Standardatmosphäre

Die Standardatmosphäre ist ein mathematisches Referenzmodell der Erdatmosphäre. Sie beschreibt Temperatur, Druck und Dichte in Abhängigkeit von der Flughöhe und dient als Grundlage für Berechnungen in der Luftfahrt, der Aerodynamik und der Sensor- bzw. Strukturdesign. Es handelt sich um eine idealisierte, saison- und wetterunabhängige Referenz, keine reale Messgröße.

Die Internationale Standardatmosphäre (ISA) definiert die Referenzwerte am Meeresspiegel: Temperatur T0 = 15 °C (288,15 K), Druck p0 = 1013,25 hPa (101325 Pa) und Dichte ρ0 ca. 1,225 kg/m^3. Die Temperatur ändert sich mit der Höhe in Schichten: Von der Oberfläche bis ca. 11 km fällt sie mit einem konstanten Lapse-Rate von rund 6,5 K pro Kilometer; danach folgt meist eine Isothermie bis etwa 20 km, gefolgt von weiteren Segmenten mit unterschiedlichen Abkühlraten bis in Höhen von rund 80 bis 86 km. Auf diesem Profil baut sich das Druck- und Dichtefeld unter Anwendung der Hydrostatik und der idealen Gas-Gleichung auf.

In der Praxis werden aus T(h) auch P(h) und ρ(h) berechnet, um Flug- und Design- Berechnungen zu unterstützen. Die Standardatmosphäre dient als Referenz, um reale atmosphärische Bedingungen zu normieren; sie spiegelt nicht die tatsächlichen Wetterbedingungen wider.

Es existieren verschiedene Versionen der Standardatmosphäre, etwa ISA und die US-Standardatmosphäre; Unterschiede liegen vor allem in den oberen Grenzbereichen, den Lapse-Rates und den genauen Referenzwerten.