Повышенное атмосферное давление характерно для каких широтах

Определение атмосферного давления весьма просто — это давление атмосферы на объекты, что находятся в ней, и на поверхность планеты. Другими словами, атмосферное давление — это давление отдельно взятого столба воздуха, что находится сверху, с площадью 1 метр квадратный.

Измерение атмосферного давления

Единицами измерения давления являются паскали, бары и миллиметры ртутного столба. Последнее применяется в барометрах (специальных измерительных приборах) и очень понятно обычным людям, поскольку барометрами пользуются многие. Многие знают, что 760 мм ртутного столба является нормальным давлением (таково атмосферное давление на уровне моря, потому оно и принято за норму). Только стоит добавить, что нормальным оно считается при температуре 0 °C.

Другая популярная единица измерения, часто применяемая в физике — паскали. Значение в 101325 Па называется нормальным давлением и эквивалентно 760 мм ртутного столба.

Ну а последняя единица измерения — бары. 1 бар = 100000 Па. В таком случае нормальным считается давление в 1,01325 бар.

Для упрощения подсчётов, в химии используется понятие стандартное атмосферное давление. Оно почти равно нормальному — 100000 Па (100 кПа) или 1 бар.

Нормальное атмосферное давление

760 мм ртутного столба барометра при температуре 0 °C — это нормальное давление. Именно такие значения выдаёт прибор на уровне моря. Именно от этого значения обычно и отталкиваются, приняв его за стандарт.

Кто-то слышал выражение одна атмосфера или три атмосферы, к примеру? Так вот, атмосферой в данном случае называют нормальное давление (то, о котором мы говорили выше). А вот давление, равное трём атмосферам, уже никак нормальным не назовёшь, ведь оно в три раза превышает норму.

Влияние атмосферного давления на погоду

Благодаря колебаниям атмосферного давления можно делать выводы о том, какая погода ожидается в ближайшем будущем. Правда, подобные прогнозы не могут похвастаться абсолютной точностью, поскольку зависит погода от многих параметров. К тому же, для разных регионов Земли характерно разное давление, из-за чего точный прогноз затруднителен.

Однако, определить ожидаемую погоду по показателям давления может любой человек. Так, если давление опускается ниже нормы, следует ожидать пасмурную, дождливую погоду. А если атмосферное давление поднимается выше нормы, следует ожидать солнечную погоду. Всё просто, не правда ли?

Правда, стоит понимать, что зимой ситуация несколько иная. Понижение давления говорит о повышенной влажности (возможно, будет снег), ожидается потепление. А повышение давления сулит нам ясную погоду, из-за чего стоит ожидать похолодания.

Давление газов в смеси
Парциальным давлением называют давление одного отдельного газа в газовой смеси. В таком случае, давление смеси будет равняться сумме парциальных давлений каждого из газов.

Разреженный газ
Техническим вакуумом называют газ, который находится под давлением меньшим, нежели в окружающем пространстве. Этого легко достичь в ёмкостях или трубопроводе.

Повышенное атмосферное давление характерно для погодных условий территорий, находящихся под влиянием

3) холодных атмосферных фронтов

4) теплых атмосферных фронтов

При прохождении атмосферных фронтов всегда устанавливается неустойчивая погода.

Циклон — атмосферный вихрь с низким давлением в центре. Прохождение циклона вызывает неустойчивую погоду с дождями.

Антициклон — это атмосферный вихрь с высоким давлением в центре. Высокое давление не способствует образованию облаков. Устанавливается устойчивая сухая, малооблачная погода.

Атмосферное давление

Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли (общая масса атмосферы равна 5,2*10 21 г, а 1 м 3 воздуха у земной поверхности весит 1,033 кг), эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.

На каждого из нас давит столб воздуха в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному.

Таким образом, внутреннее и внешнее давление уравновешиваются.

Барометр

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Для его определения пользуются специальным прибором — барометром (от греч. baros — тяжесть, вес и metreo — измеряю). Существуют ртутные и безжидкостные барометры.

Безжидкостные барометры получили название барометры-анероиды (от греч. а — отрицательная частица, nerys — вода, т. е. действующий без помощи жидкости) (рис. 1).

Рис. 1. Барометр-анероид: 1 — металлическая коробочка; 2 — пружина; 3 — передаточный механизм; 4 — стрелка-указатель; 5 — шкала

Нормальное атмосферное давление

За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм.

Опыт Торричелли

Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) — учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея.

Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты (рис. 2).

Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря — 760 мм рт. ст.

Рис. 2. Опыт Торричелли

Это принято считать за одну атмосферу (атм.). В международной системе единиц (СИ) 1 атм. = 101 325 Паскалей (Па). Блез Паскаль (1623-1662) — французский ученый, в честь которого названа единица давления.

1 Па = 10 -5 бар; 1 бар = 0,98 атм.

Повышенное и пониженное атмосферное давление

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше — пониженным.

Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.

Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением температуры и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.

На земном шаре выделяются три пояса с преобладанием низкого атмосферного давления (минимумы) и четыре пояса с преобладанием высокого (максимумы).

В экваториальных широтах поверхность Земли сильно прогревается. Нагретый воздух расширяется, становится легче и поэтому поднимается вверх. В результате у земной поверхности близ экватора устанавливается низкое атмосферное давление.

У полюсов под воздействием низкой температуры воздух становится более тяжелым и опускается. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°.

В высоких слоях атмосферы, наоборот, над жаркими областями давление высокое (хотя и ниже, чем у поверхности Земли), а над холодными — низкое.

Общая схема распределения атмосферного давления такова (рис. 3): вдоль экватора расположен пояс низкого давления; на 30-40° широты обоих полушарий — пояса высокого давления; 60-70° широты — зоны низкого давления; в приполярных районах — области высокого давления.

В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, наоборот, образуются зимние максимумы: Азиатский и Северо-Американский.

Рис. 3. Общая схема распределения атмосферного давления

Летом в умеренных широтах Северного полушария пояс пониженного атмосферного давления восстанавливается. Огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум — формируется над Азией.

В тропических широтах материки всегда нагреты сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Таким образом, над океанами в течение всего года существуют максимумы: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский.

Линии, которые на климатической карте соединяют пункты с одинаковым атмосферным давлением, называются изобарами (от греч. isos — равный и baros — тяжесть, вес).

Чем ближе изобары друг к другу, тем быстрее изменяется атмосферное давлении на расстоянии. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом.

На образование поясов атмосферного давления у земной поверхности влияют неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В зависимости от времени года оба полушария Земли нагреваются Солнцем по-разному. Это обусловливает некоторое перемещение поясов атмосферного давления: летом — к северу, зимой — к югу.

Источник

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå îáóñëàâëèâàåòñÿ âåñîì âîçäóõà. 1 ì³ âîçäóõà âåñèò 1,033 êã. Íà êàæäûé ìåòð ïîâåðõíîñòè çåìëè ïðèõîäèòñÿ äàâëåíèå âîçäóõà ñèëîé 10033 êã. Ïîä ýòèì ïîäðàçóìåâàåòñÿ ñòîëá âîçäóõà âûñîòîé îò óðîâíÿ ìîðÿ äî âåðõíèõ ñëîåâ àòìîñôåðû. Åñëè ñðàâíèòü åãî ñî ñòîëáîì âîäû, òî äèàìåòð ïîñëåäíåãî èìåë áû âûñîòó âñåãî 10 ìåòðîâ. Òî åñòü, àòìîñôåðíîå äàâëåíèå ñîçäàåòñÿ ñîáñòâåííîé ìàññîé âîçäóõà. Âåëè÷èíà àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ íà åäèíèöó ïëîùàäè ñîîòâåòñòâóåò ìàññå âîçäóøíîãî ñòîëáà, íàõîäÿùåãîñÿ íàä íåþ. Â ðåçóëüòàòå óâåëè÷åíèÿ âîçäóõà â ýòîì ñòîëáå ïðîèñõîäèò ðîñò äàâëåíèÿ, à ïðè óìåíüøåíèè âîçäóõà — ïàäåíèå. Íîðìàëüíûì àòìîñôåðíûì äàâëåíèåì ñ÷èòàåòñÿ äàâëåíèå âîçäóõà ïðè t 0°Ñ íà óðîâíå ìîðÿ íà øèðîòå 45°. Â ýòîì ñëó÷àå àòìîñôåðà äàâèò ñ ñèëîé 1,033 êã íà êàæäûé 1 ñì² ïëîùàäè çåìëè. Ìàññà ýòîãî âîçäóõà óðàâíîâåøèâàåòñÿ ðòóòíûì ñòîëáèêîì âûñîòîé 760 ìì. Íà ýòîé âçàèìîñâÿçè è èçìåðÿåòñÿ àòìîñôåðíîå äàâëåíèå. Îíî èçìåðÿåòñÿ â ìèëëèìåòðàõ ðòóòíîãî ñòîëáà èëè ìèëëèáàðàõ(ìá), à òàê æå â ãåêòîïàñêàëÿõ. 1ìá = 0,75 ìì ðò.ñò., 1 ãÏà = 1 ìì.

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå

Èçìåðåíèå àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ.

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå èçìåðÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ áàðîìåòðîâ. Îíè áûâàþò äâóõ òèïîâ.

1. Ðòóòíûé áàðîìåòð ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñòåêëÿííóþ òðóáêó, êîòîðàÿ çàïàÿíà ñâåðõó, à îòêðûòûì êîíöîì ïîãðóæåíà â ìåòàëëè÷åñêóþ ÷àøó ñ ðòóòüþ. Ðÿäîì ñ òðóáêîé êðåïèòñÿ øêàëà, ïîêàçûâàþùàÿ èçìåíåíèå äàâëåíèÿ. Íà ðòóòü äåéñòâóåò äàâëåíèå âîçäóõà, êîòîðîå ñâîèì âåñîì óðàâíîâåøèâàåò ñòîëáèê ðòóòè â ñòåêëÿííîé òðóáêå. Âûñîòà ðòóòíîãî ñòîëáà ìåíÿåòñÿ ïðè èçìåíåíèè äàâëåíèÿ.

2. Ìåòàëëè÷åñêèé áàðîìåòð èëè àíåðîèä ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ãîôðèðîâàííóþ ìåòàëëè÷åñêóþ êîðîáêó, êîòîðàÿ ãåðìåòè÷íî çàêðûòà. Âíóòðè ýòîé êîðîáêè íàõîäèòñÿ ðàçðåæåííûé âîçäóõ. Èçìåíåíèå äàâëåíèÿ çàñòàâëÿåò êîëåáàòüñÿ ñòåíêè êîðîáêè, âäàâëèâàÿñü èëè âûïÿ÷èâàÿñü. Ýòè êîëåáàíèÿ ñèñòåìîé ðû÷àãîâ çàñòàâëÿþò ñòðåëêó ïåðåìåùàòüñÿ ïî øêàëå ñ äåëåíèÿìè.

Ñàìîïèøóùèå áàðîìåòðû èëè áàðîãðàôû ïðåäíàçíà÷åíû äëÿ çàïèñè èçìåíåíèé àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ. Ïåðî óëàâëèâàåò êîëåáàíèå ñòåíîê àíåðîèäíîé êîðîáêè è ÷åðòèò ëèíèþ íà ëåíòå áàðàáàíà, êîòîðûé âðàùàåòñÿ âîêðóã ñâîåé îñè.

Êàêèì áûâàåò àòìîñôåðíîå äàâëåíèå.

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå íà çåìíîì øàðå èçìåíÿåòñÿ â øèðîêèõ ïðåäåëàõ. Åãî ìèíèìàëüíàÿ âåëè÷èíà — 641,3 ìì ðò.ñò èëè 854 ìá áûëà çàðåãèñòðèðîâàíà íàä Òèõèì îêåàíîì â óðàãàíå «Íåíñè», à ìàêñèìàëüíàÿ — 815,85 ìì ðò.ñò. èëè 1087 ìá â Òóðóõàíñêå çèìîé.

Äàâëåíèå âîçäóõà íà çåìíóþ ïîâåðõíîñòü èçìåíÿåòñÿ ñ âûñîòîé. Ñðåäíåå çíà÷åíèå àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ íàä óðîâíåì ìîðÿ — 1013 ìá èëè 760 ìì ðò.ñò. ×åì áîëüøå âûñîòà, òåì ìåíüøå àòìîñôåðíîå äàâëåíèå, òàê êàê âîçäóõ ñòàíîâèòñÿ âñå áîëåå ðàçðåæåííûì. Â íèæíåì ñëîå òðîïîñôåðû äî âûñîòû 10 ì îíî ñíèæàåòñÿ íà 1 ìì ðò.ñò. íà êàæäûå 10 ì èëè íà 1 ìá íà êàæäûå 8 ìåòðîâ. Íà âûñîòå 5 êì îíî ìåíüøå â 2 ðàçà, 15 êì — â 8 ðàç, 20 êì — â 18 ðàç.

Â ñâÿçè ñ ïåðåìåùåíèåì âîçäóõà, èçìåíåíèåì òåìïåðàòóðû, ñìåíîé âðåìåíè ãîäà àòìîñôåðíîå äàâëåíèå ïîñòîÿííî ìåíÿåòñÿ. Äâàæäû çà ñóòêè, óòðîì è âå÷åðîì, îíî ïîâûøàåòñÿ è ñòîëüêî æå ðàç ïîíèæàåòñÿ, ïîñëå ïîëóíî÷è è ïîñëå ïîëóäíÿ. Â òå÷åíèå ãîäà èç-çà õîëîäíîãî è óïëîòíåííîãî âîçäóõà çèìîé àòìîñôåðíîå äàâëåíèå èìååò ìàêñèìàëüíóþ âåëè÷èíó, à ëåòîì — ìèíèìàëüíóþ.

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå ïîñòîÿííî ìåíÿåòñÿ è ðàñïðåäåëÿåòñÿ ïî ïîâåðõíîñòè çåìëè çîíàëüíî. Ýòî ïðîèñõîäèò èç-çà íåðàâíîìåðíîãî ïðîãðåâàíèÿ Ñîëíöåì çåìíîé ïîâåðõíîñòè. Íà èçìåíåíèå äàâëåíèÿ âëèÿåò ïåðåìåùåíèå âîçäóõà. Òàì, ãäå âîçäóõà ñòàíîâèòñÿ áîëüøå, äàâëåíèå âûñîêîå, à òàì, îòêóäà âîçäóõ óõîäèò — íèçêîå. Âîçäóõ, ïðîãðåâøèñü îò ïîâåðõíîñòè, ïîäíèìàåòñÿ ââåðõ è äàâëåíèå íà ïîâåðõíîñòü ïîíèæàåòñÿ. Íà âûñîòå âîçäóõ íà÷èíàåò îõëàæäàòüñÿ, óïëîòíÿåòñÿ è îïóñêàåòñÿ íà áëèçëåæàùèå õîëîäíûå ó÷àñòêè. Òàì âîçðàñòàåò àòìîñôåðíîå äàâëåíèå. Ñëåäîâàòåëüíî, èçìåíåíèå äàâëåíèÿ îáóñëàâëèâàåòñÿ ïåðåìåùåíèåì âîçäóõà â ðåçóëüòàòå åãî íàãðåâàíèÿ è îõëàæäåíèÿ îò çåìíîé ïîâåðõíîñòè.

Àòìîñôåðíîå äàâëåíèå â ýêâàòîðèàëüíîé çîíå ïîñòîÿííî ïîíèæåíî, à â òðîïè÷åñêèõ øèðîòàõ — ïîâûøåíî. Ýòî ïðîèñõîäèò èç-çà ïîñòîÿííî âûñîêèõ òåìïåðàòóð âîçäóõà íà ýêâàòîðå. Íàãðåòûé âîçäóõ ïîäíèìàåòñÿ è óõîäèò â ñòîðîíó òðîïèêîâ. Â Àðêòèêå è Àíòàðêòèêå ïîâåðõíîñòü çåìëè âñåãäà õîëîäíàÿ, à àòìîñôåðíîå äàâëåíèå ïîâûøåíî. Åãî îáóñëàâëèâàåò âîçäóõ, êîòîðûé ïðèõîäèò èç óìåðåííûõ øèðîò. Â ñâîþ î÷åðåäü â óìåðåííûõ øèðîòàõ èç-çà îòòîêà âîçäóõà ôîðìèðóåòñÿ çîíà ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ. Òàêèì îáðàçîì, íà Çåìëå ñóùåñòâóþò äâà ïîÿñà àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ — ïîíèæåííûé è ïîâûøåííûé. Ïîíèæåííûé íà ýêâàòîðå è â äâóõ óìåðåííûõ øèðîòàõ. Ïîâûøåííûé íà äâóõ òðîïè÷åñêèõ è äâóõ ïîëÿðíûõ. Îíè ìîãóò íåìíîãî ñìåùàòüñÿ â çàâèñèìîñòè îò âðåìåíè ãîäà âñëåä çà Ñîëíöåì â ñòîðîíó ëåòíåãî ïîëóøàðèÿ.

Ïîëÿðíûå ïîÿñà âûñîêîãî äàâëåíèÿ ñóùåñòâóþò âåñü ãîä, îäíàêî, ëåòîì îíè ñîêðàùàþòñÿ, à çèìîé, íàîáîðîò, ðàñøèðÿþòñÿ. Êðóãëûé ãîä îáëàñòè ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ ñîõðàíÿþòñÿ áëèç Ýêâàòîðà è â þæíîì ïîëóøàðèè â óìåðåííûõ øèðîòàõ. Â ñåâåðíîì ïîëóøàðèè âñå ïðîèñõîäèò ïî-äðóãîìó. Â óìåðåííûõ øèðîòàõ ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ äàâëåíèå íàä ìàòåðèêàìè ñèëüíî ïîâûøàåòñÿ è ïîëå íèçêîãî äàâëåíèÿ êàê áû «ðàçðûâàåòñÿ»: ñîõðàíÿåòñÿ îíî òîëüêî íàä îêåàíàìè â âèäå çàìêíóòûõ îáëàñòåé ïîíèæåííîãî àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ — Èñëàíäñêîãî è Àëåóòñêîãî ìèíèìóìîâ. Íàä ìàòåðèêàìè, ãäå çàìåòíî ïîâûñèëîñü äàâëåíèå, îáðàçóþòñÿ çèìíèå ìàêñèìóìû: Àçèàòñêèé (Ñèáèðñêèé) è Ñåâåðî-Àìåðèêàíñêèé (Êàíàäñêèé). Ëåòîì ïîëå ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ â óìåðåííûõ øèðîòàõ ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ âîññòàíàâëèâàåòñÿ. Ïðè ýòîì íàä Àçèåé ôîðìèðóåòñÿ îáøèðíàÿ îáëàñòü ïîíèæåííîãî äàâëåíèÿ. Ýòî — Àçèàòñêèé ìèíèìóì.

Â ïîÿñå ïîâûøåííîãî àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ — òðîïèêàõ — ìàòåðèêè íàãðåâàþòñÿ ñèëüíåå îêåàíîâ è äàâëåíèå íàä íèìè íèæå. Èç-çà ýòîãî íàä îêåàíàìè âûäåëÿþò ñóáòðîïè÷åñêèå ìàêñèìóìû:

Ñåâåðî-Àòëàíòè÷åñêèé (Àçîðñêèé);
Þæíî-Àòëàíòè÷åñêèé;
Þæíî-Òèõîîêåàíñêèé;
Èíäèéñêèé.

Íåñìîòðÿ íà êðóïíîìàñøòàáíûå ñåçîííûå èçìåíåíèÿ ñâîèõ ïîêàçàòåëåé, ïîÿñà ïîíèæåííîãî è ïîâûøåííîãî àòìîñôåðíîãî äàâëåíèÿ Çåìëè — îáðàçîâàíèÿ äîâîëüíî óñòîé÷èâûå.

Источник

Понятие об атмосферном давлении

Любой газ, входящий в состав атмосферы, характеризуется плотностью, температурой и давлением. Если заключить его в сосуд, то он будет давить на стенки этого сосуда, потому что молекулы газа двигаются и создают давление, действуя на стенки сосуда с определенной силой. Скорость движения молекул в сосуде можно увеличить при повышении температуры, тогда увеличится и давление. Любая точка атмосферы или поверхности Земли характеризуется определенной величиной атмосферного давления. Эта величина будет равна весу вышележащего столба воздуха.

Определение 1

Атмосферное давление – это напор атмосферы на единицу площади земной поверхности.

Единицей измерения атмосферного давления являются граммы на кв. см, а нормальным считается давление, равное $760$ мм рт. столба или $1, 033$ кг/см кв. Эту величину принято считать за одну атмосферу.

Замечание 1

В результате постоянного движения масса воздуха в том или ином месте меняется и там, где воздуха больше, давление повышается. Движение воздуха связано с изменением температуры – нагретый от земной поверхности воздух расширяется и поднимается вверх, растекаясь в стороны. Результатом является понижение давления у поверхности Земли.

Воздух над холодной поверхностью охлаждается, уплотняется, становится тяжелым и опускается вниз – давление возрастает. Земная поверхность нагревается неодинаково, а это приводит к образованию разных областей атмосферного давления, которые имеют строго широтную зональность в распределении.

Материки и океаны на Земле расположены неравномерно, они по-разному получают и отдают солнечное тепло, поэтому пояса высокого и низкого давления распределены над поверхностью не ровными полосами. Кроме этого в результате наклона земной оси к плоскости орбиты Северное и Южное полушария получают разное количество тепла.

Эти особенности привели к тому, что на планете сформировалось несколько поясов атмосферного давления:

Низкое давление на экваторе;
Высокое давление в тропиках;
Низкое давление над умеренными широтами;
Высокое давление над полюсами.

Распределение давления на поверхности показано на географических картах специальным условным знаком, который называется изобара.

Определение 2

Изобары – это линии, соединяющие точки земной поверхности с одинаковым давлением.

С атмосферным давлением очень тесно связаны погода и климат той или иной местности. Безоблачная, безветренная, сухая погода характерна для высокого атмосферного давления и, наоборот, низкое давление сопровождается облачностью, осадками, ветрами, туманами.

Открытие атмосферного давления

То, что воздух давит на наземные предметы, люди замечали еще в глубокой древности. Давление вызывало ветер, который двигал парусные суда и вращал крылья ветряных мельниц. Но, доказать, что воздух имеет собственный вес, долго не удавалось и только в $ XVII$ весомость воздуха была доказана с помощью опыта, поставленного итальянцем Э. Торричелли. Опыту предшествовал случай во дворце герцога Тосканского в $1640$ г, задумавшего устроить фонтан. Вода для фонтана должна была поступать из озера, расположенного неподалеку, но выше $32$ футов, т.е. $10,3$ м она не поднималась. Торричелли провел целую серию долгих опытов, в результате которых было доказано, что воздух имеет вес, а давление атмосферы уравновешивается столбом воды в $32$ фута.

В $1643$ г. Торричелли совместно с В. Вивиани проводит опыт по измерению атмосферного давления с помощью трубки, запаянной с одного конца и наполненной ртутью. Трубка опускалась в сосуд, где тоже была ртуть, не запаянным концом вниз и столб ртути в трубке падал до отметки $760$ мм – это был уровень ртути в сосуде.

В сосуде остается свободная поверхность, на которую действует атмосферное давление. После снижения столбика ртути в трубке над ртутью остается пустота – давление столба ртути в трубке на уровне поверхности ртути в сосуде должно равняться атмосферному давлению. Высота столба в миллиметрах над свободной поверхностью ртути измеряет давление атмосферы прямо в миллиметрах ртутного столба. Трубка Торричелли, стала первым ртутным барометром для измерения давления атмосферы.

Столб воздуха от уровня моря до верхней границы атмосферы давит на площадку в один сантиметр с такой же силой, как гиря весом $1 кг 33 г. $ Все живые организмы этого давления не ощущают, потому что оно уравновешивается их внутренним давлением. Внутреннее давление живых организмов не изменяется.

Изменение атмосферного давления

С высотой атмосферное давление изменяется, оно начинает падать. Происходит это, потому что газы сильно сжимаемы. Сильно сжатый газ имеет большую плотность и сильнее давит. С удалением от поверхности Земли сжатость газов ослабевает, плотность уменьшается, а, следовательно, и давление, которое они могут производить. Давление уменьшается на $1$ миллиметр ртутного столба при подъеме на каждые $10,5$ м.

Пример 1

Атмосферное давление на высоте $2200$ м над уровнем моря составляет $545$ мм ртутного столба. Определить давление на высоте $3300$ м.
Решение: с высотой атмосферное давление понижается на $1$ мм ртутного столба через каждые $10,5$ м, поэтому
Определим разницу высот: $3300 – 2205 = 1095$ м
Находим разницу атмосферного давления: $1095 м div 10,5 = 104,3$ мм рт. столба
Определяем атмосферное давление на высоте $3300 мdiv 545 мм – 104,3 мм = 440,7$ мм рт. столба.
Ответ: атмосферное давление на высоте $3300$ м составляет $440,7$ мм ртутного столба.

Атмосферное давление изменяется и в течение суток, т.е. имеет свой суточный ход. При максимальной температуре днем атмосферное давление понижается, а в ночное время, когда температура воздуха становится ниже – давление увеличивается. В этом ходе давления просматривается два максимума (около $10$ и $22$ часов) и два минимума (около $4$ и $16$ часов). Очень четко эти изменения проявляются в тропических широтах, где суточные колебания составляют $3$-$4$ мбар. Нарушение правильности суточного хода давления в тропиках, говорит о приближении тропического циклона.

Замечание 2

Изменение давления в течение суток связано с температурой воздуха и зависит от её изменений. Годовые изменения зависят от нагревания материков и океанов в летний период и их охлаждения в зимнее время. Летом область пониженного давления создается на суше, а область повышенного давления над океаном.

Влияние атмосферного давления на организм человека

Процессы, происходящие в атмосфере, оказывают значительное влияние на организм человека, который вынужден перенастраивать свои биологические системы. Значительная часть людей сильно реагируют на изменение атмосферного давления, с понижением которого падает давление в артериях человека. С ростом атмосферного давления – растет давление артериальное, поэтому часто в ясную, сухую, жаркую погоду, многие испытывают головную боль.

Здоровые люди годовые колебания атмосферного воздуха переносят легко и незаметно, а у больных ухудшается самочувствие, наблюдаются приступы стенокардии, чувство страха, нарушение сна.

На атмосферное давление реагирует кожа и слизистые оболочки. С ростом давления увеличивается раздражение их рецепторов и в результате уменьшается содержание кислорода в крови. С повышенным атмосферным давлением связывают обострение бронхиальной астмы. Быстрое снижение атмосферного давления может привести к развитию патологических явлений в организме человека, связанных с кислородным голоданием тканей и, прежде всего, головного мозга.

Человек не может повлиять на погоду, но помочь себе пережить этот период совсем не сложно. При резких перепадах атмосферного давления необходимо максимально снизить физическую нагрузку на свой организм и использовать соответствующие лекарственные препараты.

Источник