Luftdruck und Höhe: Warum Apps auf Meereshöhe umrechnen
Ihre Wetter-App zeigt mit ziemlicher Sicherheit den Luftdruck (barometrischer Druck) bezogen auf Meereshöhe und nicht den tatsächlichen Druck dort, wo Sie stehen. Die beiden unterscheiden sich um rund 1 Hektopascal je 8 Höhenmeter, was bedeutet: Ein Barometer in Denver zeigt wirklich etwa 840 hPa (mbar), während die App etwas nahe 1015 meldet. Die Umrechnung existiert, damit eine Wetterkarte zeigt, wo die Hochs und Tiefs tatsächlich liegen, statt ein Abbild des Geländes zu sein. Für alle, die Symptome gegen den Luftdruck verfolgen, ist die Umrechnung harmlos und wohl sogar hilfreich, denn worauf der Körper reagiert, ist die Änderung über die Zeit, und die Umrechnung ist ein nahezu konstanter Versatz, der die Änderung nicht berührt.
Die Verwirrung, die das stiftet, ist häufig genug, um sie einmal ordentlich durchzugehen, besonders wenn Sie ein Barometer zu Hause oder eine Wetterstation haben, die etwas anderes anzeigt als Ihr Telefon.
Drei Zahlen, drei verschiedene Aufgaben
Es gibt drei Druckwerte im täglichen Gebrauch, und sie beantworten drei verschiedene Fragen.
Der Stationsdruck ist der Rohwert: das tatsächliche Gewicht der Atmosphäre, das genau am Ort und auf der Höhe des Sensors lastet. Das ist das, was ein Barometer in Ihrer Küche physikalisch misst. In Denver sind es etwa 840 hPa. In Mexiko-Stadt, auf 2.240 Metern, eher 780. Auf Meereshöhe in Boston rund 1013. Den Stationsdruck will ein Höhenmesser im Flugzeug, eine Physiologin oder ein Ingenieur, der einen Druckbehälter auslegt.
Der Luftdruck auf Meereshöhe, manchmal MSLP für mean sea level pressure geschrieben, ist der Stationsdruck rechnerisch nach unten verlängert auf den Wert, den er hätte, wenn die Station auf Meereshöhe stünde. Das ist die Zahl auf Wetterkarten, in Vorhersagen und in praktisch jeder Wetter-App für Verbraucher. Sie existiert aus einem Grund: Vergleichbarkeit. Ohne sie wäre eine Druckkarte der USA schlicht eine Karte der Rocky Mountains, denn jede hoch gelegene Station zeigte tiefen Druck und jede Küstenstation hohen, und die tatsächlichen Wettersysteme wären unter dem Geländesignal unsichtbar.
Die Höhenmessereinstellung ist ein dritter Wert, nah am Luftdruck auf Meereshöhe, aber anders berechnet, in der Luftfahrt gebraucht, damit alle, die in derselben Region fliegen, ihre Höhenmesser auf dieselbe Referenz stellen und so den korrekten vertikalen Abstand halten. Wenn Sie je gehört haben, wie die Flugsicherung eine Zahl wie „two niner niner two“ vorliest: Das ist die Höhenmessereinstellung in Zoll Quecksilbersäule. Sie liegt meist innerhalb von ein bis zwei Hektopascal am MSLP, identisch sind die beiden aber nicht.
Wie die Umrechnung berechnet wird
Das Prinzip ist geradlinig. Um den Stationsdruck in den Luftdruck auf Meereshöhe umzurechnen, berechnet man das Gewicht einer gedachten Luftsäule, die den Raum zwischen Station und Meereshöhe füllen würde, und addiert es dazu.
Die grobe Faustregel lautet etwa 1 hPa je 8 Meter, oder rund 1 inHg je 1.000 Fuß (etwa 300 Meter), nahe der Meereshöhe. Über große Strecken ist der Zusammenhang nicht linear, weil Luft komprimierbar ist und nach oben dünner wird, die echte Formel nutzt also die barometrische Höhenformel mit der Temperatur als Eingangsgröße.
Dieser Temperaturterm ist der interessante Teil. Die gedachte Luftsäule existiert nicht, ihre Temperatur muss also angenommen werden. In der meteorologischen Praxis nimmt man den Mittelwert aus der aktuellen Temperatur und der Temperatur von vor zwölf Stunden als Näherung für die mittlere Temperatur der Säule. In mäßigen Höhen funktioniert das annehmbar und mit zunehmender Stationshöhe immer schlechter. Oberhalb von etwa 1.500 Metern gerät die Annahme unter Druck, und an Stationen auf Hochplateaus bei extremer Kälte können die erzeugten Werte für Meereshöhe wirklich fragwürdig sein. Das ist der Grund, warum gelegentlich unplausible Rekordwerte für hohen Luftdruck aus Sibirien oder Grönland gemeldet werden.
Für fast alle Orte, an denen Menschen tatsächlich leben, ist die Umrechnung verlässlich und gleichbleibend.
Warum das für Symptome weniger zählt, als Sie denken
Hier der praktische Punkt. Wenn Sie auf 1.600 Metern leben, addiert die Umrechnung Ihrer App rund 200 hPa zu Ihrem Stationsdruck. Dieser Versatz ist nicht auf das Hektopascal genau fest, weil sich der Temperaturterm ein wenig bewegt, aber er ist über jede Zeitspanne, die für Kopfschmerzen zählt, nahezu konstant.
Das heißt: Wenn der Wert für Meereshöhe in Ihrer App in achtzehn Stunden um 12 hPa fällt, ist der tatsächliche Druck bei Ihnen zu Hause in diesen achtzehn Stunden ebenfalls um knapp 12 hPa gefallen. Die Form der Kurve, das Tempo und das Ausmaß der Änderung überstehen die Umrechnung unverändert. Nur die Grundlinie verschiebt sich.
Das zählt, weil die Änderung das ist, worauf sich die Forschung zu Wetter und Kopfschmerz konzentriert hat. Studien zu Luftdruck und Migräne haben in der Regel Tempo und Ausmaß der Änderung untersucht und nicht das absolute Niveau, und mehrere fanden vor allem Zusammenhänge mit fallendem Luftdruck, auch wenn die Literatur wirklich gemischt ist und die Effektgrößen zwischen Studien und zwischen Personen stark schwanken. Die Belege sind stärker für „manche Menschen reagieren empfindlich auf Luftdruckänderungen“ als für irgendeine allgemeingültige Schwelle.
Wenn Sie in der Höhe leben und Ihren echten Stationsdruck sehen wollen, meldet ihn die meiste Wetterstationshardware, und manche Apps lassen Sie umschalten. Fürs Protokollieren verlieren Sie aber keine Information, wenn Sie es bei der Voreinstellung belassen.
Wo der Unterschied doch zählt
Drei Situationen, in denen die Unterscheidung wirklich wichtig ist:
Ihr Barometer zu Hause gegen Ihre App. Das ist die häufigste Quelle der Verwirrung. Ein analoges Barometer an der Wand misst den Stationsdruck. Viele werden mit einer Justierschraube auf der Rückseite geliefert, genau damit Sie sie auf die Werte für Meereshöhe versetzen können, und wenn Sie Ihres nie eingestellt haben und irgendwo über Meereshöhe leben, weicht es um einen vorhersagbaren Betrag von Ihrem Telefon ab. Kein Gerät ist kaputt.
Ein Wechsel der Höhe. Wenn Sie von Boston nach Denver fahren, erlebt Ihr Körper einen echten Abfall des Stationsdrucks um rund 175 hPa, und das ist ein echtes körperliches Ereignis: der Mechanismus hinter dem Höhenkopfschmerz. Ihre App zeigt fast nichts, weil beide Städte auf Meereshöhe umgerechnet gemeldet werden. Eine Wetter-App ist nicht das Werkzeug, um Druckbelastung auf Reisen zu verfolgen, sie ist das Werkzeug für wetterbedingte Luftdruckänderungen an einem festen Ort. Deutlich wird das an einem Ort wie Lone Tree, Colorado, wo die umgerechneten Vorhersagewerte gewöhnlich aussehen, während die Luft, die die Menschen dort tatsächlich atmen, deutlich unter 850 hPa liegt.
Historische oder wissenschaftliche Daten lesen. Fachartikel und rohe Stationsarchive melden manchmal den Stationsdruck, ohne es dazuzusagen. Wenn Sie eine veröffentlichte Zahl mit Ihrem eigenen Protokoll vergleichen, prüfen Sie erst, welcher Wert gemeint ist, bevor Sie etwas daraus schließen.
Eine Anmerkung zu den Einheiten
Eine getrennte und ebenso häufige Verwirrung betrifft die Einheiten statt der Bezugshöhe. Hektopascal (hPa) und Millibar (mb) sind zahlenmäßig identisch, 1013 hPa sind 1013 mb, und der Namenswechsel war eine Änderung der Bezeichnung, nicht der Größe. Zoll Quecksilbersäule (inHg) wird in den USA und Kanada für Luftfahrt und Verbrauchervorhersagen genutzt, dort sind 1013 hPa gleich 29,92 inHg. Millimeter Quecksilbersäule (mmHg) taucht in manchen Ländern und in medizinischen Zusammenhängen auf. Ausführlicher haben wir das in was ein Millibar eigentlich ist behandelt.
Ein Abfall um 10 hPa sind etwa 0,30 inHg. Weil inHg einen kleineren Zahlenbereich hat, sieht dasselbe Wetterereignis nach einer kleineren Zahl aus, was Luftdruckänderungen weniger dramatisch erscheinen lassen kann, als sie sind, wenn Sie Hektopascal gewohnt sind.
Was Sie damit anfangen
Wenn Sie Symptome gegen den Luftdruck verfolgen, drei Vorschläge.
Wählen Sie eine Quelle und bleiben Sie dabei. Den Wert eines Wandbarometers mit dem einer App zu mischen, erzeugt ein Protokoll mit einem Sprung darin, der nichts bedeutet.
Halten Sie die Änderung fest, nicht nur das Niveau. Eine einzelne Zahl sagt fast nichts, ein Wert zusammen mit „12 Stunden, minus 9 hPa“ sagt eine Menge. Deshalb ist eine Migräne-Tracker-App, die durchgehend misst, aufschlussreicher als ein Blick pro Tag, denn ein Tageswert kann einen langsamen Rückgang nicht von einem scharfen unterscheiden, der sich schon wieder umgekehrt hat.
Jagen Sie keiner magischen Zahl nach. Manche suchen die Schwelle, unter der sie Symptome bekommen. Weil der gemeldete Wert umgerechnet ist und weil die individuelle Empfindlichkeit enorm schwankt, ist eine absolute Schwelle selten aussagekräftig. Die Änderungsrate und Ihre eigene aufgezeichnete Vorgeschichte sind weit nützlicher als die Zahl von irgendjemand anderem. Mit Pressure Pal aufzeichnen, wenn Sie das Protokoll automatisch statt von Hand aufgebaut haben möchten.
FAQ
Ist der Luftdruck auf Meereshöhe eine echte Messung oder eine Schätzung?
Er ist ein berechneter Wert, abgeleitet aus einer echten Messung. Der Stationsdruck wird gemessen, der Wert für Meereshöhe daraus mit der Höhe und einer angenommenen Temperatur für die gedachte Luftsäule unterhalb der Station berechnet. In geringen und mittleren Höhen ist die Rechnung genau genug, dass der Unterschied selten eine Rolle spielt.
Warum weicht mein Barometer von meiner Wetter-App ab?
Fast sicher deshalb, weil das Barometer den Stationsdruck zeigt und die App den Wert für Meereshöhe. Schauen Sie Ihre Höhe nach und teilen Sie sie durch 8, um den ungefähren Unterschied in Hektopascal zu bekommen. Passt die Lücke, arbeiten beide Geräte korrekt.
Verdeckt die Umrechnung Luftdruckänderungen, die ich sonst spüren würde?
Nein. Die Umrechnung wirkt über die Stunden und Tage, in denen Wettersysteme arbeiten, praktisch als konstanter Versatz, Änderungen gehen also unverändert hindurch. Ein Abfall um 15 hPa im umgerechneten Wert entspricht einem Abfall um 15 hPa im tatsächlichen Druck an Ihrem Ort.
Sollte ich stattdessen den Stationsdruck protokollieren?
Sie können, und wenn Ihre Hardware ihn anbietet, schadet es nicht. Über Änderungen erfahren Sie so oder so dasselbe, und die Werte für Meereshöhe haben den Vorteil, dass sie mit Vorhersagen, Karten und dem vergleichbar sind, was andere Menschen an anderen Orten sehen.
Wozu die Höhenmessereinstellung, wenn es den Luftdruck auf Meereshöhe schon gibt?
Zur Flugsicherheit. Sie nutzt in der Berechnung eine feste Normatmosphäre statt der beobachteten Temperatur, was sie zwischen Luftfahrzeugen auf eine Weise einheitlich macht, wie MSLP es nicht ist. Zwei Besatzungen in verschiedenen Höhen über demselben Flugplatz müssen exakt übereinstimmen, und die standardisierte Rechnung garantiert das.
Bedeutet große Höhe mehr oder weniger druckbedingte Kopfschmerzen?
Diese Frage betrifft den absoluten Druck und nicht die Umrechnung, und die Antwort ist kompliziert. Wir haben sie getrennt in senkt das Leben in großer Höhe druckbedingte Migräne betrachtet. Kurz gesagt: Hoch gelegene Orte haben einen niedrigeren absoluten Druck, oft aber eine kleinere Tagesschwankung, die beiden Effekte ziehen also in verschiedene Richtungen.