Die Frage mag weit hergeholt klingen, aber der Luftdruck spielt eine Rolle, wenn Sie sich wiegen. Je nachdem wie hoch der Luftdruck ist, ändert sich die Masse Ihres Körpers zwar nicht, aber dafür die Zahl, die Sie auf der Waage ablesen.
Wo auch immer wir uns auf der Erde befinden, sind wir alle in Luft eingetaucht, welche sich wie ein Fluid verhält. Diese Luft übt einen Druck auf unseren Körper aus, der allgemein als Luftdruck bezeichnet wird. Rund um den Globus beträgt der durchschnittliche Druck auf Meereshöhe 1013,25 hPa. Liegt der Druck über diesem Wert, befinden wir uns in einer Hochdrucklage, liegt dieser darunter, sprechen wir von einer Tiefdrucklage.
Ein Gelehrter namens Archimedes
Archimedes von Syrakus lebte im 3. Jahrhundert v. Chr. (287-212 v. Chr.) auf Sizilien. Er war ein bedeutender Wissenschaftler des Altertums, Physiker, Astronom, Mathematiker und Ingenieur. Er stellte physikalische Gesetze über feste Körper, die in Flüssigkeit eingetaucht sind, auf. Diese kennen wir als archimedisches Prinzip, und dieses ist für unsere Fragestellung wichtig.
Im Wasser oder in der Luft
Wenn wir ins Wasser eintauchen, übt das Wasser Druck auf unseren Körper aus und lässt uns schweben. Dies geschieht, weil die Dichte unseres Körpers kleiner ist als die Dichte von Wasser. Das Wasser drückt auf alle Seiten unseres eingetauchten Körpers. Luft und Wasser verhalten sich ähnlich, aber wir dürfen nicht vergessen, dass Wasser etwa tausendmal dichter ist als Luft.
Ein kleines Experiment zeigt, dass der Luftdruck nicht nur auf unsere Schultern drückt, sondern überall eine drückende Kraft ausübt.
Nehmen Sie einfach ein Glas, das bis zum Rand mit Wasser gefüllt ist, legen Sie ein Blatt Papier darüber und drehen Sie das Glas um. Das Wasser verbleibt im Glas und leert nicht aus. Der Luftdruck hält das Blatt Papier fest, da der Luftdruck höher ist als der Druck des Wassers im Glas.
Für die Personen, welche mit dem Schwimmen im Toten Meer experimentiert haben, ist klar: Je dichter die Flüssigkeit ist, desto mehr schweben wir. Das Tote Meer enthält viel Salz. Salzwasser ist dichter als Süßwasser. Wenn wir im Toten Meer schwimmen spüren wir einen stärkeren Auftrieb als in einem Schwimmbad oder in einem See.
Unser Gewicht auf der Waage ist bei einer Tiefdrucklage höher
Intuitiv könnten wir darauf schliessen, dass bei hohem Luftdruck (Hochdruck) auch grössere Zahlen auf der Waage stehen würden, da die Luftsäule über unserem Kopf schwerer ist. Tatsächlich ist jedoch genau das Gegenteil der Fall. In der Annahme, dass die Lufttemperatur gleich bleibt, ist bei Hochdrucklagen auch die Luftdichte höher als bei einer Tiefdrucksituation. Und wie beim salzigen oder süssen Wasser: Je grösser die Dichte, umso stärker der Auftrieb. D.h. bei Hochdrucklagen würden wir auf einer Waage weniger wiegen.
Demnach wird die Waage bei einem Tiefdruckgebiet ein höheres Gewicht anzeigen, weil die Dichte der Lulft geringer ist und in der Folge auch der Auftrieb, der uns nach oben drückt.
Es ist möglich, die Gewichtsveränderungen aufgrund des Luftdruckunterschiedes zu berechnen, immer in der Annahme, dass die Lufttemperatur gleich bleibt. Die Auftriebskraft der Luft auf eine 70 kg schwere Person entspricht in etwa 85 g. Wenn der Luftdruck von 1030 hPa auf 970 hPa sinkt, beträgt die Veränderung etwa 6 %. Die gemessene Gewichtskraft wird also um 6 % zunehmen, was einer Gewichtszunahme um 5 g entspricht (6% von 85 g). Bei den meisten herkömmlichen Waagen wird dieser Unterschied nicht sichtbar sein. Bei der Messung von leichten Gegenständen wie z.B. im Labor, muss der Luftdruck berücksichtigt werden, sonst kommt es zu fehlerhaften Ergebnissen.