Mindenki ismeri a légköri nyomást, legalábbis a fizika óráinak és az időjárás-előrejelzésnek köszönhetően. Ezenkívül érdekesek az egyre gyakorolt ​​nyomás hatásának árnyalatait.

Mi a légköri nyomás?

Légköri nyomás - ez a bolygónk gázhéjának, a légkörnek a nyomása, amely a benne lévő összes tárgyra, valamint a Föld felületére hat. A nyomás az erőnek felel meg, amely a légkörben egységenként hat.

Egyszerűbben fogalmazva: ez az az erő, amellyel körülöttünk levegő hat a föld és a tárgyak felületére. A légköri nyomás változásainak nyomon követésével az időjárási körülmények más tényezőkkel együtt megjósolhatók.

Miért és miért jön létre a légköri nyomás?

A Föld légkörét és a különböző meteorológiai jelenségeket tanulmányozó szakemberek gondosan figyelik a légtömeg mozgását. Ez a fő tényező, amely befolyásolja egy adott terület éghajlati viszonyát. Ezek a megfigyelések lehetővé tették, hogy megértsük, miért fordul elő a légköri nyomás.

A gravitáció a hibás. Számos kísérlet bizonyította, hogy a levegő semmiképpen sem súlytalan. Különböző gázokból áll, amelyek bizonyos súlyúak. Így a Föld gravitációs ereje hat a levegőre, ami hozzájárul a nyomás kialakulásához.

Érdekes tény: a bolygó összes levegője (vagy a Föld teljes légköre) súlya 51 x 10¹⁴ tonna

A föld körül a levegő tömege nem azonos. Ennek megfelelően a légköri nyomás szintje szintén ingadozik. A nagyobb levegőtömegű területeken nagyobb a nyomás. Ha kevesebb a levegő (ilyen esetekben ritkának is nevezik), akkor a nyomás alacsonyabb.

Miért változik a légkör súlya? Ennek a jelenségnek a titka a légtömeg melegítésében rejlik. A helyzet az, hogy a levegő melegítése egyáltalán nem napfény következik be, hanem a föld felszíne miatt.

Közelében a levegő felmelegszik, és könnyebbé válik. Ebben az időben a hűtött patakok nehezebbé és alacsonyabbá válnak. Ez a folyamat folyamatban van. Minden légáramnak saját nyomása van, és a különbség a szél okozza.

Hogyan befolyásolja a légköri összetétel a nyomást?

A légkör hatalmas mennyiségű gázt tartalmaz. Leginkább nitrogén és oxigén (98%). Van még szén-dioxid, neon, argon stb. A légkör 1-2 km vastag határréteggel kezdődik, és körülbelül 10 000 km tengerszint feletti exoszférával ér véget, ahol simán átjut a bolygóközi térbe.

A légkör összetétele befolyásolja a nyomást a sűrűség miatt. Minden alkotóelemnek megvan a maga sűrűsége. Minél nagyobb a magasság, annál vékonyabb a légkör rétege és alacsonyabb sűrűsége. Ennek megfelelően a nyomás csökken.

Légköri nyomás mérése

Az Egységek Nemzetközi Rendszerében a légköri nyomást paszkálokban (Pa) mérik. Oroszországban is olyan egységeket használnak, mint rúd, milliméter higany és származékaik. Használata olyan nyomásmérő műszereknek köszönhető - higany-barométerek. 1 mmHg körülbelül 133 Pa értéknek felel meg.

A barométerek kétféle típusúak:

• folyékony;
• mechanikus (aneroid barométer).

Folyékony barométerek tele higanyval. Ennek a készüléknek a találmánya az Evangelista Torricelli olasz tudós érdeme. 1644-ben kísérletet végzett konténerrel, higanymal és egy lombikkal, amely folyadékba esett egy nyitott lyukkal.

A nyomás megváltozásával a higany emelkedett vagy leesett a lombikba. A modern mérleggel rendelkező higany-barométereket tekintik a legpontosabbnak, de nem túl kényelmeseknek, ezért a meteorológiai állomásokon használják.

Gyakoribb aneroid barométerek. Az ilyen készülék kialakítása fémdobozt tartalmaz, amely belsejében elárasztott levegő van. Amikor a nyomás csökken, a doboz kinyílik. A növekvő nyomással a doboz zsugorodik és hat a ráerősített rugóra. A rugó meghajtja a nyílot, amely megjeleníti a nyomás szintjét a skálán.

Érdekes tény: Van egy standard nyomásmérő egység (valamint más fizikai mennyiségek egységei). Az elsődleges szabvány, amely a lehető legpontosabban mutatja az abszolút nyomást, a Mendeleev All orosz Kutató Intézetében található (Szentpétervár).

Légköri nyomás az emberek számára

Normál légköri nyomás - Ez 760 mm Hg vagy 101 325 Pa, 0 ° C hőmérsékleten, tengerszint feletti magasságon (45 ° szélesség). Ezenkívül a légkör a föld felületének minden négyzetcentiméterén hat, 1,033 kg erővel. Egy 760 mm magas higanyoszlop kiegyensúlyozza ezen légoszlop tömegét.

A kísérlet során Torricelli meghatározta a 760 mm-es indikátort is. Azt is észrevette, hogy amikor a lombik higanygal van feltöltve, egy üreg marad a tetején. Ezt követően ezt a jelenséget Torricellium ürességnek hívták. Akkor a tudós még nem tudta, hogy kísérlete során vákuumot teremtett - vagyis egy anyagtól mentes helyet.

760 Hgmm normál nyomáson az ember a legkényelmesebben érzi magát. Ha figyelembe vesszük az előző adatokat, akkor a levegő kb. 16 tonnás erővel nyomja meg az embert. Miért nem érezzük ezt a nyomást?

A helyzet az, hogy a testben nyomás is van. Nem csak az emberek, hanem az állatvilág képviselői is alkalmazkodtak a légköri nyomáshoz. Minden szervet egy adott erő hatására alakítottak ki és fejlesztettek ki. Amikor a légkör a testre hat, ez az erő egyenletesen oszlik meg az egész felületen. Így a nyomás kiegyensúlyozott, és nem érezzük azt.

A légköri nyomást nem szabad összekeverni az éghajlati normával. Minden régiónak megvannak a saját szabványai egy adott évszakra. Például a Vlagyivosztok lakosai szerencsések, mert ott az éves légköri nyomás majdnem megegyezik a normával - 761 Hgmm.

És a hegyvidéki területeken (például Tibetben) található településeken a nyomás sokkal alacsonyabb - 413 Hgmm. Ennek körülbelül 5000 m magassága van.

A nyomás növekedése és csökkenése

Ha a nyomás meghaladja a 760 mm-es jelzést. Hg. Az Art. Értéket megnöveltnek hívják, és ha a mutató normálnál alacsonyabb - alacsony.

24 órán belül több légköri nyomás esik. Reggel és este felkel, délután 12-kor és délután pedig csökken. Ez annak a ténynek a következménye, hogy a levegő hőmérséklete megváltozik, és ennek megfelelően áramlásai is mozognak.

Télen a legmagasabb légköri nyomás a szárazföld felett figyelhető meg, mert a levegő alacsony hőmérséklete és nagy sűrűsége van. Nyáron az ellenkező helyzet figyelhető meg - minimális a nyomás.

Globálisabb szinten a nyomás szintje a hőmérséklettől is függ. A Föld felülete eltérően melegszik: a bolygó geoid alakú (nem tökéletesen kerek) alakú, és a Nap körül forog. Egyes zónák többet melegítenek, mások kevesebbet. Emiatt a légköri nyomás területileg eloszlik a bolygó felületén.

A tudósok 3 olyan övet különböznek egymástól, ahol az alacsony nyomás érvényes, és a 4 olyan övet, amelyekben az uralkodó maximumok vannak. Az Egyenlítői zóna felmelegszik a legjobban, így felmelegszik a meleg levegő, és a felszín közelében alacsony nyomás alakul ki.

A pólusok közelében az ellenkezője igaz: hideg levegő esik le, tehát itt nagy a nyomás. Ha megvizsgálja a nyomáseloszlási mintázatot a bolygó felületén, akkor észreveszi, hogy a minimum és a maximális övek váltakoznak.

Ezenkívül meg kell emlékezni a Föld mindkét féltekéjének egyenetlen melegítéséről az év során.Ez az alacsony és a magas nyomású szíjak bizonyos elmozdulásához vezet. Nyáron észak felé, télen pedig dél felé mozognak.

Emberi hatás

A légköri nyomás súlyos hatással van az emberi testre. Ez teljesen természetes, ha a fentiek mindegyikét figyelembe vesszük az erõvel, amellyel a levegõ nyomást gyakorol a testünkre, és az ellenállásra.

Van egy meteorológiai függőség fogalma, amelyet a tudomány és az orvostudomány is megerősített. A meteopátok olyan emberek, akiknek teste még a normál nyomás minimális eltéréseire is reagál. Ide tartoznak néhány krónikus betegségben szenvedő emberek (különösen szív- és érrendszeri, idegrendszeri stb.).

Általában az emberi test alkalmazkodni tud az éghajlati viszonyokhoz. Például, ha egy teljesen más időjárási körülményekkel rendelkező országba utazik, több napig is eltarthat az akklimatáció.

A normától való jelentős eltérések mindenki számára észlelhetők. Ez magában foglalja mind a magas, mind az alacsony vérnyomást.

A hétköznapi életben a légköri nyomás olyan kritikus szintre nem emelkedik, amelyen az ember jóléte romlik (kivéve a fent említett időjárástól függő és krónikus betegségeket). Ennek hatását például akkor érezheti, ha nagy mélységbe merül.

Az alacsony légköri nyomás veszélyesebb. Hatása nagymértékben könnyen érezhető. Létezik a magassági betegség fogalma, amelyben a szén-dioxid mennyisége növekszik. Ezzel szemben az oxigén térfogata csökken, tehát a test szövete oxigén éhezést érez. A hajók gyorsan reagálnak erre, és a test nyomásának hirtelen növekedését váltják ki.

Ciklon

Ciklon - Ez egy hatalmas levegőtömeg, amely örvény formájában forog egy függőleges tengely körül, akár több ezer kilométer átmérőjű is lehet. Ennek az örvénynek a közepén csökkentett nyomás figyelhető meg.

Az északi féltekén a ciklon légköri örvénye az óramutató járásával ellentétes irányban, a déli féltekén pedig az óramutató járásával megegyező irányban forog. A ciklonok rendszeresen előfordulnak, mivel képződésük közvetlenül kapcsolódik a Föld forgásához. Az Egyenlítő közelében nincsenek ciklonok.

A ciklonok kétféle típusúak:

1. Tropikus. Trópusi szélességekben fordul elő, viszonylag kis méretben különböznek egymástól. A szél hatalmas, pusztító ereje jellemzi őket.
2. Extra trópusi. Poláris és mérsékelt szélességi körökben alakult ki. Érjen el több ezer kilométer átmérőt.

Érdekes tény: trópusi ciklonokban gyakran megfigyelhető a vihar szeme - ez egy körülbelül 20 km-es terület az örvény közepén, ahol tiszta és nyugodt idő van.

A ciklon fő megkülönböztető elemei a kolosszális energia, amely erős szél, vihar, zivatar, csapadék, csapadék formájában nyilvánul meg. A hatalmas trópusi ciklonoknak egyedi neveket vagy neveket kapnak, például Katrina (2005), Nina (1975), Dorian (2019).

Anticiklon

Anticiklon - Ez nemcsak a ciklon ellentéte. Ennek a jelenségnek más előfordulási mechanizmusa van. A szél mindkét félgömbön ellentétes irányban mozog, mint a ciklon.

Az anticiklon magas nyomású terület. Zárt izobák jellemzik - ezek olyan vonalak, amelyek azonos légköri nyomással jelölik a helyeket.

Az anticiklon az évszaknak megfelelő stabil időjárási körülményeket hoz. Nyáron nyugodt, forró időjárás, télen fagyos. Kismértékű felhők száma vagy teljes hiánya jellemzi.

Bizonyos területeken anticiklonok képződnek. Például leggyakrabban nagy jégtömegek során fordulnak elő: Antarktiszon, Grönlandon és az Északi-sarkvidéken. A trópusokon is megtalálható.

Az anticiklonok szintén veszélyt és kellemetlen következményeket hordoznak. Hozzájárulhatnak a tüzekhez és az elhúzódó aszályokhoz.A nagyvárosokban a hosszú szél hiányában káros anyagok és gázok halmozódnak fel, ami különösen akut a légzőszervi betegségben szenvedők számára.

Érdekes tény: Vannak olyan blokkoló ciklonok, amelyek egy meghatározott területen át alakulnak és nem mozognak sehova. Más légtömegeket azonban nem haladnak át. Általában legfeljebb öt napig tartanak, de Oroszország európai részében az anticiklonok rendszeresen körülbelül egy hónapig tartanak. Legutóbb 2015-ben volt. Ennek eredménye hő, aszály, erdőtüzek.

Hogyan változik a légköri nyomás a magassággal? Képlet diagram

A légköri nyomás közvetlenül függ a magasságtól. Minél nagyobb, annál alacsonyabb a nyomás és fordítva. Ha 12 m-rel megemelkedik a tengerszint felett, a higanytartalom a barométerben 1 mm-rel csökken.

A nyomást gyakran hektopaszkálokban mutatják, nem pedig mmHg értékkel. st .: 1 mm = 133,3 Pa = 1, 333 hPa. A magasság és a nyomás közötti kapcsolatot egyszerű képlettel lehet kimutatni:

∆h / ∆P = 12 m / Hgmm. st vagy ∆h / ∆P = 9 m / hPa,

ahol ∆h a magasság változása,
∆P - nyomásváltozás.

Így, amikor 9 méterre emelkedik, a nyomás szintje 1 hPa-kal csökken. Ezt a mutatót bárikus szakasznak hívják. A légköri nyomás normája 1013 hPa (1000-ig fel lehet kerekíteni).

Hogyan lehet ezeket az adatokat kiszámítani a nyomás változásának eltérő magasságán? Például 90 m emelésnél a nyomás 10 hPa-kal csökken. Ebben az esetben kiderül, hogy amikor 900 m-re emelkedik, a nyomás 0-ra csökken.

De a levegő sűrűsége a magassággal is változik, ezért nagyobb távolság elérésekor (1,5–2 km-től kezdve) minden számítást ezen mutató figyelembevételével kell elvégezni.

A légköri nyomás változásának grafikonja a magassággal egyértelműen mutatja a fentieket. Ez egy ívelt vonal, és nem egyenes vonal. Mivel a légkör sűrűsége nem azonos, a magasság növekedésével a nyomás lassabban kezd csökkenni. Soha nem fogja elérni a nullát, mert mindenhol van valamiféle anyag - nincs vákuum az Univerzumban.

Légköri nyomás a hegyekben

A hegyekben a nyomás egyébként alacsonyabb lesz. A személy egyidejű érzése a magasságtól, valamint a további feltételektől függ. Például normál páratartalom esetén egy 3000 m-es emelkedés gyengeséget és rossz teljesítményt okozhat. Ennek oka az oxigénhiány.

Nedves éghajlaton hasonló érzések már 1000 m tengerszint feletti magasságban merülnek fel. A helyzet az, hogy a vízmolekulák kiszorítják az oxigénmolekulákat - a nedves levegőben kevesebb. És egy száraz éghajlatban szinte fel tudsz mászni 5000 m-re.

Különböző magasságok és hatásaik:

1. 5 km - oxigénhiány érzése.
2. Az állandó települések maximális magassága 6 km.
3. 8,9 km - Everest magassága. A víz forrása + 68 ℃ hőmérsékleten. Rövid ideig képzett emberek lehetnek ezen a szinten.
4. 13,5 km - biztonságos maradni tiszta oxigén jelenlétében. A maximálisan megengedett magasság, amelyen különleges védelem nélkül maradhat.
5. 20 km - az emberek számára elfogadhatatlan magasság. Csak zárt kabinban tartózkodás esetén.