Alla känner till atmosfärstrycket, åtminstone tack vare fysiklektioner och väderprognoser. Dessutom är nyanserna av effekten av tryck på en person intressanta.

Vad är atmosfäriskt tryck?

Atmosfärtryck - detta är trycket från gasplanet på vår planet, atmosfären, som verkar på alla föremål i den, liksom jordens yta. Trycket motsvarar kraften som verkar i atmosfären per enhetsarea.

I enklare termer är detta den kraft som luften runt oss verkar på jordens och föremålens yta. Genom att spåra förändringar i atmosfärstrycket kan väderförhållandena förutsägas i samband med andra faktorer.

Varför och varför skapas atmosfäriskt tryck?

Specialister som studerar jordens atmosfär och olika meteorologiska fenomen övervakar noggrant hur luftmassorna rör sig. Detta är den viktigaste faktorn som påverkar klimatförhållandena i ett visst område. Dessa observationer gjorde det möjligt att förstå varför atmosfärstrycket uppstår.

Tyngdkraft är att skylla. Genom många experiment bevisades det att luften inte är viktlös. Den består av olika gaser som har en viss vikt. Således verkar jordens tyngdkraft på luft, vilket bidrar till bildandet av tryck.

Intressant fakta: all luften på planeten (eller hela jordatmosfären) väger 51 x 10¹⁴ ton

Runt världen är luftmassan inte densamma. Följaktligen fluktuerar nivån för atmosfärstryck också. I områden med större luftmassa finns det högre tryck. Om det finns mindre luft (det kallas också ovanligt i sådana fall), är trycket lägre.

Varför förändras atmosfärens vikt? Hemligheten med detta fenomen ligger i uppvärmningen av luftmassor. Faktum är att luftvärme inte alls sker från solljus utan på grund av jordytan.

Nära den värms luften upp och blir lättare och stiger upp. Vid denna tidpunkt blir de kylda strömmarna tyngre och lägre. Denna process pågår. Varje luftström har sitt eget tryck, och dess skillnad orsakar vinden.

Hur påverkar atmosfärens sammansättning trycket?

Atmosfären inkluderar en enorm mängd gaser. Oftast är det kväve och syre (98%). Det finns också koldioxid, neon, argon, etc. Atmosfären börjar med ett gränsskikt som är 1-2 km tjockt och slutar med en exosfär på en höjd av cirka 10 000 km, där den smidigt passerar in i det interplanetära rymden.

Atmosfärens sammansättning påverkar trycket på grund av densitet. Varje komponent har sin egen densitet. Ju högre höjd, desto tunnare atmosfärskikt och dess lägre densitet. Följaktligen minskar trycket.

Mätning av atmosfärstrycket

I det internationella enhetssystemet mäts atmosfärstrycket i pascaler (Pa). Även i Ryssland används enheter som bar, millimeter kvicksilver och deras derivat. Deras användning beror på instrument med vilka tryck mäts - kvicksilverbarometer. 1 mmHg motsvarar cirka 133 Pa.

Barometrar finns i två typer:

• flytande;
• mekanisk (aneroidbarometer).

Flytande barometrar fylld med kvicksilver. Uppfinningen av denna anordning är en förtjänst av den italienska forskaren Evangelista Torricelli. 1644 genomförde han ett experiment med en behållare, kvicksilver och en kolv som föll ner i en vätska med ett öppet hål.

Med en förändring i tryck steg kvicksilveret eller föll i kolven. Moderna kvicksilverbarometer med skalor anses vara de mest exakta, men inte särskilt praktiska, så de används på meteorologiska stationer.

Vanligare aneroidbarometer. Utformningen av en sådan anordning ger en metalllåda med sällsynt luft inuti. När trycket sjunker expanderar lådan. Med ökande tryck krymper lådan och verkar på den bifogade fjädern. Fjädern driver pilen, som visar trycknivån på skalan.

Intressant fakta: Det finns en standardtrycksenhet (liksom andra enheter av fysiska mängder). Den primära standarden, som visar absolut tryck så exakt som möjligt, finns i Mendeleev All-Russian Research Institute of Metrology (St. Petersburg).

Atmosfäriskt tryck för människor

Normalt atmosfärstryck - Detta är 760 mm Hg eller 101 325 Pa vid en temperatur på 0 ℃ vid havsnivån (45 ° bredd). Dessutom verkar atmosfären på varje kvadratcentimeter av jordytan med en kraft på 1.033 kg. En 760 mm hög kvicksilverpelare balanserar massan på denna luftkolonn.

En indikator på 760 mm bestämdes också av Torricelli under experimentet. Han märkte också att när kolven är fylld med kvicksilver förblir ett tomrum överst. Därefter kallades detta fenomen "Torricellium tomhet." Då visste forskaren ännu inte att han under sitt experiment skapade ett vakuum - det vill säga ett utrymme fritt från några ämnen.

Vid ett standardtryck på 760 mmHg känner en person sig mest bekväm. Om du tar hänsyn till tidigare data trycker luften på en person med en kraft på cirka 16 ton. Varför känner vi då inte detta tryck?

Faktum är att det också finns tryck inuti kroppen. Inte bara människor utan även företrädare för djurvärlden har anpassat sig till atmosfäriskt tryck. Varje organ bildades och utvecklades under påverkan av en given kraft. När atmosfären verkar på kroppen fördelas denna kraft jämnt över hela ytan. Därför är trycket balanserat, och vi känner det inte.

Normen för atmosfärstrycket bör inte förväxlas med klimatnormen. Varje region har sina egna standarder för en viss tid på året. Till exempel hade invånare i Vladivostok tur, eftersom där är den genomsnittliga årliga lufttrycksindikatorn nästan lika med normen - 761 mm Hg.

Och i bosättningar belägna i bergsområden (till exempel i Tibet) är trycket mycket lägre - 413 mmHg. Detta beror på en höjd på cirka 5000 m.

Öka och minska trycket

När trycket överstiger märket 760 mm. Hg. Art., Det kallas ökat, och när indikatorn är mindre än normalt - låg.

Inom 24 timmar inträffar flera lufttrycksfall. På morgonen och på kvällen stiger det, och efter 12 på eftermiddagen och natten - det minskar. Detta inträffar på grund av att lufttemperaturen förändras och följaktligen dess flöden rör sig.

På vintern observeras det högsta atmosfärstrycket över fastlandet eftersom luften har en låg temperatur och en hög densitet. På sommaren observeras motsatt situation - det finns minimalt tryck.

På en mer global skala beror trycknivån också på temperaturen. Jordens yta värmer annorlunda: planeten har en geoidform (snarare än perfekt rund) och roterar runt solen. Vissa zoner värms upp mer, andra mindre. På grund av detta fördelas atmosfärstrycket zonalt över planetens yta.

Forskare skiljer 3 bälten där lågt tryck råder och 4 bälten med rådande maxima. Ekvatorzonen värms upp mest, så lätt varm luft stiger upp och lågt tryck bildas nära ytan.

Nära polerna är det motsatta: kall luft faller, så högt tryck noteras här. Om du tittar på tryckfördelningsmönstret över planetens yta, kommer du att märka att remmarna till minima och maxima växlar varandra.

Dessutom måste du komma ihåg om ojämn uppvärmning av båda halvkuglarna på jorden under året.Detta leder till en viss förskjutning av låg- och högtrycksbälten. På sommaren flyttar de norrut, och på vintern - söderut.

Mänsklig påverkan

Atmosfäriskt tryck har en allvarlig effekt på människokroppen. Detta är ganska naturligt om vi tar hänsyn till allt ovan angående kraften med vilken luft pressar på vår kropp och motverkan.

Det finns ett begrepp om meteorologiskt beroende, bekräftat av vetenskap och medicin. Meteopater är människor vars kropp svarar till och med på minimala tryckavvikelser från normen. De inkluderar också personer med vissa kroniska sjukdomar (särskilt hjärt-, nervsystem, etc.).

I allmänhet kan människokroppen anpassa sig till förändringar i klimatförhållanden. När du till exempel reser till ett land med helt olika väderförhållanden kan det ta flera dagar att acklimatisera sig.

Väsentliga avvikelser från normen kommer att märkas för absolut alla personer. Detta inkluderar både högt och lågt blodtryck.

I det vanliga livet inträffar inte en ökning av atmosfärstrycket till en kritisk nivå på vilken människans välbefinnande försämras (med undantag för nämnda väderberoende och kroniskt sjuka). Du kan känna dess effekt, till exempel när du dyker till stora djup.

Lågt atmosfärstryck är farligare. Effekten kan lätt kännas i hög höjd. Det finns begreppet höjdsjuka, i vilken mängden koldioxid ökar. Syrevolymen i detta fall minskar tvärtom, så att kroppens vävnader känner syre-svält. Fartyg svarar snabbt på detta och provocerar en kraftig ökning av trycket i kroppen.

Cyklon

Cyklon - Detta är en enorm massa luft som roterar i form av en virvel runt en vertikal axel med en diameter på upp till flera tusen kilometer. I mitten av denna virvel observeras ett reducerat tryck.

På norra halvklotet roterar en cyklons atmosfäriska virvel moturs, på södra halvklotet - medsols. Cykloner förekommer regelbundet, eftersom deras bildning är direkt relaterad till jordens rotation. Det finns inga cykloner nära ekvatorn.

Cykloner finns i två typer:

1. Tropisk. Uppträder i tropiska breddegrader, skiljer sig i relativt små storlekar. Men de kännetecknas av en enorm, förstörande vindkraft.
2. Extra tropiskt. Formad i polära och tempererade breddegrader. Nå flera tusen kilometer i diameter.

Intressant fakta: i tropiska cykloner observeras ofta ”stormens öga” - detta är ett område cirka 20 km i centrum av virveln, där kvarstår klart och lugnt väder.

De viktigaste kännetecknen för cyklonen är den kolossala energin, som manifesterar sig i form av starka vindar, stormar, åskväder, squalls, nederbörd. Kraftfulla tropiska cykloner ges unika namn eller namn, till exempel Katrina (2005), Nina (1975), Dorian (2019).

ANTICYKLON

ANTICYKLON - Det här är inte bara motsatsen till cyklon. Detta fenomen har en annan förekomstmekanism. Vind i båda halvkuglarna på jorden rör sig i motsatt riktning jämfört med cyklonen.

Anticyklonen är ett område med högt tryck. Det kännetecknas av stängda isobarer - det är linjer som markerar platser med samma atmosfärstryck.

Anticyklonen ger stabila väderförhållanden som passar tiden på året. På sommaren är det lugnt, varmt väder, i vinter frostigt. Det kännetecknas av ett litet antal moln eller deras fullständiga frånvaro.

Anticykloner bildas i vissa områden. Till exempel uppstår de oftast över stora ismassor: i Antarktis, Grönland och Arktis. Finns också i tropikerna.

Anticykloner har också en fara och obehagliga konsekvenser. De kan bidra till bränder, långvariga torka.Med en lång frånvaro av vind i stora städer samlas skadliga ämnen och gaser, vilket är särskilt akut för personer med luftvägssjukdomar.

Intressant fakta: Det finns blockerande cykloner som bildas över ett visst område och inte rör sig någonstans. De passerar emellertid inte andra luftmassor. Vanligtvis varar de inte längre än 5 dagar, men i den europeiska delen av Ryssland varar anticykloner i ungefär en månad. Förra gången var det 2015. Resultatet är värme, torka, skogsbränder.

Hur förändras atmosfärstrycket med höjden? Formel diagram

Atmosfäriskt tryck är direkt beroende av höjd. Ju högre desto lägre tryck och vice versa. Om du stiger 12 m över havet kommer kvicksilverstången i barometern att minska med 1 mm.

Trycket visas ofta i hectopascals istället för mmHg. st: 1 mm = 133,3 Pa = 1, 333 hPa. Förhållandet mellan höjd och tryck kan visas med en enkel formel:

∆h / ∆P = 12 m / mmHg. st eller ∆h / ∆P = 9 m / hPa,

där ish är förändringen i höjd,
∆P - tryckförändring.

När man stiger till 9 meter sjunker trycknivån alltså med 1 hPa. Denna indikator kallas barisk scen. Normen för atmosfärstrycket är 1013 hPa (kan avrundas upp till 1000).

Hur använder man dessa data för att beräkna tryckförändringen i en annan höjd? Till exempel, när man lyfter 90 m, kommer trycket att minska med 10 hPa. I det här fallet visar det sig att trycket sjunker till 0 m när det stiger till 900 m.

Men lufttätheten ändras också med höjden, därför, när det kommer till ett större avstånd (från 1,5-2 km), måste alla beräkningar göras med hänsyn till denna indikator.

Grafen över atmosfärstrycket ändras med höjden visar tydligt allt ovan. Det har formen av en krökt linje, inte en rak linje. På grund av att atmosfärens densitet inte är densamma, med ökande höjd, börjar trycket minska långsammare. Men det kommer aldrig att nå noll, eftersom det finns någon form av ämne överallt - det finns inget vakuum i universum.

Atmosfäriskt tryck i bergen

I bergen kommer trycket ändå att vara lägre. Hur en person känner sig på samma gång beror på höjden och ytterligare förhållanden. Exempelvis kan en stigning på 3 000 m vid normal luftfuktighet orsaka svaghet och dålig prestanda. Detta beror på brist på syre.

I ett fuktigt klimat uppstår liknande upplevelser redan i en höjd av 1000 m. Faktum är att vattenmolekyler förtränger syremolekyler - i fuktig luft är det mindre. Och i ett torrt klimat kan du nästan klättra upp till 5000 m.

Olika höjder och deras effekter:

1. 5 km - en känsla av brist på syre.
2. 6 km är den maximala höjden där permanenta bosättningar ligger.
3. 8,9 km - höjden på Everest. Vatten kokar vid en temperatur på + 68 ℃. På kort tid kan utbildade människor vara på denna nivå.
4. 13,5 km - säkert att stanna bara i närvaro av rent syre. Den högsta tillåtna höjden där du kan stanna utan särskilt skydd.
5. 20 km - en höjd oacceptabel för människor. Endast under förutsättning att du är i en förseglad stuga.