Basiswissen

Das Wort Steighöhe hat in der Physik mehrere eng miteinander verwandte Bedeutungen. Allen Bedeutungen gemeinsam ist, dass es um eine Bewegung geht, die bei der Steighöhe ihr oberes Ende erreicht: ein Ballon steigt bis zu seiner maximalen Steighöhe auf, Flüssigkeiten in Kapillaren steigen höchstens bis zur Steighöhe nach oben, und auf einer Leiter kann man höchstens bis zur Steighöhe nach oben klettern.

Heißluftballone

Bei Heißluft- und bei Gasballonen spricht man von einer Steighöhe. Das ist die maximale Höhe zu der sie aufsteigen können oder tatsächlich aufgestiegen sind.

Bei Heißluftballonen genügt deren Auftriebskraft in der nach oben dünner werdenden Luft irgendwann nicht mehr, um weiter aufsteigen zu können. Sind die Ballone bemannt, geben die nach oben sinkende Temperatur und der zunehmend fehlende Sauerstoff eine Obergrenze für die Passagiere. Typische Steighöhen für einen Heißluftballon als Sportgeräte sind zum Beispiel 3000 Meter. Im Jahr 2005 erreichte Vijaypat Singhania mit 21027 Metern einen Höhenrekord über der indischen Stadt Mumbai.

Gasballone

Gasballone haben eine rundum geschlossene Hülle. Sie sind zum Beispiel mit Helium oder Wasserstoff gefüllt. Beim Aufstieg dehnt sich das Gas im Inneren aus. Steigt ein solcher Ballon immer weiter auf und ist die Hülle nicht dehnbar und stabil genug, wird er irgendwann platzen. Wetterballone steigen meist bis in Höhen von zum Beispiel 33 km auf.

Dieses Bild ist für das Verständnis des Textes nicht wichtig. Das Bild wird im Text nicht erwähnt.

Joseph Kittinger sprang im Jahr 1960 aus einer Höhe von 31 Kilometern aus der Gondel eines Gasballone heraus. Siehe dazu auch den Artikel zu 👉 Joseph Kittinger

Im Jahr 2012 stieg der Extremsportler Felix Baumgartner in einem Gasballon bis zu fast 39 km Höhe auf. Für umbenannte Gasballone wurde im Jahr 2002 eine Rekordhöhe von 53 km erreicht. Das ist etwas mehr als die Hälfte bis zur Grenze zum Weltraum.^[1]

Flugzeuge

Bei Flugzeugen die mit Flügeln nach dem Prinzip des dynamischen Auftriebs fliegen spricht man, anders als bei Ballonen, nicht von einer maximalen Steighöhe sondern von einer Dienstgipfelhöhe. Je nach Motortyp kann der geringer werdende Sauerstoff ein Problem werden. Aber auch die schwächer werdende Auftriebskraft spielte eine Rolle.

Einmotorige Sportmaschinen: etwa 4000 Meter

Düsen-Verkehrsflugzeuge: etwa 12000 Meter

Düsenjäger: etwa 15000 bis 19000 Meter

Spionageflugzeuge: etwa 24000 Meter

Weltrekord 👉 SR-71

Kapillareffekt

Eng engen Hohlräumen können Flüssigkeiten quasi von alleine ohne direkt erkennbare Antriebskraft nach oben aufsteigen. Feuchtigkeit aus dem Boden kann so in Hauswänden nach oben steigen. Und Pflanzen, etwa Bäume ziehen Wasser auf diese Weise von den Wurzeln bis zu ihren höchsten Teilen. Mammutbäume kommen so auf Höhen über 110 Meter.

Eine Salzlake kann in einer Salzsäule nach oben aufsteigen. Der Grund dafür ist der sogenannte Kapillareffekt.

Die maximale Höhe, die eine Flüssigkeit durch den Kapillareffekt aufsteigen kann, kann man als Steighöhe bezeichnen. Für die maximale Steighöhe gibt es eine Formel^[2], die in Laborversuchen auch praktisch überprüft wird^[3]. Siehe mehr dazu unter 👉 Steighöhe

Leitern

Auch bei Leitern, speziell den Drehleitern auf einem Feuerwehrfahrzeug, spricht man von einer Steighöhe. Hier ist die Steighöhe die maximale Höhe in die eine Person mit der Leiter sicher aufsteigen kann. Im Jahr 2015 stellte die Firma Magirus auf der Messe Interschutz in Hannover mit der M68L eine Drehleiter mit einer Steighöhe von 68 Metern vor. Siehe auch 👉 Leiter

Fußnoten

[1] "In 2002, a helium balloon built by Dr Takamasa Yamagami and colleagues at the Institute of Space and Astronautical Science climbed to 53km – half way to the official edge of space." In: Robert Matthews: How high can a helium balloon float? BBC Science Focus. Abgerufen am 28. Mai 2026. Online: https://www.sciencefocus.com/science/how-high-can-a-helium-balloon-float

[2] "The capillary rise/fall of a liquid within a thin capillary tube is described by the well-established Jurin's law. The liquid reaches an equilibrium height/depth as the capillary pressure is balanced by the hydrostatic pressure. When the adhesion force at the three-phase contact line is counteracted by the liquid weight, the liquid column also stabilizes. Both descriptions evidently coincide although they are based on different physical quantities." In: Miguel Ángel Rodríguez-Valverde, María Tirado Miranda: Derivation of Jurin's law revisited. European Journal of Physics, Volume 32. 2011. Online: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0143-0807/32/1/005

[3] Qiang Liu et al.: An approach for quick estimation of maximum height of capillary rise. Soils and Foundations. Volume 54, Issue 6, December 2014, Pages 1241-1245. Online: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038080614001358