Blaise Pascal, der Mann des Drucks

Der gestrige 362. Todestag von Blaise Pascal soll Anlass sein, die Einheit Pascal genauer unter die Lupe zu nehmen und ein paar Gedanken zum Thema Druck festzuhalten. Wer einen Blick auf eine Bodenwetterkarte wirft, kommt kaum um sie herum und auch in Vorhersagen spielen sie praktisch täglich eine Rolle, die Druckwerte. Sie begegnen einem im Wettergeschehen immer wieder - sei es in Form von Isobaren, also Linien gleichen Luftdrucks, auf einer Karte oder in Form von beschreibenden Formulierungen wie Hoch- oder Tiefdruckgebieten. Aber in welcher Größenordnung bewegen wir uns hier auf der Erde und was hat der eingangs genannte französische Physiker und Mathematiker damit zu tun? Pascal ist ganz allgemein im internationalen Einheitensystem (SI) die Einheit für jeglichen Druck. Es beschreibt somit, wie viel Kraft auf eine Fläche wirkt. Bezogen auf den Luftdruck ist diese Kraft die Masse der Atmosphäre, die durch die Erdanziehungskraft auf die Erde gedrückt wird. Die Atmosphäre wiegt gut 5 Billiarden Tonnen - das ist eine fünf mit 15 Nullen. Dieses Gewicht verteilt sich aber auf die gesamte Erdoberfläche, in etwa 510 Millionen Quadratkilometer. Damit ergibt sich ein mittlerer Luftdruck auf Meereshöhe von 101325 Pascal. Weil diese Zahl aber so groß und unhandlich ist, werden die letzten beiden Stellen in dem Einheitenvorsatz "Hekto" = Hundert zusammengefasst und hinter das Komma geschoben, sodass man bei den gebräuchlichen 1013,25 Hektopascal (hPa) angelangt ist. Von diesem Wert ausgehend werden nun Hoch- oder Tiefdruckgebiete definiert, in denen der Druck entsprechend höher oder geringer ist. Aber nicht nur in solchen Gebieten weicht der Druck vom Referenzwert ab. Klettert man auf einen hohen Berg oder setzt sich in ein Flugzeug, nimmt der Druck ebenfalls ab, weil dann weniger Luft und damit weniger Masse über einem ist. Das führt dazu, dass der weltweit gemittelte Luftdruck am Boden etwa 985 Hektopascal beträgt, weil große Teile der Erdoberfläche über dem Meeresniveau liegen. Wie oben erwähnt, beschreibt Pascal den Druck als SI-Einheit. Es scheint also noch andere Einheiten zu geben, die mehr oder weniger üblich sind. Und so ist es auch. Druck kann einfach über die Definition in Newton pro Quadratmeter angegeben werden, das ist aber eine recht umständliche Bezeichnung und für den Luftdruck wenig hilfreich, weil das riesige Zahlen ergeben würde. Als Erstes hat sich die Einheit Bar verbreitet, was 10000 Newton pro Quadratmeter entspricht, womit man in etwas handlichere Gefilde gelangt, weil das in etwa die Größenordnung des atmosphärischen Drucks ist. Damit weniger mit dezimalen Vielfachen hantiert werden muss, hat letztendlich der Newton pro Quadratmeter den einfacheren Namen Pascal bekommen. Und hier kommt nun Blaise Pascal ins Spiel, der sich neben anderen Dingen mit dem Verhalten von Fluiden, wie Wasser oder Luft, beschäftigt hat und dabei auch viel mit Druck auseinandergesetzt hat. Damit war er prädestiniert dafür, als Namensgeber für dieses physikalische Prinzip zu dienen. Um die in den USA weiter verbreitete Einheit Bar beziehungsweise Millibar leicht mit dem hier üblichen Pascal vergleichen zu können, muss man lediglich wissen, dass ein Millibar, also ein Tausendstel Bar genau einem Hektopascal entspricht. Wenn man über ein altes Quecksilberbarometer stolpert, kann es sein, dass man nur eine Millimeterskala findet. Der abgelesene Wert in Millimetern entspricht einem Torr, was sich nicht ganz so einfach in Pascal umrechnen lässt. Der Normdruck von 1013,25 hPa entspricht nämlich 760 Torr. Soweit der kleine Ausflug in die Welt des Drucks. Auch wenn es vielfältige Wege gibt, ein und dasselbe auszudrücken, genügt es für den täglichen Blick aufs Wetter aber üblicherweise eine Vorstellung von Pascal zu haben.

Dipl.-Met. Marcel Schmid in Zusammenarbeit mit der Praktikantin Christina Kagel l

Deutscher Wetterdienst
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Offenbach, den 20.08.2024

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