Влияние атмосферного давления на здоровье человека. Как атмосферное давление влияет на артериальное давление человека Почему понижается атмосферное давление

Атмосферное давление - давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле.

В 1643 Эванджелиста Торричелли показал, что воздух имеет вес. Совместно с В. Вивиани, Торричелли провёл первый опыт по измерению атмосферного давления, изобретя трубку Торричелли (первый ртутный барометр) , - стеклянную трубку, в которой нет воздуха. В такой трубке ртуть поднимается на высоту около 760 мм.

На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. 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 684 - 809 мм рт. ст.

Нормальным атмосферным давлением называют давление в 760 мм рт. ст. на уровне моря при температуре 15 °C. (Международная стандартная атмосфера - МСА) (101 325 Па) .

Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой. Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа, называется барической (барометрической) ступенью. У земной поверхности при давлении 1000 гПа и температуре 0 °С она равна 8 м/гПа. С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает, т. е. она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, - вертикальный барический градиент, т. е. изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.

На картах давление показывается с помощью изобар - линий, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря. Атмосферное давление измеряется барометром.

В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление ровно 100 кПа

Движение воздуха зависит от неравномерного нагревания земной поверхности солнечными лучами. Вследствие неодинакового скопления воздушных масс и разности атмосферного давления в различных точках земной поверхности возникают восходящие и нисходящие токи воздуха, которые перемещают воздушные массы как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Скорость ветра (горизонтальное перемещение воздушных масс) измеряется расстоянием, пройденным массой воздуха в единицу времени, и выражается в метрах в секунду (м/сек).

Широко распространено определение скорости движения воздуха в баллах по двенадцатибалльной шкале Бофорта.

Скорость движения воздуха колеблется в значительных пределах, от десятых долей метра до 30 и более метров в секунду во время бурь, метелей, ураганов.

Характерная особенность движения воздуха - его неравномерность, или турбулентность, зависящая от наличия на пути движения воздуха различных препятствий и неравномерностей рельефа, лесных массивов, населенных пунктов и т.

Направление ветра определяется точкой горизонта, откуда дует ветер, и обозначается в румбах, буквами латинского или русского алфавита соответственно названиям стран света: север через С, или N, юг через Ю, или S, восток через В, или Е, и запад через З, или W.

Кроме главных румбов, направление ветра обозначают также дополнительными, или промежуточными румбами: северо-восток через СВ, или NE, юго-восток через ЮВ, или SE, юго-запад через ЮЗ, или SW, и т. д.

Направление ветра меняется как в течение суток, так и в течение года. Причем в каждом пункте наблюдается известная повторяемость или частота направления ветра по точкам горизонта.

Графическое изображение повторяемости направления ветра в том или ином пункте называется розой ветров. Розу ветров составляют на основании определения направлений ветра за большой промежуток времени (два года), а иногда исходят из месячных и сезонных данных.

Из центра (точки) по восьми направлениям проводят линии (румбы) и на каждой из них откладывают отрезки, пропорциональные повторяемости ветров.

Безветренные дни обозначаются кругом, радиус которого должен соответствовать числу дней безветрии. Концы отрезков соединяют линиями и в результате получают фигуру (замкнутую), которая и будет розой ветров.

Роза ветров дает наглядное представление о преобладании того или иного направления ветров в данном пункте за месяц, сезон, год.

Определение розы ветров или повторяемости их имеет важное гигиеническое значение, в особенности при планировке животноводческих ферм, взаимном расположении и направлении фасада помещений, выборе мест под лагеря и стойбища для животных с целью защиты от вредного влияния преобладающих в данной местности ветров.

До 30° северной широты преобладают северо-восточные ветры, от 30 до 60° - юго-западные и от 60 до 903 - вновь северо-восточные.

В приморских и горных местностях наблюдаются местные ветры: днем с воды на сушу, ночью с суши на море; днем с равнин на горы, ночью с гор на равнины.

В помещениях для животных воздух находится в беспрерывном и неравномерном движении.

Скорость движения воздуха и его направление обусловливаются наличием вентиляционных сооружений, открыванием ворот и окон, щелистостью стен, потолков, выделением тепла животными и пр.

В зимний период скорость движения воздуха в закрытых помещениях для животных при отсутствии дефектов в стенах и потолках на высоте 0,5 м от пола колеблется чаще в пределах 0,05-0,25 м/сек и редко достигает величины 0,3 м/сек. Осенью и весной движение воздуха в помещениях несколько уменьшается, а летом при открытых окнах и дверях достигает 7 м/сек.

Скорость движения воздуха в помещениях более резко колеблется в торцовых частях здания и в зоне лежания животных (в коровниках).

Ветер, как фактор погоды, оказывает косвенное и прямое влияние на организм животного. Движение воздуха вместе с температурой и влажностью его существенно влияет на теплообмен животного организма. Чем выше скорость движения воздуха, тем быстрое происходит смена слоев его, непосредственно прилегающих к коже. Если температура воздуха ниже температуры кожи и буферного воздуха в волосяном покрове, то движение воздуха разрывает воздушную оболочку, холодная масса воздуха соприкасается с кожей и способствует усиленной отдаче тепла путем конвекции и испарения с поверхности кожи.

Если температура воздуха выше температуры кожи, то теплоотдача конвекцией ослабляется или прекращается; в этих случаях, если влажность воздуха невысокая, усиливается отдача тепла испарением.

Движение воздуха в помещениях летом от 0,3 до 1,6 м/сек способствует лучшему состоянию животных.

Опытами, проведенными в течение двух летних сезонов в Калифорнийском университете (США), установлено, что при наружной температуре 31-32 в загоне с вентилятором, где скорость движения воздуха достигала 1,6 м/сек, привес животных составил 1075-1088 г в сутки на голову, а в загоне, где естественная скорость движения воздуха была в среднем 0,2 м/сек, привес был всего лишь 585-848 г при равных условиях кормления и поения.

При низких температурах и высокой влажности подвижность воздуха способствует усиленной теплоотдаче путем конвекции, теплопроведения и теплоизлучения.

Таким образом, при высоких температурах подвижный воздух (ветер) предохраняет животных от перегревания, а при низких усиливает возможность переохлаждения.

Умеренные ветры благоприятно действуют на животных, особенно во время жары.

Холодные и сырые ветры вызывают сильное охлаждение и даже обмораживание животных. Сильные ветры при высокой температуре и сухом воздухе способствуют выгоранию растительности, насыщают воздух пылью, вызывают у животных сильное потоотделение и испарение, жажду, снижение аппетита, запоры, понижение продуктивности и т.

Холодные и сырые ветры представляют большую опасность для животных и при содержании их в помещениях, когда открываются с обеих сторон двери, окна или при наличии щелей в стенах (сквозняки).

Чтобы предохранить животных от охлаждения в холодное время года, в помещениях нельзя допускать сильного движения воздуха.

Максимальный обмен воздуха в помещениях животных, если воздух предварительно не обогревается, не должен превышать 5-кратного объема внутренней кубатуры помещения. Скорость движения воздуха в помещениях животных зимой желательно поддерживать в пределах от 0,05 до 0,25 м/сек. Однако вопрос оптимальных скоростей движения воздуха в помещениях для животных недостаточно разработан и подлежит более глубокому изучению с учетом различных микроклиматических условий.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Вконтакте

Одноклассники

Поиск Лекций

ЛЕКЦИЯ 3.

Атмосферное давление

Физические свойства воздуха

Изменение давления с высотой, Изменение давления по горизонтали. Изобары.

Распределение давления у поверхности Земли

Ветер.

Физические свойства воздуха

На поверхность земли и на все предметы, находящиеся у ее поверхности, воздух создает давление.

Следовательно, на всю поверхность тела человека, имеющего площадь 1,6-1,8 м², этот воздух соответственно оказывает давление порядка 16-18 тонн. Обычно мы этого не ощущаем, поскольку под таким же давлением газы растворены в жидкостях и тканях организма и изнутри уравновешивают внешнее давление на поверхность тела.

Однако при изменении внешнего атмосферного давления в силу погодных условий для уравновешивания его изнутри требуется некоторое время, необходимое для увеличения или снижения количества газов, растворенных в организме. Меняющееся давление в придаточных полостях черепа способствует кровообращению в мозге. Изменения разности давлений между внешней средой и замкнутыми полостями тела сказываются на состоянии человека. В течение этого времени человек может ощущать некоторое чувство дискомфорта, поскольку при изменении атмосферного давления всего на несколько мм рт.

ст. общее давление на поверхность тела изменяется на десятки килограммов. Особенно отчетливо ощущают эти изменения люди, страдающие хроническими заболеваниями костно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой системы и др. Понижение атмосферного давления действует на симпатическую нервную систему; подавляет настроение, снижает работоспособность, повышает восприимчивость к инфекционным заболеваниям.

И наоборот, его повышение возбуждает в большей степени нервную систему.

Основные физические свойства воздуха: плотность, давление, температура.

Плотность есть отношение массы вещества к его объему. 1 м3 воды при температуре 4°С имеет массу 1 т, а 1 м3 воздуха при 0°С и нормальном давлении (760 мм рт.

ст.) имеет массу 1,293 кг. Следовательно, при указанных условиях плотность воды составляет 1000 кг/м3, а плотность воздуха 1,293 кг/м3 Таким образом, плотность воздуха примерно в 800 раз меньше плотности воды.

Плотность атмосферы быстро уменьшается с высотой.

Половина всей массы атмосферы сосредоточена в слое до высоты 5,5 км.

Давление атмосферы - это сила, с которой давит на единицу земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до верхней границы атмосферы. Атмосферное давление долгое время выражали в миллиметрах (мм) ртутного столба, т.

е. линейной мерой измеряли силу, что было неудобно при решении многих задач. В практике в качестве единицы давления используется 1/1000 доля бара- миллибар . На уровне моря высота ртутного столба в трубке обычно составляет около 760 мм. Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) - учениками итальянского ученого Галилео Галилея.

1 мб (миллибар) = 1Гпа (гигапаскаль) = 0,75 мм рт.

ст. (округленно 3/4 мм рт.

Атмосферное давление. Изменение и влияние на погоду

1 мм рт. ст. = 1,33 мб = 1,33 ГПа (округленно 4/3 мб).

Барической ступенью называется расстояние по вертикали, на которое надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 мб.

Температура . Чем выше температура, тем меньше плотность воздуха. В случае постоянного давления плотность воздуха зависит от изменения температуры. С увеличением высоты полета давление уменьшается и температура понижается.

Давление уменьшается быстрее, чем температура. Понижение температуры несколько замедляет уменьшение плотности. Плотность воздуха с высотой падает медленнее, чем давление.

Распределение давления у поверхности Земли

Давление на земном шаре может варьироваться в широких рамках.

Так, максимальная величина атмосферного давления 815,85 мм рт. ст. (1087 мб) зарегистрирован зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт. ст. (854 мб) — в урагане "Нэнси" над Тихим океаном.

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах.

Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше — пониженным.

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: 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.

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.

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.

Норма атмосферного давления для человека

Норма атмосферного давления для человека - 760 миллиметров ртутного столба.

Атмосферное давление

Если перевести это значение в более понятные для простого обывателя единицы измерения, то получится, что масса воздушного столба над каждым квадратным метром земной поверхности составляет 10 000 килограмм! Впечатляюще, не правда ли? Плотное воздушное «одеяло», окутывающее нашу планету, оказывает мощнейшее давление на все находящиеся рядом с нами предметы и на нас самих.

Как человеку удается справляться со столь огромной нагрузкой?

Дело в том, что воздух давит на объекты со всех сторон. Силы уравновешиваются, и мы не чувствуем никакого дискомфорта. Однако это правило работает только на земной поверхности. Человеческий организм приспособлен к существованию именно под таким давлением, поэтому стоит ему погрузиться в воду или подняться на вершину горы, как он почувствует недомогание.

Впрочем, иногда люди плохо себя чувствуют и в обычных условиях.

Над континентами атмосферное давление повышается в периоды высокой влажности: весной, осенью и зимой, так как содержащиеся в воздухе капли воды утяжеляют его.

Летом, в сухую погоду атмосферное давление над поверхностью земли в глубине континентов обычно снижается, поскольку воздух становится суше. На показатели атмосферного давления влияет также температура. Как известно, теплый воздух легче прохладного. Многое зависит и от географического положения и высоты над уровнем моря.

Так как люди рождаются и живут в самых разных уголках планеты и на самых разных высотах, говорить о том, что существует идеальное атмосферное давление для человека, невозможно.

Нормальное атмосферное давление для человека

Оптимальное атмосферное давление для человека - это то давление, к которому он хорошо адаптировался, проживая в той или иной местности при определенных климатических условиях.

К примеру, нормальное атмосферное давление для человека в Москве будет составлять 748 миллиметров рт. ст. Севернее, например, в Санкт-Петербурге это значение составит на 5 мм ртутного столба больше.

Разница легко объяснима: Москва расположена на возвышенности и по сравнению с Санкт-Петербургом находится несколько выше над уровнем моря. Показателен в этом примере будет Тибет, где нормальное давление воздуха для человека составляет 413 миллиметров рт. ст., хотя для туристов из той же Москвы жить в таких условиях будет довольно непросто.

Именно поэтому определить, какое атмосферное давление считается повышенным, а какое атмосферное давление считается пониженным, возможно только в отношении конкретного человека.

Изменение атмосферного давления влияет на метеозависимых людей, которых на сегодня насчитывается около 4 миллиардов.

Резкие колебания вызывают ухудшение состояние здоровья и следующие симптомы:

раздражительность,головную боль и сонливость;
повышенную свертываемость крови;
онемение конечностей, боли в суставах;
трудности с дыханием и учащенное сердцебиение;
повышение тонуса сосудов и их спазмы, нарушение кровообращения;
нарушение зрения;
тошноту и головокружение;
переизбыток кислорода в тканях и крови;
разрыв барабанной перепонки;
проблемы с желудочно-кишечным трактом.

Как правило, колебания давления атмосферы сопровождаются изменениями погодных условий, из-за чего метеозависимые люди плохо себя чувствуют перед осадками, бурями, грозами.

Именно поэтому значение атмосферного давления для человека весьма существенно.

Список эффективных препаратов для быстрого снятия головной боли - здесь. С рецептами отваров от боли в голове можно ознакомиться здесь.

Как давление влияет на людей

Давление атмосферы свыше 760 миллиметров рт. ст. считается повышенным. Многие при таких изменениях чувствуют беспокойство. Особенно оно заметно у людей с различными нервно-психическими заболеваниями.

В некоторых европейских странах полицейские внимательно следят за колебаниями атмосферного давления, поскольку в такие дни и часы количество совершаемых правонарушений начинает нарастать.

В это время происходит больше автомобильных аварий, поскольку снижается скорость реакции водителей. Ухудшается концентрация внимания, в результате чего возникает повышенный риск разного рода чрезвычайных случаев на производствах и промышленных катастроф, связанных с человеческим фактором. Чаще всего в такие дни люди страдают бессонницей.

Плохо себя чувствуют гипотоники: давление снижается, дыхание становится глубоким, пульс учащается.

Начинаются проблемы с желудочно-кишечным трактом, так как снижается перистальтика.

Низкое атмосферное давление и самочувствие

Пониженным считается атмосферное давление ниже 760 мм рт.

ст. Резкое снижение давления опасно для гипертоников и людей, страдающих атеросклерозом, так как в такие моменты начинается кислородное голодание, происходит повышение количества кровяных телец и сгущение крови. Сердечно-сосудистая система начинает работать в условиях повышенной нагрузки, что приводит к росту кровяного давления, аритмии, увеличению частоты сердечных сокращений.

От этого страдают пожилые люди. В такие дни увеличивается число инсультов и инфарктов.

Возникают головные боли и мигрени, которые зачастую невозможно снять таблетками. При резком снижении атмосферного давления повышается риск приступов удушья у астматиков и аллергиков.

Менее чувствительные, молодые и относительно здоровые люди ощущают сонливость и упадок сил.

Идеальное атмосферное давление для человека и рекомендации врачей

Чаще всего люди, страдающие метеозависимостью, имеют лишний вес.

Также этому недугу подвержены те, кто плохо следит за состоянием своего организма, мало двигается, подолгу смотрит телевизор или работает за компьютером, имеет пониженный иммунитет. Для них могут быть заметны даже незначительные отклонения. При этом нормальное погодное давление для человека не может сохраняться даже в течение дня, поскольку утром и вечером оно снижается.

Чтобы избавиться от метеозависимости, прежде всего, нужно правильно питаться.Витамин B6, калий и магний помогут справиться с реакциями на изменения погоды, укрепят сердечно-сосудистую систему, поддержат нервную систему и снизят чувствительность во время перегрузок. Также рекомендуется снизить нагрузку на организм и перейти на диету с пониженным содержанием мяса.

Необходимо следить за своим рационом, избегать употребления жирного, жареного, сладкого, соленого. Отказаться на время от специй также не будет лишним. Известно, например, что жгучий красный перец способен повысить кровяное давление. Усиливают метеозависимость никотин и алкоголь.

В моменты перемены погоды и изменения атмосферного давления стоит отказаться от лишних физических нагрузок: велосипедных прогулок, пробежек, чрезмерной работы на дачном участке и т.

В борьбе с метеозависимостью помогают:

физиотерапия. К примеру, закаливающие процедуры можно проводить даже дома. Укрепят сосуды и нервную систему контрастный душ, холодные водные обтирания, плавание в бассейне, грязевые процедуры и лечебные ванны.
Массаж и иглорефлексотерапия, несомненно, помогут расслабиться;
регулярные занятия различными видами гимнастики: йога, цигун, тайчи и т.д.
прогулки каждый день на свежем воздухе, выезд на природу и спокойный отдых;
правильный режим дня, сна и бодрствования, работы и отдыха;
бережное отношение к своему психическому здоровью и нервной системе, создание благоприятной атмосферы вокруг.

Для поддержания здоровья существуют натуральные препараты: женьшень, вытяжка из пантов оленя, элеутерококк, мед и пчелопродукты.

Впрочем, прежде чем приниматьприродные добавки, нужно обязательно проконсультироваться с врачом.

Страдающим метеозависимостью следует больше прислушиваться к своему организму и стараться заботиться о своем здоровье, и тогда любые показания барометра будут означать хорошее атмосферное давление для человека.

§ 31. Атмосферное давление (учебник)

§ 31.Атмосферное давление

Вспомните из курса природоведения, что называютатмосферным давлением.

Понятиеоб атмосферном давлении. Воздух невидимое и легкое.

Однако и оно, как и всякаявещество, имеет массу и вес. Поэтому оно оказывает давление на земную поверхность и на всетела, на ней находятся. Это давление определяется весом столба воздухавысотой с всю атмосферу — от земной поверхности до самой ее верхней границы.Установлено, что такой столб воздуха давит на каждый 1 см2 поверхности ссилой в 1 кг 33 г (соответственно на 1 м2 — Более 10 т!) Итак, атмосферное давление — Это сила, с которойвоздух давит на земную поверхность и на все предметы на ней.

Поверхность тела человека составляет в среднем 1,5 м2.Согласно воздуха давить на нее весом в 15 т.

Такое давление способно раздавитьвсе живое. Почему же мы его не ощущаем? Это связано с тем, что внутричеловеческого организма также существует давление — внутренний, и он равно атмосферному.Если это равновесие нарушается, человек чувствует себя плохо.

Измерениеатмосферного давления. Атмосферное давление измеряют с помощьюспециального прибора — барометра. В переводе с греческого это слово означает"Измеритель тяжести".

На метеостанциях используют ртутный барометр .

Основная его часть — стеклянная трубка длиной 1м, запаянная с одного конца. В нее налито ртуть — тяжелый жидкий металл. Открытымконцом трубка погружена в широкую чашу, также заполненную ртутью. При переворачиванииртуть из трубки вылилась только до определенного уровня и остановилась. Почему же онаостановилась, а не вылилась вся? Потому что воздух оказывает давление на ртуть в чаше и невыпускает ее всю из трубки. Если атмосферное давление уменьшается, то ртуть в трубкеопускается и наоборот.

По высоте столба ртути в трубке, на которую нанесена шкала,определяют величину атмосферного давления в миллиметрах.

На параллели 450 на уровне моря притемпературе воздуха 0 0С под давлением воздуха столбик ртутиподнимается в трубке на высоту 760 мм.

Такое давление воздуха считается нормальным атмосферным давлением . Еслистолб ртути в трубке поднимается выше 760 мм, то давление повышенный , Ниже — снижен .Следовательно, давление столба воздуха всей атмосферы уравновешивается весом столба ртутивысотой 760 мм.

В походах и экспедициях пользуются более удобнымприбором — барометром-анероид ."Анероид" в переводе с греческого означает "безридинний":в нем нет ртути.

Главной его частью является металлическая упругая коробочка, из которойскачали воздуха. Это делает ее очень чувствительной к изменениям давления извне. Приповышенные давления она сжимается, при снижении — расширяется. Эти колебаниячерез особый механизм передаются стрелке, которая указывает на шкале величинуатмосферного давления в миллиметрах ртутного столба.

Зависимостьдавления от высоты местности и температуры воздуха. Атмосферное давление зависит от высоты местности.

Чем выше уровняморя, тем давление воздуха меньше. Он снижается, так как с поднятием уменьшаетсявысота столба воздуха, который давит на земную поверхность. Кроме того, с высотой давлениепадает еще и потому, что уменьшается плотность самого воздуха. На высоте 5 кматмосферное давление снижается наполовину по сравнению с нормальным давлением на уровнеморя.

В тропосфере с подъемом на каждые 100 м давление уменьшается примерно на 10мм рт. ст.

Зная, как изменяется давление, можно вычислить иабсолютное и относительное высоту места. Существует и особый барометр — высотомер , В котором наряду со шкалойатмосферного давления, есть и шкала высот.

Итак, для каждой местности будетхарактерен свой нормальное давление: на уровне моря — 760 мм рт.века, в горах в зависимости от высоты — ниже. Например, для Киева, лежащейна высотах 140-200 м над уровнем моря, нормальным будет среднее давление 746 мм рт. ст.

Атмосферное давление зависит и от температуры воздуха.При нагревании объем воздуха увеличивается, оно становится менее плотным и легким.За этого уменьшается и атмосферное давление.

При охлаждении происходят обратныеявления. Следовательно, с изменением температуры воздуха непрерывно меняется и давление.В течение суток он дважды повышается (утром и вечером) и дважды снижается(После полудня и после полуночи).

Зимой, когда воздух холодный и тяжелое, давлениевыше, чем летом, когда оно более теплоеи легкое. Итак, за изменением давления можно предсказать изменения погоды.

Снижение давленияуказывает на осадки, повышение — на сухую погоду. Изменение атмосферного давления влияети на самочувствие людей.

Распределениеатмосферного давления на Земле. Атмосферноедавление, как и температура воздуха, распределяется на Земле полосами: различаютпояса низкого и высокого давления.

Их образование связано с нагревом иперемещением воздуха.

Над экватором воздух хорошо прогревается. От этогооно расширяется, становится менее плотным, а потому легче.

Легче воздуха поднимаетсявверх — происходит восходящее движение воздуха. Поэтому там у поверхности Землитечение года устанавливается пояснизкого давления .

Какая связь между атмосферным и артериальным давлением?

Над полюсами, где в течение года температуры низкие, воздухохлаждается, становится более плотным и тяжелым. Поэтому оно опускается -происходит нисходящее движение воздух — и увеличивается давление. Поэтому уполюсов образовались поясавысокогодавления . Воздух, поднявшееся над экватором, растекаетсяк полюсам. Но, не доходя до них, на высоте оно охлаждается, становится тяжелееи опускается на параллелях 30-350 в обоих полушариях.

Как следствие — тамобразуются поясавысокого давления . В умеренных широтах, на параллелях 60-650обоих полушарий образуются пояса низкого давления .

Таким образом, наблюдается тесная зависимость атмосферногодавления от распределения тепла и температур воздуха на Земле, когда восходящие инисходящие движения воздуха обуславливают неравномерное нагревание земной поверхности.

Вопросы и задания

Определите, сколько весит воздух, находящийсяв классе, если его длина 8 м, ширина 6 м, высота 3 м.

2. Почему атмосферное давление уменьшается с высотой?

3. Почему изменяется давление в одном и том жеместе? Как влияет на это изменение температуры воздуха?

4. Определите, примерно относительная высота горнойвершины, если у подошвы горы барометр показывает 720 мм, а на вершине — 420 мм.

Как распределяется атмосферное давление на Земле?

6. Вспомните, какая абсолютная высота вашейместности. Вычислите, который атмосферное давление можно считать нормальным для вашегоместности.

Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли — Касьянов, Дмитриева, 7 класс.

1.Почему нельзя рассчитывать атмосферное давление по формуле p = gρh?
Т.к.

необходимо знать высоту атмосферы и плотность воздуха.

2. Какой вклад в науку внес Эванджелиста Торричелли (1608–1647)?
Позволили измерить атмосферное давление.

3. Почему давление ртути в трубке на уровне aa1 равно атмосферному давлению?

Давление в трубке на уровне aa1 создается весом столба ртути в трубке, так как в верхней части трубки над ртутью воздуха нет.

Отсюда следует, что атмосферное давление равно давлению столба ртути в трубке.

4. Каково соотношение между 1 мм. рт. ст. и паскалем (Па)?
1 мм. рт. ст. = 133,3 (Па)
1 Па = 0,0075 мм. рт.

5. Атмосферное давление равно 750 мм. рт. ст. Что это значит?
99975 Па

6. С чем связано изменение атмосферного давления?
С изменением погоды

От чего зависит атмосферное давление?

Прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр (от греческого барос – тяжесть, метрео – измеряю).

8. В сводке погоды объявили, что давление p = 750 мм. рт. ст. Выразите это давление в гектопаскалях (гПа).

9. Почему алюминиевая канистра деформируется после откачки из нее воздуха?

Внешнее давление больше внутреннего.

Какие силы препятствуют разрыву Магдебургских полушарий?

Внутри вакуум, поэтому на них с огромной силой действует атмосферное давление – оно и мешает разорвать их.

11. Почему при взлёте и посадке самолетов пассажирам часто «закладывает» уши?
С подъемом увеличивается атмосферное давление, к которому не привык человек.

12. С чем связано изучение атмосферного давления?
Из-за потребительских нужд, были изобретены насосы, с помощью которых хотели поднимать воду на большую высоту, но атмосферное давление не было изучено, не знали о его существовании.

Какую роль сыграл Галилей в исследовании атмосферного давления?
Обратились за советом к Галилею. Галилей исследовал насосы и нашел, что они исправны. Занявшись этим вопросом, он указал, что насосы не могут поднимать воду выше, чем на 18 итальянских локтей (≈10 м).

14. Какое заключение сделал Торричелли, продолжая исследования Галилея?
Истинной причиной поднятия в трубке ртути является давление воздуха, а не «боязнь пустоты».

Это давление производит воздух своим весом. (А что воздух имеет вес – было уже доказано Галилеем.)

15. В чем суть опыта Паскаля, который он назвал доказательством пустоты в пустоте?
Об опытах Торричелл узнал французский ученый Паскаль. Он повторил опыт Торричелли с ртутью и водой. Однако Паскаль считал, что для окончательного доказательства факта существования атмосферного давления необходимо проделать опыт Торричелли один раз у подножия какой-нибудь горы, а другой раз на вершине ее и измерить в обоих случаях высоту ртутного столба в трубке.

Если бы на вершине горы столб ртути оказался ниже, чем у подножия ее, то отсюда следовало бы заключить, что ртуть в трубке действительно поддерживается атмосферным давлением.

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 $3300 \ м\div 545 \ мм \ – 104,3 \ мм \ = 440,7$ 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.

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

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 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.

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 .

Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м 3 воздуха весит 1,033 кг). На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг. Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. Иначе говоря, собственная масса воздуха создает атмосферное давление, величина которого на единицу площади соответствует массе находящегося над нею воздушного столба. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха — к увеличению (росту) давления. За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0°С. В этом случае давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб): 1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм = = 1 гПа.

Давление атмосферы измеряется при помощи барометров. Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).

Ртутный чашечный состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.

Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.

Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры — барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются , которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.

Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в “Ненси” над океаном.

Давление изменяется с высотой. Принято считать средним значением атмосферного давления давление над уровнем моря — 1013 мб (760 мм рт.ст.). С увеличением высоты воздух становится все более разреженным и давление уменьшается. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

Атмосферное давление непрерывно меняется в связи с изменением и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит хорошо выраженный зональный характер, что обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления. Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно высокое там, где воздуха становится больше, низкое там, откуда воздух уходит. Нагреваясь от поверхности, воздух устремляется вверх и давление на теплую поверхность понижается. Но на высоте воздух охлаждается, уплотняется и начинает опускаться на соседние холодные участки, где давление возрастает. Таким образом, нагревание и охлаждение воздуха от поверхности Земли сопровождается его перераспределением и изменением давления.

В экваториальных широтах температуры воздуха постоянно высокие, воздух, нагреваясь, поднимается и уходит в сторону . Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное. В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление. Над постоянно холодной поверхностью полюсов ( и ) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из широт. Вместе с тем в умеренных широтах отток воздуха формирует пояс пониженного давления. В результате на Земле формируются пояса пониженного ( и два умеренных) и повышенного (два тропических и два полярных) давления. В зависимости от сезона они несколько смещаются в сторону летнего полушария (вслед за Солнцем).

Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год. Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ и в умеренных широтах южного полушария. Иная картина в северном полушарии. Здесь зимой в умеренных широтах над материками давление сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: оно сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Но над материками, где давление заметно повысилось, образуются так называемые зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом в умеренных широтах северного полушария поле пониженного давления восстанавливается. При этом обширная область пониженного давления формируется над Азией — Азиатский минимум.

В тропических широтах — поясе повышенного давления — материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо- (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Индийский.

Иначе говоря, пояса повышенного и пониженного давления Земли, несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, являются довольно устойчивыми образованиями.

С высотой атмосферное давление падает. Это связано с двумя причинами. Во-первых, чем выше мы находимся, тем меньше высота столба воздуха над нами, и, следовательно, меньший вес на нас давит. Во-вторых, с высотой плотность воздуха уменьшается, он становится более разреженным, то есть в нем меньше молекул газов, а следовательно он имеет меньшую массу и вес.

Почему плотность воздуха уменьшается с высотой? Земля притягивает тела, находящиеся в поле ее тяготения. Это же касается и молекул воздуха. Они бы все упали на поверхность Земли, но хаотичное быстрое их движение, отсутствие взаимодействия между собой, удаленность друг от друга заставляют их разлетаться и занимать все возможное пространство. Однако явление притяжения к Земле все же заставляет больше молекул воздуха находиться в нижних слоях атмосферы.

Однако уменьшение плотности воздуха с высотой имеет значение, если рассматривать всю атмосферу, составляющую около 10000 км высоты. На самом деле нижний слой атмосферы - тропосфера - содержит 80% массы воздуха и составляет всего 8-18 км высоты (высота меняется в зависимости от географической широты и сезона года). Здесь можно пренебречь изменением плотности воздуха с высотой, считая ее постоянной.

В таком случае на изменение атмосферного давления оказывает влияние только изменение высоты над уровнем моря. Тогда можно легко посчитать, как именно с высотой меняется атмосферное давление.

Плотность воздуха на уровне моря равна 1,29 кг/м 3 . Будем считать, что она остается почти неизменной на несколько километров вверх. Давление можно рассчитать по формуле p = ρgh. Здесь следует понимать, что h - это высота столба воздуха над тем местом, где измеряется давление. Самое большое значение h будет у поверхности Земли. С высотой оно будет уменьшаться.

Опыты показывают, что нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет приблизительно 101,3 кПа или 101300 Па. Найдем примерную высоту столба воздуха над уровнем моря. Понятно, что это будет не реальная высота, так как воздух вверху разрежен, а как бы высота воздуха, «спрессованного» до такой же плотности как у поверхности Земли. Но близ поверхности Земли нас это не волнует.

h = p / (ρg) = 101300 Па / (1,29 кг/м3 * 9,8 Н/кг) ≈ 8013 м

А теперь рассчитаем атмосферное давление при подъеме на 1 км вверх (на 1000 м). Здесь высота столба воздуха составит 7013 м, тогда

p = (1,29 * 9,8 * 7013) Па ≈ 88658 Па ≈ 89 кПа

То есть близ поверхности Земли на каждый километр вверх давление примерно уменьшается на 12 кПа (101 кПа – 89 кПа).

Вам могут быть интересны следующие материалы