На высоте пониженное давление

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 17 июля 2019;
проверки требуют 6 правок.

Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере, на единицу площади поверхности по нормали к ней[1]. В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени[2]. Давление — величина скалярная, имеющая размерность L−1MT−2, измеряется барометром.

Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является паскаль (русское обозначение: Па; международное: Pa). Кроме того, в Российской Федерации в качестве внесистемных единиц давления допущены к использованию бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба, метр водяного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр и атмосфера техническая[3]. Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 °C, называется нормальным атмосферным давлением (101 325 Па)[2].

История[править | править код]

Традиционно считалось, что всасывающие насосы работают из-за того, что «природа боится пустоты». Но голландец Исаак Бекман в тезисах своей докторской диссертации, защищенной им в 1618 году, утверждал: «Вода, поднимаемая всасыванием, не притягивается силою пустоты, но гонима в пустое место налегающим воздухом» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).

В 1630 году генуэзский физик Балиани написал письмо Галилею о неудачной попытке устроить сифон для подъема воды на холм высотою примерно 21 метр. В другом письме Галилею (от 24 октября 1630 года) Балиани предположил, что подъем воды в трубе обусловлен давлением воздуха.

Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога Тосканского украсить сады Флоренции фонтанами — вода не поднималась выше 10,3 метров. Поиски причин этого и опыты с более тяжёлым веществом — ртутью, предпринятые Эванджелистой Торричелли, привели к тому, что в 1643 году он доказал, что воздух имеет вес[5]. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя первый ртутный барометр — стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм[6].

Изменчивость и влияние на погоду[править | править код]

На земной поверхности атмосферное давление изменяется время от времени и от места к месту. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 — 816 мм рт. ст.[7] (в центральной части смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба)[8].

На картах атмосферное давление изображается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря[9].

Атмосферное давление — очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

1 Па = 0,0075 мм рт. ст., или 1 мм рт. ст. = 133,3 Па

Стандартное давление[править | править код]

В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа[10].
Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышестоящего столба воздуха с единичным сечением.

В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1,01325 бар (1013,25 мбар) или 101 325 Па в Международной системе единиц (СИ).

Барическая ступень[править | править код]

Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется «барической (барометрической) ступенью». Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например, для оценки давления по известной разности высот. Считая, что атмосфера не испытывает существенного вертикального ускорения (то есть находится в квазистатическом состоянии), из основного закона статики получаем, что барическая ступень равна:

При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа, нужно подняться на 8 метров.

С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.

Изменения давления с высотой[править | править код]

С высотой атмосферное давление уменьшается. Например, горная болезнь начинается на высоте около 2-3 км, а атмосферное давление на вершине Эвереста составляет примерно 1/4 от показателя на уровне моря.

В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой[11].

Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:

где: — давление, — ускорение свободного падения, — плотность воздуха, — толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты () изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Строго говоря, основное уравнение статики справедливо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха . Однако на практике оно применимо, когда изменение высоты достаточно мало по отношению к приблизительной толщине атмосферы.

Приведение к уровню моря[править | править код]

Многие метеостанции рассылают так называемые «синоптические телеграммы», в которых указывается давление, приведённое к уровню моря (см. КН-01, METAR). Это делается для того, чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, а также для нужд авиации. Приведённое давление используется также и на синоптических картах.

При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа:

То есть, зная давление и температуру на уровне , можно найти давление на уровне моря .

Вычисление давления на высоте по давлению на уровне моря и температуре воздуха :

где — давление Па на уровне моря [Па];
— молярная масса сухого воздуха, M = 0,029 кг/моль;
— ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с²;
— универсальная газовая постоянная, R = 8,31 Дж/моль·К;
— абсолютная температура воздуха, К, , где — температура Цельсия, выражаемая в градусах Цельсия (обозначение: °C);
— высота, м.

На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается[5].

Более простые расчёты (без учёта температуры) дают:

где — высота в километрах.

Измерения и расчёт показывают в полном согласии, что при подъёме над уровнем моря на каждый километр давление будет падать на 0,1 долю; то же самое относится и к спуску в глубокие шахты под уровень моря — при опускании на один километр давление будет возрастать на 0,1 своего значения.

Речь идёт об изменении на 0,1 от значения на предыдущей высоте. Это значит, что при подъёме на один километр давление уменьшается до 0,9 (точнее 0,87[прим 1]) от давления на уровне моря.

В прогнозах погоды и сводках, распространяемых для населения через интернет и по радио, используется неприведённое давление, то есть, фактическое давление на уровне местности.

См. также[править | править код]

Видеоурок: атмосферное давление

Фактическая погода
Атмосфера
Разгерметизация

Примечания[править | править код]

Источники[править | править код]

Сноски[править | править код]

↑ Формула предполагает температуру одинаковой на всех высотах. На самом же деле температура атмосферы меняется с высотой по довольно сложному закону. Тем не менее формула даёт неплохие результаты, и на высотах до 50-100 километров ею можно пользоваться. Так, нетрудно определить, что на высоте Эльбруса — около 5,6 км — давление упадёт примерно вдвое, а на высоте 22 км (рекордная высота подъёма стратостата с людьми) давление упадёт до 50 мм рт. ст.

Литература[править | править код]

Хргиан А. Х. Физика атмосферы. — 2 изд. — М., 1958.
Бургесс Э. К границам пространства, пер. с англ.. — М.: Изд. иностранной литературы, 1957. — 223 с.

Ссылки[править | править код]

Медиафайлы по теме Атмосферное давление в Викискладе
Атмосферное давление // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
График изменения атмосферного давления при изменении высоты

Источник

В разделе Естественные науки на вопрос Почему с повышением высоты давление понижается??? заданный автором KamillochKa) лучший ответ это потому что воздух на землю падает, и сверху уже почти весь упал =)

Ответ от Ћгорь пеТроВИЧ
потому что на высоте воздух более разряжен и следовательно давит слабее)))

Ответ от We are the people
атмосфера разрежается: от плотности на уровне земли до 0 в космосе, поэтому и давление снижается.

Ответ от Irina Pronina
Сверху меньше воздуха остается. А чем его, воздуха, меньше, тем он легче и тем меньше «давит».

Ответ от Opera70_08
Разреженный воздух.

Ответ от Alena Lux
давление связано с толщиной шара воздуха — чем выше тем тоньше этот шар и соответственно тем меньшее давление он провоцирует (короче чем воздуха меньше тем он легче. а чем он легче тем меньше на что0нибудь давит)

Ответ от Коваленко Татьяна
масса воздуха давящая на тебя под воздействием сил тяжести и притяжения меньше, и воздействие на тебя силы притяжения ослабевает….

Ответ от Artur Korotkov
в космосе вакуум, пустота. Чем выше поднимаешься, тем ближе к вакууму, поэтому и давление падает.

Ответ от 256Teeth
короче плотность атмосферы с высотой понижается

Ответ от Пользователь удален
На поверхности Земли на все предметы давит атмосферный столб. Чем выше ты поднимешься, тем меньше получается высота этого столба и тем менбше давление, которое он оказывает. Так, если нормальное давление на уровне моря равно 760 мм ртутного столба, то уже на высоте 12 км оно снижается в 5 раз, а на высоте 50 км — в 1000 раз.

Ответ от Vold
Во первых: Разряжается атмосфера! А во вторых, как было сказано выше уменьшается высота атмосферного столба.

Ответ от Дмитрий Носов
Просто воздух имеет свой вес

Ответ от

2 ответа

Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Атмосферное давление считается нормальным в пределах показателей 750-760 мм рт.ст. (миллиметров ртутного столба). В течение года оно колеблется в пределах 30 мм рт. ст., а в течение дня — в пределах 1-3 мм рт. ст. Резкое изменение атмосферного давления часто вызывает ухудшение самочувствия у метеозависимых, а иногда и у здоровых людей.

Если погода меняется, плохо чувствуют себя и больные гипертонией. Рассмотрим, как влияет атмосферное давление на гипертоников и метеозависимых людей.

Оглавление

Здоровые люди никак не ощущают какие-либо изменения погоды. У метеозависимых появляются такие симптомы:

Головокружение;
Сонливость;
Апатия, вялость;
Суставная боль;
Тревога, страх;
Нарушения функции ЖКТ;
Колебания артериального давления.

Зачастую самочувствие ухудшается осенью, когда наблюдается обострение простудных, хронических болезней. При отсутствии каких-либо патологий метеочувствительность проявляется недомоганием.

В отличие от здоровых, метеозависимые люди реагируют не только на колебания атмосферного давления, но и на повышение влажности, внезапное похолодание или потепление. Причиной этому зачастую являются:

Низкая физическая активность;
Наличие болезней;
Падение иммунитета;
Ухудшение состояния ЦНС;
Слабые кровеносные сосуды;
Возраст;
Экологическая обстановка;
Климат.

В результате ухудшается способность организма быстро приспосабливаться к изменениям погодных условий.

Если атмосферное давление повышенное (выше 760 мм рт. ст.), ветер и осадки отсутствуют, говорят о наступлении антициклона. В этот период нет резких перепадов температуры. В воздухе повышается количество вредных примесей.

Антициклон негативно действует на гипертоников. Увеличение атмосферного давления приводит к повышению АД. Снижается работоспособность, появляются пульсация и боли в голове, сердечные боли. Другие симптомы отрицательного влияния антициклона:

Учащение сердцебиения;
Слабость;
Шум в ушах;
Покраснения лица;
Мелькание «мушек» перед глазами.

В крови снижается число лейкоцитов, что повышает риск развития инфекций.

Особенно подвержены воздействию антициклона пожилые люди с хроническими сердечно-сосудистыми болезнями. При повышении атмосферного давления увеличивается вероятность осложнения гипертонии — криза, особенно, если АД повышается до показателей 220/120 мм рт. ст. Возможно развитие прочих опасных осложнений (эмболия, тромбоз, кома).

Плохо влияет на больных гипертонией и пониженное атмосферное давление — циклон. Он характеризуется пасмурной погодой, осадками, повышенной влажностью. Давление воздуха падает ниже 750 мм рт. ст. Циклон оказывает следующее воздействие на организм: дыхание делается более частым, учащается пульс, однако, сила сердечных ударов сокращается. У некоторых людей появляется одышка.

При низком давлении воздуха падает и АД. С учётом того, что гипертоники принимают препараты для снижения давления, циклон плохо влияет на самочувствие. Появляются такие симптомы:

Головокружение;
Сонливость;
Боль в голове;
Упадок сил.

В некоторых случаях наблюдается ухудшение работы желудочно-кишечного тракта.

При повышении атмосферного давления больным гипертонией и метеозависимым людям следует избегать активных физических нагрузок. Надо больше отдыхать. Рекомендуется низкокалорийный рацион, содержащий повышенное количество фруктов.

Если антициклон сопровождается жарой, так же необходимо исключить физические нагрузки. Если есть возможность, надо находиться в помещении с кондиционером. Будет актуальной низкокалорийная диета. Увеличьте в рационе количество продуктов, богатых калием.

Чтобы привести в норму артериальное давление при пониженном атмосферном, врачи рекомендуют увеличить объём употребляемой жидкости. Пейте воду, настои лекарственных трав. Необходимо уменьшить физическую нагрузку, больше отдыхать.

Хорошо помогает крепкий сон. Утром можно позволить чашку напитка, содержащего кофеин. В течение дня надо несколько раз измерять давление.

Немало проблем со здоровьем могут доставить гипертоникам и перемены температуры воздуха. В период антициклона, сочетающегося с жарой, значительно повышается риск кровоизлияний в мозг, поражений сердца.

Из-за высокой температуры и повышенной влажности уменьшается содержание кислорода в воздухе. Особенно плохо такая погода влияет на пожилых людей.

Зависимость АД от атмосферного давления не так сильна, когда жара сочетается с небольшой влажностью и нормальным либо слегка повышенным давлением воздуха.

Однако в некоторых случаях такие погодные условия становятся причиной сгущения крови. Это усиливает риск появления тромбов и развития инфарктов, инсультов.

Самочувствие гипертоников ухудшится, если атмосферное давление повышается одновременно с резким понижением температуры окружающей среды. При повышенной влажности, сильном ветре развивается гипотермия (переохлаждение). Возбуждение симпатического отдела нервной системы вызывает уменьшение теплоотдачи и усиление теплопродукции.

Сокращение теплоотдачи вызвано снижением температуры тела из-за спазма сосудов. Процесс способствует повышению термического сопротивления организма. Для защиты от переохлаждения конечностей, кожи лица сужаются сосуды, которые находятся в этих частях тела.

Если охлаждение организма очень резкое, развивается стойкий сосудистый спазм. Это может вызвать повышение АД. К тому же, резкое похолодание меняет состав крови, в частности, сокращается количество защитных белков.

Над уровнем моря

Как известно, чем выше от уровня моря, тем меньше плотность воздуха и ниже атмосферное давление. На высоте 5 км оно понижается примерно в 2 р. Влияние давления воздуха на АД человека, находящегося высоко над уровнем моря (например, в горах), проявляется такими признаками:

Учащение дыхания;
Ускорение ЧСС;
Боль в голове;
Приступ удушье;
Носовые кровотечения.

В основе негативного воздействия пониженного давления воздуха лежит кислородное голодание, когда организм получает меньше кислорода. В дальнейшем происходит адаптация, и самочувствие становится нормальным.

Человек, который постоянно проживает в такой местности, никак не ощущает воздействие пониженного атмосферного давления. Следует знать, что у гипертоников при подъёме на высоту (например, при перелетах) может резко меняться АД, что грозит потерей сознания.

Под землей и водой давление воздуха повышено. Его влияние на артериальное давление прямо пропорционально расстоянию, на которое надо спуститься.

Появляются следующие симптомы: дыхание делается глубоким и редким, ЧСС уменьшается, но незначительно. Слегка немеет кожный покров, слизистые становятся сухими.

Организм гипертоника, как и обычного человека, лучше приспосабливается к изменениям атмосферного давления, если они происходят медленно.

Гораздо более тяжёлые симптомы развиваются из-за резкого перепада: повышения (компрессии) и снижения (декомпрессии). В условиях повышенного давления атмосферы работают шахтёры, водолазы.

Они спускаются и поднимаются под землю (под воду) через шлюзы, где давление повышается/понижается постепенно. При повышенном атмосферном давлении в крови растворяются газы, содержащиеся в воздухе. Этот процесс называется «сатурация». При декомпрессии они выходят из крови (десатурация).

Если человек опустится на большую глубину под землю или под воду в нарушение режима вышлюзования, организм перенасытится азотом. Разовьется кессонная болезнь, при которой пузырьки газа проникают в сосуды, вызывая множественные эмболии.

Первые симптомы патологии болезни — мышечные, суставные боли. В тяжёлых случаях лопают барабанные перепонки, кружится голова, развивается лабиринтный нистагм. Кессонная болезнь иногда заканчивается летальным исходом.

Метеопатией называется негативная реакция организма на перемены погоды. Симптомы варьируются от лёгкого недомогания до тяжёлых нарушений работы миокарда, которые могут вызвать необратимые поражения тканей.

Интенсивность и длительность проявлений метеопатии зависят от возраста, комплекции, наличия хронических заболеваний. У некоторых недомогания продолжаются до 7 дн. По данным медицинской статистики метеопатия есть у 70% людей с хроническими недугами и у 20% здоровых.

Реакция на перемену погоды зависит от степени чувствительности организма. Первая (начальная) стадия (или метеочувствительность) характеризуется небольшим ухудшением самочувствия, не подтверждающимся клиническими исследованиями.

Вторая степень называется метеозависимость, она сопровождается изменениями АД и ЧСС. Метеопатия – это наиболее тяжёлая третья степень.

При гипертонии, сочетающейся с метеозависимостью, причиной ухудшения самочувствия могут стать не только колебания атмосферного давления, но и другие изменения окружающей среды. Таким больным нужно обращать внимание на погодные условия и прогнозы синоптиков. Это позволит вовремя принять меры, рекомендованные врачом.