Hoogte: begrip, meting en toepassingen

In de luchtvaart kan de hoogte op verschillende manieren worden gemeten en weergegeven. De hoogte is ofwel vanaf het gemiddelde zeeniveau (ook Mean Sea Level of MSL genoemd), ofwel vanaf de grond (ook Above Ground Level, of AGL genoemd).

Vliegtuigen kunnen hun hoogte vinden door gebruik te maken van de luchtdruk. De lucht wordt dunner naarmate hij hoger is (en heeft minder druk, omdat er minder lucht van bovenaf op de lucht drukt). Die druk kan worden gemeten en die kan worden omgezet in een hoogte boven de zeespiegel. Het instrument om de hoogte te meten is de hoogtemeter (van altitude en meter). De gewone drukhoogtemeter is een soort barometer met een wijzerplaat die de afstand (voeten of meters) aangeeft in plaats van de atmosferische druk.

Er zijn verschillende soorten vlieghoogte.

In eenvoudige bewoordingen kunnen deze soorten hoogte worden uitgelegd als manieren om de hoogte te meten:

• Aangegeven hoogte -- Wat de hoogtemeter aangeeft (toont) voor de hoogte boven zeeniveau. Het is meestal vrij goed, maar kan soms een beetje worden misleid, het moet worden aangepast om de plaatselijke barometerdruk te gebruiken.
• Ware hoogte -- Hoogte als de afstand boven de zeespiegel.
• Absolute hoogte -- Hoogte als de afstand boven het terrein (de grond) direct eronder (Above Ground Level).
• Hoogte -- Hoogte in termen van de afstand boven een bepaald punt. Dit kan ook de terreinhoogte worden genoemd. Radiohoogtemeters meten deze hoogte.
• Drukhoogte -- Hoogte gemeten met behulp van luchtdruk. De luchtdruk op zeeniveau is normaal 1013,25 millibar of 29,92" Hg, wanneer de luchttemperatuur 15 °C (59 °F) bedraagt. Drukhoogte en aangegeven hoogte zijn hetzelfde wanneer de hoogtemeter is ingesteld om dit standaardniveau te gebruiken.
• Densiteitshoogte -- Hoogte gemeten aan de hand van de dichtheid van de lucht. Deze is afhankelijk van de atmosferische omstandigheden (vooral warmte en vochtigheid). Er bestaat een Internationale Standaardatmosfeergrafiek die dichtheid omzet in hoogte.

De dichtheid van de lucht heeft ook invloed op de werking van een vliegtuig. De dichtheidshoogte wordt beïnvloed door de barometerdruk, de vochtigheid en de temperatuur. Op een zeer warme dag kan de dichtheidshoogte op een luchthaven (vooral een luchthaven op grote hoogte) zo hoog zijn dat een vliegtuig niet kan opstijgen. Dit treft meestal helikopters of vliegtuigen die een grote hoeveelheid vracht vervoeren.

De atmosfeer van de aarde is verdeeld in verschillende regio's, gebaseerd op hoogte. De regio's hebben verschillende temperaturen en winden en welke dingen zich er in bevinden. De regio's zijn:

• Troposfeer - oppervlakte tot 8.000 meter (5,0 mi) aan de noord- en zuidpool - 18.000 meter (11 mi) aan de evenaar.
• Stratosfeer - Troposfeer tot 50 kilometer (31 mi)
• Mesosfeer - Stratosfeer tot 85 kilometer (53 mi)
• Thermosfeer - Mesosfeer tot 675 kilometer (419 mi)
• Exosfeer - Thermosfeer tot 10.000 kilometer (6.200 mi)

Regio's op het aardoppervlak of in de atmosfeer die hoog boven het gemiddelde zeeniveau liggen, worden als grote hoogte beschouwd. Men zegt vaak dat de hoogte begint op 2.400 meter (8.000 ft) boven de zeespiegel.

Op grote hoogte is de atmosferische druk lager dan op zeeniveau. Dit komt door twee effecten. Deze effecten zijn de zwaartekracht en de warmte in de lucht. De zwaartekracht zorgt ervoor dat de lucht zo dicht mogelijk bij de grond is. De hoeveelheid warmte in de lucht zorgt ervoor dat de moleculen snel bewegen en tegen elkaar aan duwen. Hierdoor zet de lucht uit. De meeste lucht bevindt zich dus in de lagere atmosfeer, dichter bij de zeespiegel, en al die lucht die tegen elkaar duwt wordt luchtdruk genoemd. De luchtdruk wordt dus minder naarmate je hoger komt.

Als de lucht uitzet door de warmte, stijgt hij op naar een plek waar de luchtdruk minder is. Als het stijgt, kan het uitzetten en begint het af te koelen. Hierdoor is de lucht op grote hoogte koud. Dit veroorzaakt een alpine klimaat. Dit klimaat beïnvloedt de ecologie op grote hoogte.

Effecten van grote hoogte op de mens

Hoogtes van meer dan 1.500 meter hebben gevolgen voor de mens. Mensen kunnen niet leven op zeer grote hoogten boven de 5.500-6.000 meter (18.000-19.700 ft). Op grote hoogten neemt de luchtdruk af. Dit heeft gevolgen voor de mens omdat er minder zuurstof is om in te ademen. Dit kan ziekten veroorzaken als hoogteziekte, longoedeem op grote hoogte (vocht in de longen) en hersenoedeem op grote hoogte (vocht in de hersenen, met hoofdpijn en verwardheid tot gevolg).

Het menselijk lichaam kan grote hoogten aan door sneller te ademen, een hogere hartslag te hebben, en het bloed zelf te veranderen zodat het meer rode bloedcellen heeft die zuurstof kunnen vervoeren. Dit kan dagen of weken duren. Dit werkt voor mensen die in het hooggebergte wonen, en voor bergbeklimmers. Voor klimmers wordt dit acclimatisatie genoemd. Piloten en andere mensen die snel naar grote hoogten gaan, moeten in een ruimtepak, drukpak, of in een vliegtuig met drukcabine, zodat de lucht nog hetzelfde is als op de grond. Boven 8.000 meter (26.000 ft) kan het menselijk lichaam de nodige veranderingen niet meer aanbrengen en zal het uiteindelijk sterven. Verscheidene van 's werelds hoogste bergen zijn zo hoog, de klimmers nemen gewoonlijk zuurstoftanks mee, en blijven slechts een paar uur op de hoogste niveaus.

Mensen die op grotere hoogte wonen hebben een hoger zelfmoordpercentage. De reden daarvoor is nog niet bekend.