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.

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.

Известно, что атмосферное давление при скачках влияет на самочувствие и здоровье человека. На каждого третьего жителя Земли воздействует притяжение воздуха к поверхности.

Давайте разберёмся, что это за понятие и почему оно негативно влияет на самочувствие.

Что такое атмосферное давление и как его измеряют

Определение атмосферного (барометрического) давления – давление воздуха на присутствующие в нём объекты и на поверхность. Замеряют его барометрами или термогигрометрами.

Используют следующие единицы:

  • бары (1 Ба = 100 тысяч Па);
  • Паскали (кПа, гПа, мПа);
  • мм ртутного столба (1 мм рт. ст. = 133,3 Па);
  • атмосферы (1 ат = 98066 Па);
  • кг силы на см 2 (1 кгс/см 2 = 98066 Па).

При предположении, что температура воздуха неизменна, давление понижается при подъёме по экспоненте. Для высот приблизительно до 100 км оно вычисляется по формуле:

ph — давление на определённой высоте, Па;

p — давление на поверхности, Па;

ρ — плотность воздушных масс на нулевой высоте;

g — константа, равная величине 9,80665;

e — основание натурального логарифма, константа, равная 2,71828.

Нормальное давление атмосферы

Обычное давление равно 760 мм рт. ст. При этом люди ощущают комфорт или хорошо себя чувствуют.

Давление не устойчивое и колеблется ежесуточно. Однако организм способен спокойно выдерживать широчайший диапазон значений. Так, в г. Мехико средняя величина не больше 570 мм рт. ст. (за счёт нахождения на значительной высоте).

Изменения не ощущаются людьми. Допустим, ночью столб ртути повышается на 1-2 единицы. Скачки в 5-10 и более пунктов способны вызвать болезненные ощущения, а внезапные сильные колебания способны даже приводить к смерти. Например, потеря сознания случается при снижении давления на 30 пунктов, т. е. на высоте 1000 метров.

Материк или определённую страну можно разделить на зоны с различной нормой показателя. Оптимальная величина определяется зоной постоянного местожительства. Организм человека способен делать подстройку под непривычные условия природы.

Банальная акклиматизация на курортах служит примером этому. Бывает, перестроиться человек не в силах. Так, проживающие в горах испытывают плохое самочувствие в низинных территориях, как бы долго не проживали там.

Тем самым величина стандартного давления чётко установлена. А комфортное значение имеет широкий спектр. Оно индивидуально и определяется привычной средой. При продолжительной акклиматизации отрицательное воздействие минимизируется.

Высокое и низкое атмосферное давление

Низкие значения служат причиной возникновения симптоматики, аналогичной с поднятием в гору. Недостаток объёма кислорода вызывает одышку, пульс становится чаще, в висках возникают болевые ощущения и сдавливает голову.

Все это представляет угрозу для болеющих гипертонией и атеросклерозом, так как вызывает сгущение крови, недостаток кислорода и увеличение числа кровяных тел. Сердце и сосуды функционируют в усиленном режиме, что способствует подъёму давления крови, тахикардии и аритмии. Очень опасно для пожилых лиц.

Также часто наблюдаются головокружения и мигрени, больше риск приступов у страдающих аллергией и астмой. Маловосприимчивые, здоровые и лица молодого возраста чувствуют желание спать и упадок сил.

В зонах повышенных значений погода имеют спокойный характер, в небе почти нет облаков, а ветровые порывы несильные. Наблюдается засушливая и жаркая погода.

В зонах низкого давления много облаков, дождливо и ветрено. За счёт таких областей летом приходит прохлада с дождями, в небе масса облаков, а зимой идут снегопады.

Большое различие в двух зонах служит фактором, вызывающем ураганы и штормы.

Повышенные значения пагубно действуют на страдающих от пониженного давления крови, негативно влияют на пищеварение, сердце и сосуды.

Атмосферное давление – норма для человека

Люди могут привыкать к переменам. Не надо огорчаться, если выяснилось, что живёте в регионе пониженного давления. Допустим, обитатели небоскрёбов снижения не чувствуют, хотя быстрый подъём на 100 м — это сильный стресс.

В среднеазиатской зоне норма немного снижена (715-730 мм рт. ст.). Для средней полосы РФ нормой будет 730-770 мм рт. ст.

Организм может приспосабливаться к разной высоте. По мнению медиков, если давление не имеет крайне опасного действия на людей, то это вариант нормы. Всё зависит от адаптации. Часто врачи относят к норме величины от 750 до 765 мм рт. ст.

В Москве норма 747-749 мм рт. ст.

Так как Новосибирск располагается на высоте 120-130 м., то нормой считается 750 мм рт. ст.

В Самаре — 752-753, в Санкт-Петербурге – 753-755 мм рт. ст.

Норма в Нижнем Новгороде в заречной зоне — 754 мм рт. ст., в нагорной — 747.

Чем здоровее образ жизни и чем чаще удаётся соблюсти распорядок дня (подъём, долгий сон ночью, соблюдение обычной диеты), тем слабее подвергается человек метеорологической зависимости.

Читайте также:  Таблетки от давления эналаприл инструкция по применению

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.