Aufbau der Atmosphäre
Die Erdatmosphäre gliedert sich in mehrere Schichten. Für die Luftfahrt ist die Troposphäre am wichtigsten — sie reicht vom Boden bis zur Tropopause in etwa 11 km (36.000 ft) Höhe in mittleren Breiten. In der Troposphäre findet das gesamte Wettergeschehen statt.
Darüber liegt die Stratosphäre (bis ca. 50 km), in der die Temperatur durch Ozonabsorption wieder ansteigt. Mesosphäre und Thermosphäre folgen darüber, sind aber für die Allgemeine Luftfahrt nicht relevant.
Internationale Standardatmosphäre (ISA)
Die ISA ist ein theoretisches Modell als Bezugsatmosphäre. Auf Meereshöhe (MSL): Temperatur 15 °C, Druck 1013,25 hPa, Dichte 1,225 kg/m³. Der Temperaturgradient beträgt −2 °C pro 1.000 ft (6,5 °C/1.000 m) bis zur Tropopause.
ISA-Abweichungen werden als ISA+/− angegeben. Beispiel: Ist die tatsächliche Temperatur in 5.000 ft = 10 °C, die ISA-Temperatur dort aber 5 °C, spricht man von ISA+5. Abweichungen beeinflussen die Flugleistung erheblich.
Zusammensetzung der Luft
Trockene Luft besteht aus ca. 78 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff und 1 % Argon und Spurengase (CO₂ etc.). Der Sauerstoffanteil bleibt bis in große Höhen konstant bei 21 %, jedoch sinkt der Partialdruck mit der Höhe.
Wasserdampf (0–4 %) ist der variabelste Bestandteil und ursächlich für Wolkenbildung, Niederschlag und Vereisung. Feuchte Luft ist leichter als trockene Luft bei gleicher Temperatur und gleichem Druck.
Tropopause und ihre Bedeutung
Die Tropopause trennt Troposphäre und Stratosphäre. Ihre Höhe variiert: Am Äquator ca. 16–18 km, an den Polen ca. 6–8 km. Im Bereich der Tropopause finden sich häufig Strahlströme (Jetstreams) mit Windgeschwindigkeiten über 60 kt.
Für VFR-Piloten ist die Tropopause selten direkt relevant, aber das Verständnis hilft bei der Interpretation von Wetterkarten und der Entwicklung von Gewittern, die bis zur Tropopause reichen können.
- Troposphäre: Boden bis ca. 11 km — hier findet das Wetter statt
- ISA auf MSL: 15 °C, 1013,25 hPa
- Temperaturgradient: −2 °C / 1.000 ft
- Luft: 78 % N₂, 21 % O₂, 1 % Sonstige
- Feuchte Luft ist leichter als trockene Luft
- Tropopause: Äquator ~16–18 km, Pole ~6–8 km
- 1Wie hoch reicht die Troposphäre in mittleren Breiten?
- 2Welche ISA-Werte gelten auf Meereshöhe?
- 3Wie berechnet man die ISA-Temperatur in 6.000 ft?
- 4Warum ist feuchte Luft leichter als trockene Luft?