützt sie sorgt dafür dass das Thermometer hauptsächlich die Lufttemperatur misst und nicht durch direkte Wärmestrahlung beeinflusst wird ein betalltermometer nutzt deningegen zwei miteinander verbundene Metalle mit unterschiedlicher Wärmeausdehnung durch Temperaturänderung verbiegt sich der Bimetallstreifen und bewegt eine zeigeanzeige welche die Temperatur wiederum anzeigt die Wärmeübertragung kann auf verschiedene Arten erfolgen die erste Möglichkeit nennen wir konduktion oder vereinfacht Leitung jebei findet die Wärmeübertragung innerhalb eines Stoffes durch molekularbewegungen statt die zweite Art nennen wir Konvektion dabei

4:36 handelt es sich um vertikale strömungsbewegung in Gasen oder Flüssigkeiten Wärmeübertragung durch horizontale strömungsbewegung nennen wir hingegen Advektion die letzte Art der Wärmeübertragung entsteht durch Turbulenzen dabei werden verschiedene luftbereiche durch ungeordnete und verwirbelte Luftbewegungen miteinander vermischt wir erinnern uns an den Temperaturverlauf in der ikeo standardatmosphäre bis zur Tropopause nehmen wir hier für Berechnung allgemein 0,65° CS pro 100 m oder 2° pro 1000 Fuß an einen solchen Verlauf nennen wir auch Temperaturgradient tatsächlich kann der Temperaturgradient in der Wirklichkeit durch verschiedene Wetterphänomene völlig anders sein er kann dich stärker sein er kann schwächer sein g=ich 0 oder sogar umgekehrt er kann sich auch mehrfach ändern mit Zunahme der Höhe in

5:23 der Luftfahrt ist dieser Temperaturverlauf sehr wichtig für die Wetterentwicklung grundsätzlich können wir dabei zwischen drei gleichgewichtszuständen unterscheiden welche beschreiben wie ein System auf eine Störung reagiert diese Systeme möchte ich nun zunächst kurz allgemein erklären und danach den Bezug zur Wetterentwicklung geben beginnen wir mit dem ersten ein stabiles Gleichgewicht ist ein System das nach einer Störung in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt z.B ein Ball der in einer Mulde liegt wird er angestoßen rollt er anschließend wieder zurück in seine Ausgangslage in einem indifferenten Gleichgewicht führt eine kleine Störung dazu dass das System in einem neuen Zustand bleib bibt ohne zurückzukehren oder sich weiter zu entfernen Beispiel ein Ball liegt auf einer flachen Oberfläche wird der angestoßen rollt er ein Stück und bleibt dann an der neuen

6:09 Position liegen im dritten System dem labilen Gleichgewicht führt eine Störung hingegen dazu dass sich das System immer weiter vom Ausgangszustand entfernt Beispiel ein Ball liegt auf einem Hügel wird er leicht angestoßen rollt er weiter back ab und entfernt sich immer weiter vom ursprünglichen Punkt nun machen wir den Transfer dieser Systematik in die Meteorologie in der ologie haben wir keine Mulde oder einen Hügel sondern einen gemessenen Temperaturgradient in der Atmosphäre außerdem wird unser Tennisball zu einem Luftpaket den Temperaturgradienten können wir entweder als stabil indifferent oder labil bezeichnen bei einer Inversion also einem umgekehrten Temperaturgradienten sprechen wir in jedem Fall von einem stabilen System das liegt daran dass aufsteigende Luftpakete wieder absinken weil sie kühler und

6:54 damit dichter als die Umgebungsluft in der Höhe sind bei einer isothermie also einem neutralen Temperaturgradienten bedeutet das dass ein aufsteigendes Luftpaket genau die Temperatur der Umgebungsluft hat und daher weder weiter aufsteigt noch absinkt nur in einem labilen System also einem Temperaturgradient der größer ist als ein Luftpaket welches sich beim Aufsteigen abkühlt bedeutet dies dass aufsteigende Luftpakete immer wärmer als ihre Umgebung sind und deshalb weiter aufsteigen das ist typisch für Thermik und Gewitterbildung diese Überlegung wollen wir später in den Themen Thermodynamik und Wolkenbildung noch genauer ausführen bis hier ist erst einmal wichtig dass wir zwischen den verschiedenen gleichgewichtszuständen unterscheiden können bei den Ausführungen zur Troposphäre ist schon einmal der Begriff Inversion gefallen auf dieser Folie wollen wir noch einmal

7:40 auf unterschiedliche Arten von Inversion und deren Entstehung eingehen eine temperaturinversion ist eine Wetterlage bei der die Temperatur mit der Höhe zunimmt anstatt wie üblich abzunehmen beginnt eine solche Invasion am Erdboden sprechen wir von einer bodeninvasion diese tritt auf wenn sich die Erdoberfläche in klaren Nächten stark abkühlt und in der Folge auch die ernahen Luftschichten stärker Abkühlen als die darüber liegenden höheren Luftschichten dadurch entsteht eine stabile Schichtung die Kaltluft am Boden hält und oft Nebel oder schlechte Luftqualität verursacht eine ähnliche Art der Inversion finden wir häufig in den Bergen die sogenannte talinversion entsteht wenn sich nachts die Luft an dem Bergh hängen abkühlt und dadurch beginnt abzusinken die kalte Luft sammelt sich im Talbecken und es entsteht ein sogenannter Kaltluftsee im Tal an dessen Obergrenze eine Inversion

8:26 messbar ist eine subsidenzinversion entsteht hingegen wenn Luft Luftmassen absinken und sich dabei erwerben wodurch die Temperatur mit zunehmender Höhe ansteigt diese Inversion führt zu einer stabilen Luftschichtung die den vertikalen Luftaustausch hemmt und oft mit klaren Himmel und hoher Luftverschmutzung verbunden ist eine Inversion an luftfronten entsteht wenn eine wärmere Luftmasse auf eine kältere Luftmasse trifft wobei die wärmere Luft über die kalte Luft schwappt und eine stabile Schichtung erzeugt diese Inversion kann die Entwicklung von Wolken und Niederschlag behindern und oft zu klaren aber stabilen Wetter Bedingung führen es gibt auch noch weitere Arten Inversionen welche ich hier aber nicht weiter erläutern möchte auf dieser Folie wollen wir zwischen den Begriffen Sonnenstrahlung und Erdstrahlung unterscheiden Sonnenstrahlung wird nach dem Eintritt

9:11 in der Atmosphäre entweder reflektiert gestreut oder eben absorbiert die Absorption ist entscheidend um die Wärme der Sonnenstrahlen aufzunehmen dabei haben verschiedene Oberflächen unterschiedliche absorptionsraten während Schneeflächen z.B einen hohen Anteil reflektieren und nur ca 10 bis 20% absorbieren kann diese Rate beim Wasser abhängig vom Einfallswinkel bei bis zu 95% liegen somit kann Wasser im Vergleich z.Bp deutlich mehr Wärme speichern als eine Sandfläche die von den verschiedenen Erdoberflächen aufgenommene Wärme wird anschließend auf die bodennahen Luftschichten übertragen dadurch geht sie zum Teil wieder verloren diese Ausstrahlung der während des Tages aufgenommenen Wärme ins Weltall bezeichnen wir als Erdstrahlung der Verlust dieser Wärme führt dazu dass die Temperatur in der Atmosphäre absinkt

9:58 bei einem klaren Nachthimmel ist dieser Effekt am stärksten Wolken und Wasserdampf in der Luft können diesen Energieverlust hingegen zum Teil wieder etwas abschwächen auf der nachfolgenden Grafik sehen wir nun einmal den typischen Temperaturverlauf eines Tages die Sonneneinstrahlung startet mit Sonnenaufgang zu diesem Zeitpunkt ist die Abstrahlung aber noch stärker wir erreichen da den tiefsten Temperaturwert des Tages erst eine halbe Stunde nach Sonnenaufgang das sollten wir uns merken nach diesem Zeitpunkt ist die Einstrahlung höher als die Abstrahlung und die Temperatur beginnt zu steigen mit der Temperatur steigt auch die Abstrahlung an gegen Mittag erreicht die Sonne ihren Zenit und die Einstrahlung beginnt wieder zu sinken die Lufttemperatur steigt jedoch weiter an bis die Einstrahlung wieder geringer als die Abstrahlung ist an diesem Punkt gegen Nachmittag erreichen wir die höchste Temperatur des Tages nach diesem

10:44 maximum beginnt die Temperatur wieder zu fallen und der Kreislauf begin von vor die Lufttemperatur ist auch abhängig von saisonalen Schwankungen sowie den Einfluss von Wind und Wolken saisonale Schwankungen entstehen zum einen durch den Winkel der Sonneneinstrahlung je steiler die Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche einfällt desto stärker ist die Erwärmung pro Flächeneinheit dieser Einfluss ist auch die Ursache für unsere Jahreszeiten wie wir Sie bei uns in Europa erleben zum anderen entstehen saisonale Schwankungen durch den Einfluss von Ozeanen und Kontinenten Ozeane nehmen Wärme langsamer auf und geben Sie anschließend auch langsamer wieder ab Kontinente hingegen nehmen Wärme zwar schneller auf aber geben sie auch schneller wieder ab der Einfluss von Wind und Wolken bezieht sich dagegen eher auf den Tagesverlauf der luftemp tempatur so wird die Temperatur bei

11:31 mäßigen bis starken Wind in der Nacht weniger sinken als bei Windstille das liegt daran dass die bodennah Luft dabei ständig mit wärmeren Luftschichten durchmischt wird wodurch die Abstrahlung von Wärme in den Himmel weniger stark zur Abkühlung führt als bei windstil Wolken können hingegen unterschiedliche Einflüsse auf die Temperatur haben dünne hochliegende Wolken verstärken den Treibhauseffekt während dicke tiefliegende Wolken tagsüber kühlen indem sie Sonnenlicht reflektieren und nachts wärmen indem sie abstrahl reduzieren eine wolkenlose Nacht begünstigt also starke Abkühlung durch ungehinderte Wärmestrahlung ins All es geht weiter mit dem Abschnitt Luftdruck Luftdruck ist der Druck den eine senkrechte Luftsäule vom äußeren Ende der Atmosphäre bis zur Erdoberfläche mit einem quadratzenmet

12:17 Querschnitt auf eine Fläche ausübt also mit anderen Worten die Kraft die die Luft aufgrund ihres Gewichts auf eine bestimmte Fläche ausübt gemessen wird der Luftdruck mit der Einheit Hektopascal ein Hektopascal entspricht 100 Pascal wobei ein Pascal einer Kraft von 1 Newton pro Quadratmeter entspricht letzteres ist aber eher nur nice to know anfänglich konnte man den Luftdruck mit einer Quecksilbersäule wie hier unten links dargestellt messen stieg der Luftdruck vor Ort SEG ebenfalls die Quecksilbersäule in der Röhre an und zeigte den veränderten Luftdruck auf einer Skala an mittlerweile benutzt man andere Messinstrumente mehr dazu später beim Höhenmesser der standardluftdruck der ikeo beträgt 103 hektopcal diesen S soll wir uns unbedingt merken tatsächlich schwankt der Luftdruck aber

13:02 von Gebiet zu Gebiet ein Gebiet mit hohen Luftdruck nennen wir daher auch hoch und ein Gebiet mit tiefen Luftdruck entsprechend tief die verschiedenen Bereiche unterschiedlichen Drucks werden in der Wetterkarte des Deutschen Wetterdienst mit Hilfslinien dargestellt diese Hilfslinien sind Linien gleichen Drucks man nennt sie Isobaren eine Isobare Linie ist also eine Linie gleichen Drucks der Druckunterschied zwischen zwei benachbarten Linien beträgt 5 hektop pas aus dem Abstand der Linien zueinander kann das geschulte Auge daher Windrichtungen und Geschwindigkeiten erkennen die Luftteilchen möchten nämlich grundsätzlich vom hohen Druck zum tiefen Druck fließen und je enger die Isobaren aneinander liegen desto stärker ist das Druckgefälle und damit auch die Luftbewegung welche wir Wind nennen mehr

13:47 dazu dann aber im nächsten Thema es gibt auch noch weitere Fachbegriffe zu diesen Wetterkarten wie z.B die Hochdruckbrücke dies ist eine Verbindung von zwei benachbarten hochdruckgebieten der Hochdruckkeil ist eine Zone der stärksten Krümmung der esobaren um ein Hochdruckgebiet ein Trog ist eine Zone der stärksten Krümmung der esobaren um ein Tiefdruckgebiet eine Tiefdruckrinne ist eine langgestreckte Zone tiefen Drucks mit mehreren tiefdruckzentren wie wir bereits gelernt hatten nimmt der Luftdruck mit zunehmender Höhe exponentiell ab da die darüberliegende Luftsäule geringer wird in der standardatmosphäre halbiert sich der Luftdruck ungefähr alle 5500 m um Messwerte ver reichbar zu machen wird der Luftdruck dort wo er gemessen wird auf Meereshöhe reduziert dies geschieht

14:34 unter der Annahme einer standardatmosphäre oder anhand lokaler Temperatur und Höhendaten dadurch lassen sich hoch und Tiefdruckgebiete unabhängig von der Stationshöhe besser analysieren und vergleichen in der standardatmosphäre nimmt man feste Werte an der vertikale Abstand zweier Druckflächen beträgt hier auf Meereshöhe ein Hektopascal Pro 8 m oder 27 Fuß und ab 5,5 km Höhe 1 HE Pascal pro 15 m bzw 50 Fuß diese zwei Werte sollten wir uns ebenfalls merken weiter geht es mit dem Thema luftdichte die Luftdichte verhält sich in der Höhe ähnlich dem Luftdruck sie nimmt ab die drei Größen luftdichte Temperatur und Druck sind über die allgemeine Gasgleichung miteinander verknüpft bei konstanten Druck nimmt die

15:19 Dichte mit steigender Temperatur ab da sich die Luft ausdehnt umgekehrt führt eine Abkühlung zu einer höheren Dichte was ich z.B positiv auf die Flugleistung ausfüt im Winter haben unsere Luftfahrzeuge somit eine bessere Leistung als im Sommer in großen Höhen nimmt der Luftdruck ab was ebenfalls die Luftdichte reduziert und damit den Auftrieb sowie die Motorleistung verringert das müssen wir insbesondere berücksichtigen wenn wir in bergigen Gebieten und größeren Höhen unterwegs sind bei dem vorerigen Abschnitt war immer mal wieder von Standardwerten oder einer standardatmosphäre die Rede im Englisch nennt man sie auch international standard atmosphere oder abgekürzt Isa die ISA dient als Referenzmodell für atmosphärische Bedingungen und beschreibt standardisierte Werte für Druck

16:04 Temperatur und Dichte in verschiedenen Höhen das macht es uns bei modellbetrachtung deutlich einfacher Zusammenhänge zu verstehen unsere standardlfttemperatur beträgt z.B 15° csus und unser standardluftdruck 103,25 Hektopascal jeweils auf Meeresspiegelhöhe die Temperatur nimmt mit der Höhe um 0,65° CS hier 100 m oder 2° Cels pro 1000 Fuß ab diese Werte müssen wir uns merken der letzte Abschnitt in diesem Thema ist unser höhdenmesser wir erinnern uns noch an den quecksilberbarometer von ein paar Folien zuvor im Luftfahrzeug wäre ein solches Messinstrument nicht wirklich praktikabel man hat daher sogenannte anoiddosen entwickelt eine aneoiddose ist eine luftleere flexible Metallkapsel die sich abhängig vom äußeren Luftdruck

16:50 ausdehnt oder zusammenzieht und so als zentrales Messelement im Höhenmesser dient mehrere miteinander kombiniert verbessern die Genauigkeit und links auf auf der Folie sehen wir einen klassischen höhlenmesser wie er tausendfach in Luftfahrzeugen verbaut ist wir haben auf dem Höhenmesser einen dünnen langenanzeiger für die H und einen dicken kurzen Anzeiger für die Tausender bei den gezeigten Höhenmesser befinden wir uns somit gerade auf 950 Fuß nun ist die Frage 950 Fuß über was über den Meeresspiegel über unserem Startplatz oder über dem standarddruckwert 103 Hektopascal diesen Druckwert können wir selber einstellen dazu drehen wir an dem Drehknopf unten links und verändern damit den rechts auf einer kleinen Skala angezeigten Druckwert folgenden Satz müssen wir uns also gut merken der Höhenmesser zeigt

17:37 immer die Höhe über dem eingestellten Druckwert an das ist wichtig denn es gibt verschiedene Höhen und druckbegriffe die wir voneinander unterscheiden müssen wir beginnen mit dem Begriff altitude abgekürzt amsl above mi Level dies ist der höhenbegriff für die Höhe über den mittleren Meeresspiegel der entsprechende Druckwert welche wir bei unserem Höhenmesser einstellen müssen um diese Höhe angezeigt zu bekommen nennen wir qnhh der Begriff qnhh stammt aus dem qschlüssel qcode einem historischen funktelegramm Code der ursprünglich für die drahtlose Telegrafie entwickelt wurde das Q kennzeichnet die allgemein Luftfahrt und funkkommunikationscodes die Buchstaben NH könnten für normal height stehen stehen wir am Boden vor dem Start und

18:23 erhalten den örtlichen Luftdruck reduziert auf mieresspiegelhöhe oder kurz das kenh über den Wetterbericht oder die Flugsicherung sollte uns der Höhenmesser somit die Höhe des Flugplatzes über den Meeresspiegel Anzeigen dabei darf er maximal um plus-us 60 Fuß abweichen diese Höhe unseres Ortes über dem Meeresspiegel nennen wir auch elevation wissen wir dass aktuelle kuhenh nicht aber kennen die Höhe von unserem Startplatz über den Meeresspiegel können wir also ganz einfach die Höhe vom Flugplatz im Höhenmesser einstellen und der Höhenmesser zeigt uns das entsprechende KH an der nächste höhenbegriff lautet height dies ist die Höhe über einem bestimmten Ort abgekürzt AGL above ground level der zugehörige dropbegriff heißt qfe FE könnte dabei für field elevation stehen das qfe wird in der

19:10 Regel von sägefliegern genutzt für sie ist die Höhe über dem Start und damit dem gewünschten Landeplatz enorm wichtig um einzuschätzen wann sie diesen wieder ansteuern müssen ihre Höhe über dem Startplatz ist quasi ihr noch verbleibender Kraftstoff wir Motorflieger hingegen fliegen grundsätzlich mit dem zuvor genannten QH damit wir unsere Höhe mit anderen Luftfahrzeugen welche ebenfalls in der Nähe unterwegs sind aber auch mit Hindernissen und der Topographie besser vergleichen können be kennen also nun die Höhen und druckbegriffe zur Höhe über den Meeresspiegel und der Höhe über Grund fehlt uns noch der höhenbegriff gemessen über dem standardluftdruck 103 Hektopascal warum könnte es Sinn machen einen standardluftdruck im Höhenmesser einzustellen stellen wir uns vor wir planen einen Flug von München nach Hamburg während dieses Fluges ändert sich der örtentliche Luftdruck ständig damit wir und andere Flugzeuge welche

19:56 gerade auf einem Streckenflug unterwegs sind nicht ständig ihren Höhenmesser einen neuen Druckwert einstellen müssen hat man sich überlegt ab einer Höhe von 5000 Fuß amsl bzw 2000 Fuß AGL standardmäßig den Luftdruck 103 im Höhenmesser einzustellen diese Höhe nennen wir dann Druckhöhe im englischen pressure altitude oder auch flight Level abgekürzt FL der entsprechende qbegriff ist das qne ne könnte dabei für neutral elevation stehen diese drei druckbegriffe QNH qfe und qne sollten wir kennen mit ihren zugehörigen höhenbegriffen und unterscheiden können haben wir keinen Höhenmesser zur Hand und eine theoriefrage vor uns in der wir die Druckhöhe im englischen pressure altitude berechnen sollen rechnen wir zunächst den Unterschied zwischen dem

20:42 gegebenen qhwert und 103 aus im Beispiel hier auf der Folie wären das bei 1008 und 1013 5 Hektopascal Unterschied von zuvor wissen wir bereits dass der Abstand zwischen zwei Druckflächen ca 27 Fuß sind in Rechenaufgaben wird dieser Wert zur Vereinfachung auch häufig auf 30 Fuß aufgerundet 5 Hektopascal Unterschied mal 30 Fuß ergibt für uns dann einen Wert von 150 Fuß stellt sich nur noch die Frage ob wir diese von unserer Ausgangshöhe abziehen oder addieren müssen der Druck nimmt mit zunehmender Höhe ab rechnen wir also von 1008 zu 103 sinkt unser Referenzwert ab die angezeigte Höhe im englischen indicated altitude muss somit größer werden wir addieren Sie also hinzu unsere Druckhöhe beträgt damit 750 Fuß

21:27 dieses Beispiel geht natürlich auch in die andere Richtung in dem Fall sollen wir von unserer Druckhöhe zu unserer Höhe über den Meeresspiegel rechnen tun wir dies erhalten wir die Höhe die unser Höhenmesser uns in diesem Fall anzeigen würde die indicated altitude hier möchte ich gerne den Begriff der wahren Höhe im englischen true altitude mit einbringen unser Höhenmesser zeigt uns bei unserem eingestellten QH nicht die wahre Höhe über Grund an das liegt daran dass eine Temperaturkompensation fehlt an warmen Tagen dehnt sich die Luft in der Atmosphäre nämlich aus die Druckfläche liegen entsprechend weiter auseinander als sie das an kalten Tagen tun würden um die wahre Höhe zu berechnen müsste man also folglich noch eine Temperaturkorrektur durchführen diese rechnerische Aufgabe ist aber nicht Teil der privatpilotenausbildung den letzten höhenbegriff welche wir uns anschauen

22:14 wollen heißt density altitude die density altitude ist die Druckhöhe korrigiert um die Abweichung von luftdichte von der standardatmosphäre wir benutzen diesen höhenbegriff als rein rechnerische Größe bei der Berechnung der Flugleistung hohe Temperaturen und niedriger Luftdruck führen zu einer höheren density altitude wodurch sich die Flugleistung verschlechtert ein Flugzeug kann z.B auf einer wahren Höhe von 5000 Fuß fliegen aber bei hohen Temperaturen und niedrigen Druck einer density altitude von 7000 Fuß entsprechen was bedeutet dass es sich aerodynamisch so verhält als ob es auf 7000 Fuß in der standardatmosphäre wäre nun das waren eine Menge Begriffe und Beispiele leider kommen wir um diese Inhalte in der meteologie nicht ganz herum wir werden sie aber sicher in den Fragen und auch verwandten Themen noch einmal

23:00 wiederholen zum Abschluss von diesem Thema schauen wir uns noch die meteologischen Fehler des Höhenmessers an dazu gibt es zwei wichtige Merksätze die wir uns unbedingt einpren sollten erstens vom hoch ins Tief das geht schief wenn ein Flugzeug von einem Hochdruckgebiet in ein Tiefdruckgebiet fliegt und der höhlenmesser nicht auf den neuen Wert umgestellt wird sondern auf dem alten zu hohen Druck eingestellt bleibt zeigt der Höhenmesser eine zu hohe Höhe an das Flugzeug fliegt also niedriger als angezeigt was vor allem bei niedrigen flughöhlen gefährlich sein kann zweitens vom warm zu kalt das knallt wenn ein Flugzeug von einem warmen in ein kaltes luftgebiet fliegt bleibt der höhlenmesser auf den alten Temperaturbedingungen kalibriert da kalte Luft Dichter ist werden die Druckflächen näher zusammengedrückt und die wahre Höhe ist niedriger als

23:45 angezeigt das Flugzeug fliegt also tatsächlich tiefer als gedacht was insbesondere beim Anflug oder im bergigen Gelände gefährlich werden kann außerdem kann in Gebirgstälern an hangkanten oder in engen Passagen beschleunigte Luft Strömung den lokalen Druck beeinflussen dies führt zu höhenmesserabweichung beispielsweise kann sich der Druck auf der windabgewandten Seite eines Gebirges verringern wodurch der Höhenmesser eine größere Höhe anzeigt als tatsächlich vorhanden ist Piloten müssen dies bei Flügen im bergigen Gelände beachten insbesondere bei starkem Wind das war's zum Thema unsere Atmosphäre vielen Dank für deine Aufmerksamkeit bis zum nächsten Video

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