Атмосферное давление в атмосферах

Атмосферное давление. Урок 13

Земля путём силы гравитации притягивает к себе молекулы воздуха. Они имеют вес, а значит создают давление как внутри самой атмосферы, так и на её границе с различными телами на земной поверхности. Атмосферное давление – это сила, с которой воздух давит на земную поверхность и на все находящиеся на ней предметы.

Атмосферное давление изменяется с высотой и зависит от погодных условий: температуры воздуха и перемещения воздушных масс в вертикальном направлении (конвекции). Вблизи земной поверхности оно приблизительно равно 10⁵ Па (в интернациональной системе (СИ) давление измеряется в Паскалях – русское Па, международное – Pa).

За нормальное атмосферное давление принято давление ртутного столба высотой 76 см сечением в 1 см² на уровне моря на широте 45° при температуре 0°С. Оно равно 760 мм рт. ст.(101325 Па, но реально берётся 100 000 Па) – это 1 атмосфера (атм.).

<!— Реклама —>

Атмосферное давление по-традиции измеряют в миллиметрах ртутного столба, современные аналоги этой меры – миллибары и гектопаскали. Один Паскаль – это давление силой в 1 Ньютон (Н), приходящееся на площадь 1 м².

Интересно, что среднее давление атмосферы на поверхности Марса в 160 раз меньше, чем у поверхности Земли.

Как заметить атмосферное давление?

Хотя молекулы газа не имеют запаха и цвета, они постоянно взаимодействуют с рецепторами нашей кожи, сдавливают со всех сторон все предметы, заполняют пустоты, а их быстрое перемещение в горизонтальном направлении, называемое ветром, может сбить нас с ног. Доказать, что атмосферное давление существует, можно при помощи простых опытов.

Опыт 1 – «Непроливайка»

В стакан налить воды до краёв. Прикрыть его листком плотной бумаги и, придерживая бумагу ладонью, быстро перевернуть стакан кверху дном. Убрать ладонь. Вода из стакана не выльется, так как на бумагу снизу давит атмосфера.

Объяснение: фраза «на нас давит столб атмосферного воздуха», иногда употребляемая, в том числе и в школьных учебниках, некорректна. Она произносится по ассоциации с силой давления, действующей со стороны твёрдого тела. Эта сила действует на тела, расположенные ниже, и не действует на тела сбоку или, тем более, сверху данного тела. Иное дело давление жидкости или газа.

По закону Паскаля давление передаётся не только в точки на дне сосуда, но также и в точки на стенках и крышке. Силы гидростатического и атмосферного давлений действуют перпендикулярно произвольно ориентированной поверхности тела, контактирующей со средой, и могут иметь любое направление.

Воздух, давящий на бумагу снизу наполненного стакана – это доказательство несостоятельности такой ассоциации. Интересно, что если стакан наполнить водой только наполовину, то оставшийся воздух будет давить с такой же силой, как и наружный, и бумага не удержит воду (и воздух) в стакане.

Опыт 2 – «Сухим из воды»

Положить на плоскую тарелку монету или металлическую пуговицу и налить воды. Монета окажется под водой. Наша задача – выловить монету голыми руками, не замочив их.

Зажгите внутри сухого стакана бумагу и, когда воздух нагреется, опрокиньте стакан на тарелку рядом с монетой так, чтобы монета не очутилась под стаканом. Ждать придётся недолго. Бумага в стакане сразу погаснет, и воздух начнёт остывать. По мере его остывания вода будет втягиваться стаканом и вскоре вся соберётся там, обнажив дно тарелки.

Объяснение: когда воздух в стакане нагрелся, он расширился, как и все нагретые тела, избыток его нового объёма вышел из стакана. Когда же оставшийся воздух начал остывать, его стало недостаточно, чтобы в холодном состоянии оказывать прежнее давление, уравновешивать наружное давление атмосферы. Теперь вода под стаканом испытывает на каждый сантиметр своей поверхности меньшее давление, чем в открытой части тарелки. Неудивительно, что она вгоняется под стакан, втискиваемая туда избытком давления наружного воздуха. Вода вдавливается воздухом!

По этой же теме посмотрите эксперимент программы «Галилео».

Почему мы не чувствуем атмосферное давление?

Зная, что 1 м³ воздуха при температуре 0° на уровне моря весит 1,3 кг, легко подсчитать, что на крышу дома, имеющую площадь, например 100 м², атмосфера давит с силой 10⁷ Н, что соответствует весу тела массой 1000 т. Однако крыша дома не проваливается.

Площадь спины лежащего на пляже человека заведомо больше 0,2 м²; следовательно, атмосфера давит на спину человека с силой, большей чем 20 000 Н, что соответствует камешку массой 2 т. Однако человек вообще не ощущает никакого давления сверху.

Опыт «Сухим из воды» демонстрирует нам ещё и доказательство внутреннего давления, уравновешивающего наружное давление атмосферы.

Мы не чувствуем давления воздуха, потому что давление атмосферы равномерно распределяется со всех сторон и потому что внутри нас есть такое же давление воздуха и жидкости, а адаптационные способности организма постоянно уравновешивают внутреннее давление, подстраивая его под изменение атмосферного. Но адаптации проходят только в небольшом интервале. 

Если люди живут длительное время на большой высоте, то их организм приспосабливается как к меньшему количеству кислорода, так и к более низкому давлению. Самые высокогорные поселения мира:

• Ла-Ринконада (Перу) – 5100 м;
• Эль-Альто (Боливия) – 4150 м;
• Потоси (Боливия) – 4090 м;
• Лхаса (Т ибет) – 3650 м;
• Намче-базар (Непал) – 3450 м;
• в России это Куруш (Дагестан) – 2600 м.

Посёлок золотоискателей Ла Ринконада-Ананея, 5100 м.
Автор: IJISCAY

А вот рыбы, живущие на глубине океана, привыкли к более высокому давлению, и быстро перестроиться их организм не способен. Их тело адаптировалось к нему, и внутреннее давление его намного выше 1 атм. Поэтому когда их достают из глубины, они взрываются из-за высокого внутреннего давления. То же произошло бы и с человеком в безвоздушном пространстве (в космосе).

Фильм по теме «Атмосферное давление и самочувствие человека».

Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра

О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.

Эванжелиста Торричелли и его барометр.
Автор: Saperaud~commonswiki

Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что

«прежде всего вода поднимается вслед за поршнем вовсе не потому, что «природа боится пустоты», просто воду гонит в насос давление, которое оказывает воздух на поверхность реки. В трубе же насоса, под поршнем, воздуха нет, поэтому вода входит в неё до тех пор, пока вес водяного столба в трубе насоса не уравновесит наружное давление воздуха».

Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.

Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.

Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.

Принцип действия барометра Торричелли

О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.

Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.

Паскаль сделал вывод:

«законы давления жидкостей, известные ещё со времён славного Архимеда и развитые голландцем Симеоном Стевином, во многом справедливы и для воздуха». 

Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.

Как измеряют атмосферное давление?

Барометр Торричелли используют до сих пор. Этот простой прибор помогает определить примерную высоту над уровнем моря. Альпинисты берут его с собой высоко в горы. Барометр – обязательный прибор кабины каждого летательного аппарата, будь то самолёт или спутник Земли. В наши дни его «братья» спускаются и на дно морей. Из высотомеров они превратились в глубиномеры.

За три с лишним века барометры изменились: стали автоматическими, самозаписывающими, научились управлять другими механизмами.

Ртутный барометр измеряет атмосферное давление с наибольшей точностью

Старые ртутные барометры.
Автор: GianniG46

На метеорологических станциях давление атмосферного воздуха измеряют всё те же ртутные барометры, так как они обладают наибольшей точностью. Они работают по тому же принципу, что и изобретение Торричелли.

При измерении величины давления вводят поправки на температуру, так как при повышении температур, ртуть и шкала барометра расширяются. На практике пользуются готовой таблицей поправок, которая сразу же даёт нужную величину.

Мембранные барометры

Для измерения атмосферного давления применяют также мембранные манометры. Простейший мембранный манометр показан схематически на рис 1.

Рис. 1. Мембранный барометр

Тонкая упругая пластинка-мембрана 1 герметически закрывает коробку 2, из которой откачана часть воздуха. С мембраной соединён указатель 3, поворачивающийся около О на угол, зависящий от степени прогиба мембраны, которая в свою очередь зависит от разности измеряемой силы давления воздуха вне коробки и внутри коробки.

Такие манометры называют барометрами-анероидами. Их градуируют и выверяют по ртутному барометру. Они менее точны, зато более удобны в обращении, поскольку не содержат ртути. При определении давления анероидом вносятся три поправки (на шкалу, на температуру и дополнительная на прибор), указанные в сертификате прибора. Анероид может давать надежные показания только в том случае, если он время от времени подвергается тщательной проверке.

Барометр-анероид.
Изображение Wolfgang Eckert с сайта Pixabay

Анероид может быть градуирован непосредственно на высоту атмосферы. Такие анероиды называют альтиметрами; или высотомерами, они используются в авиалайнерах и позволяют пилоту контролировать высоту полёта.

Высотомер Булова Б-11, с самолёта-истребителя.
Автор: Дозиметр

Для непрерывной регистрации изменения атмосферного давления применяется самопишущий прибор — барограф . Приёмной частью барографа является несколько соединённых между собой малых анероидных коробок.

Другие приборы

Гипсотермометр (гипсометр, термобарометр, баротермометр^{) — прибор для измерения атмосферного давления по температуре кипящей жидкости (обычно воды). Он более точен, чем анероид.}

Состоит из кипятильника и термометра со шкалой, разделённой на 0°,01. Этот прибор обычно применяется в экспедиционных условиях для барометрического нивелирования.

Штормгласс – это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.
<!— Реклама —>

Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому штормгласс также называют «Барометром Фицроя». В 1831–1836 гг. Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Весной и осенью резкое падение показателей барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предупреждает о грозе. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождём. Напротив, повышение ртутного столба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.

Закономерности в изменении атмосферного давления и способ использования этих знаний

Почти вся масса атмосферы Земли сосредоточена в слое высотой примерно до 50 км. По достижении высоты 50 км ускорение свободного падения уменьшается всего лишь на 1,5% по сравнению с ускорением на уровне моря; поэтому можно принять, что в пределах всего 50-километрового слоя атмосферы ускорение свободного падения остается равным g = 9,8 м/с².

Представляя атмосферный воздух в виде сплошной среды, мы, конечно, не должны забывать, что в действительности это газ. Давление — статистическая величина, выражаемая через усреднённый по многим молекулам квадрат скорости их хаотического движения. Сила давления на любую реальную или мысленно выделенную площадку в газе обусловлена хаотической бомбардировкой этой площадки множеством молекул.

Давление понижается с высотой и повышается при спуске в глубокие шахты. Причина – в разрежении  воздуха (уменьшении плотности) с подъёмом и уплотнении со спуском, ведь он притягивается землёй и около неё сосредоточена основная его масса. В нижней тропосфере давление с высотой уменьшается примерно на 1 мм на каждые 10,5 м. Это позволяет с помощью барометра-высотомера определять высоту места.

Как изменяется атмосферное давление с высотой?

На самом деле эта закономерность соблюдается только до высоты  в 1 км. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называется барической ступенью. Барическая ступень на высоте от 0 до 1 км составляет 10,5 м, от 1 до 2 км – 11,9 м, на высоте 2-3 км барическая ступень равна 13,5 км. Величина барической ступени зависит от температуры. В тёплом воздухе она больше. Более точно барометрическая формула описана тут: https://ru.wikipedia.org/wiki/

На практике же часто пользуются особыми таблицами, которые позволяют более или менее приблизительно получать данные о высотах. Но для решения задач, не требующих высокой точности, можно пользоваться и средним значением. Можно оценить давление по разности высот, высчитать высоту по разности давления.

Задача 1

Альпинисты поднимаются на гору, высота которой 5100 м. У подножия горы давление составляет 720 мм рт. ст. Какое давление будет на вершине?

Решение:

При подъёме на 10,5 м давление снижается на 1 мм рт. ст.

1) Узнаем, на сколько мм. рт. ст. снизится давление при подъёме на эту гору. 5100:10,5=486 (на 486 мм рт. ст.)

2) Узнаем, каким будет давление на вершине. 720-486=234 (мм рт. ст.)

Ответ: На вершине будет давление в 234 мм рт. ст.

Задача 2

Определите, на какой высоте летит самолёт, если за бортом давление 450 мм рт. ст., а у поверхности Земли 750 мм рт. ст.

1) Определяем разность в давлении. 750-450=300 мм рт. ст. – столько раз по 10,5 метров поднялся самолёт.

2) Узнаем, на сколько метров поднялся самолёт. 10,5  Х  300 = 3150 (м)

Ответ: самолёт на высоте 3150 м.

Задача 3

У подножия холма барометр показывает давление – 761 мм рт. ст., а на вершине – 761 мм рт. ст. Чему равна высота холма?

Задача решается по тому же принципу, что и предыдущая.

1) 761-750=11 (мм рт. ст.)

2) 11 Х 10,5 = 115,5 (м)

Ответ: высота холма равна 115,5 м.

Атмосферное давление постоянно изменяется

Плотность воздуха зависит от температуры, температура же и является главной причиной изменения давления воздуха. Давление тёплого воздуха меньше, чем холодного. Это объясняется тем, что при нагревании воздух, как и все предметы, расширяется, его объём увеличивается и он перетекает в верхние слои на место менее нагретого воздуха, что приводит к уменьшению давления около земной поверхности.

На климатических и синоптических картах точки с одинаковыми показателями давления, приведённые к уровню моря, соединяют изолиниями, называемыми изобарами. Изобары бывают замкнутыми и незамкнутыми. Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре (Н) называется барическим минимумом, или циклоном. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре (В) называется барическим максимумом, или антициклоном. Незамкнутые системы изобар – барический гребень, ложбина и седловина.

Все барические области делят на две группы: постоянные и сезонные (сохраняют характерные особенности давлений в течение определенного периода года).

Пояса давления на Земле

Давление на Земле распределяется зонально. В обобщённом виде эту зональность представляют в виде поясов:

• на экваторе расположен пояс низкого давления – экваториальная депрессия;
• к югу и северу от экватора до 30-40° широты – пояс повышенного давления;
• на 60-70° с. и ю. ш. – пояса пониженного давления;
• приполярные районы – пониженное давление.

Пояса атмосферного давления на Земле

На самом деле реальная картина распределения давления на поверхности земли гораздо сложнее.

Постоянные барические области

Постоянным остаётся экваториальный пояс пониженного давления, только смещая ось вслед за Солнцем. В июле она перемещается в Северное полушарие на 15-20° с. ш., в декабре – в Южное, на 5° ю. ш. Зимой над океаном и над сушей возникает сплошной пояс повышенного давления. Летом повышенное давление сохраняется над океанами, а над сушей образуется термическая депрессия и понижение давления. Постоянны и барические максимумы Антарктиды и Гренландии.

Над незамерзающими океанами и тёплыми течениями умеренной зоны и зимой и летом ярко выражены барические минимумы:

• Исландский;
• Алеутский.

Сезонные барические области

30-40° широты

Только зимой тут действительно наблюдается пояс высокого давления. Летом над материком оно становится низким, а над океанами, прогревающимися медленно, давление остаётся высоким и даже повышается. Другими словами барические максимумы в течение всего года здесь сохраняются только над океанами:

• Северо-Атлантический;
• Северо-Тихоокеанский;
• Южно-Атлантический;
• Южно-тихоокеанский;
• Южно-Индийский.

Умеренные и субполярные

В умеренных и субполярных широтах северного полушария, где чередуются океаны и материки, давление над сушей и водой различное, особенно зимой. Над сушей летом – минимум, а зимой – максимум. Летом же во всём поясе давление пониженное. Зимой над охлаждёнными материками давление высокое, здесь возникают сезонные барические максимумы:

• Азиатский, с центром над Монголией;
• Северо-Американский (Канадский).

Суточное колебание давления атмосферы

Наблюдается и суточное колебание давления. Ночью наблюдается один максимум, а днём – один минимум. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня.

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.

Минимальная величина атмосферного давления – 641,3 мм рт.ст или 854 мб  – была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная – 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб – в Туруханске зимой. Максимальное давление в России зарегистрировано в Красноярском крае в 1968 г – 870 мм рт. ст.

Все барические системы оказывают большое влияние на воздушные течения, погоду и климат на значительных территориях. О вызываемых ими ветрах мы поговорим в следующий раз.

Тест для закрепления изученного материала

Источники:

1. Томилин А. Н., Теребинская Н. В. Для чего ничего? Очерки. /Л., «Дет. лит.», 1975.
2. Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты. — М.: «Детская литература», 1972.
3. Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/Г. В. Володина, И. В. Душина, С. Г. Любушкина и др.; Под ред. К. В. Пашканга — М.: Высш. шк., 1991.
4. Тарасов Л. В. Атмосфера нашей планеты. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.
5. Савцов Т. М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений — М.: Издательский центр «Академия», 2003
6. Дронов В. П. Землеведение. 5-6 кл.: Учебник/В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. 5-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2015.
7. География 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. И. Алексеев, Е. К. Липкина, В. В. Николина и др.; Под ред А. И. Алексеева. — М.: Просвещение, 2012.

Вам будет интересно

Нормальное атмосферное давление для человека

Многие люди подвластны изменения в окружающей среде. На третью часть населения влияет притяжение воздушных масс к земле. Атмосферное давление: норма для человека, и как отклонения от показателей сказывается на общем самочувствие людей.

Изменения в погоде могут влиять на состояние человека

Какое атмосферное давление считается нормальным для человека

Атмосферным давлением считают вес воздуха, который давит на тело человека. В среднем это 1,033 кг на 1 кубический см. То есть 10-15 тонн газа ежеминутно контролируют нашу массу.

Норма атмосферного давления – 760 мм ртутного столба или 1013,25 мбар. Условия, в которых организм человека чувствует себя комфортно или адаптировано. По сути, идеальный метеопоказатель для любого жителя Земли. В действительности все не так.

Атмосферное давление не стабильно. Его изменения ежедневны и зависят от погоды, рельефа, уровнем над морем, климата и даже времени суток. Колебания не заметны для человека. Например, ночью ртутный столбик поднимается выше на 1-2 деления. Незначительные перемены не влияют на самочувствие здорового человека. Перепады в 5-10 и более единиц болезненны, а резкие значительные скачки смертельны. Для сравнения: потеря сознания от горной болезни встречается уже при падении давления на 30 единиц. То есть на уровне 1000 м над морем.

Континент и даже отдельную страну можно поделить на условные области с разной нормой среднего давления. Потому оптимальное атмосферное давление для каждого человека определяется регионом постоянного проживания.

Пример распределения атмосферного давления над Россией в январе

Гибкий человеческий организм имеет потенциал подстраиваться под незнакомые природные условия. Пресловутая курортная акклиматизация тому пример. Случается, когда перестройка невозможна. Так жители гор страдают плохим самочувствием в низине, сколько бы времени не находились там.

Врачи подтверждают теорию, что подходящий уровень давления измеряется не цифрами, а индивидуальным самочувствием. И все же оптимальная величина для среднестатистического человека в пределах 750-765 мм.

Нормы атмосферного давления в разных регионах

В каждом регионе России сформировался индивидуальный уровень давления. В Москве идеальные 760 мм практически не бывает. Среднее значение 747-749 единиц. Для москвичей не ощутимо повышение до 755 мм. Значения выше порой сказываются на самочувствии. Москва стоит на возвышенности, потому давление выше среднего априори невозможно. В Московской области деления держатся еще ниже: территория расположена выше столицы.

Таблица «Норма атмосферного давления для городов России»

Город	Среднее давление, мм рт.ст.	Привычные колебания
Москва	747-749	До 755
Самара	752-753	До 760
Тула	746-747	До 755
Челябинск	740-742	До 760
Владивосток	750-761	До 765
Екатеринбург	735-737	До 755

В Донецке атмосферное давление также отличается от области. В городе среднее 744-745 мм, а населенных пунктах ближе к уровню моря – 749-750.

Какое влияние оказывает атмосферное давление на человека

Атмосферное и артериальное давления взаимосвязаны. Понижение мбар ( пасмурная, дождливая погода) отражается на организме:

• понижение артериального давления;
• сонливостью и апатией;
• снижением частоты пульса;
• трудностями с дыханием;
• быстрой утомляемостью;
• головокружениями и болью;
• тошнотой;
• проблемами с желудочно-кишечным трактом;
• мигренью.

Во время дождливой погоды появляется чувство сонливости

В группе риска гипотоники и лица с угнетенными функциями дыхания. Их самочувствие в такие дни отличаются обостренными симптомами и приступами. Учащаются случаи гипотонического криза.

Повышенное давление воздуха (ясная, сухая, безветренная и теплая погода) приносит угнетенное самочувствие гипертоникам. Симптомы противоположны:

• повышение артериального давления;
• учащенный ритм сердца;
• краснота лица;
• головная боль;
• шум в ушах;
• головокружение;
• пульсация в висках;
• «мушки» перед глазами;
• тошнота.

Высокое давление воздуха негативно сказывается на гипертониках

Подобные погодные условия щедры на инсульты и инфаркты.

Важно!Лицам, которые уязвимы перед капризами природы, медики советуют в такие дни оставаться вне зоны активной работы и бороться с последствиями метеозависимости.

Метеозависимость что делать?

Движение ртути более чем на одно деление за 3 часа – повод для стресса у крепкого организма здорового человека. Такие колебания чувствует каждый из нас в виде головной боли, сонливости, усталости. Более трети людей страдает от метеозависимости в разной степени тяжести. В зоне высокой чувствительности население с заболеваниями сердечно-сосудистой, нервной и дыхательной системы, пожилые люди. Как помочь себе, если близится опасный циклон?

15 способов пережить метеоциклон

Здесь собрано не так много новых советов. Считается, что в совокупности они облегчают страдания и учат правильному образу жизни при метеоуязвимости:

1. Регулярно ходите к врачу. Консультируйтесь, обсуждайте, спрашивайте совета на случай ухудшения самочувствия. Имейте всегда под рукой прописанные препараты.
2. Купите барометр. Продуктивнее отслеживать погоду по движению ртутного столба, а не боли в колене. Так вы сумеете предвидеть надвигающийся циклон.
3. Следите за прогнозом погоды. Предупрежден – значит вооружен.
4. Накануне перемены погоды высыпайтесь и ложитесь раньше обычного.
5. Налаживайте режим сна. Обеспечьте себе полноценный 8-часовой сон, подъем и засыпание в одно время. Это оказывает мощный восстановляющий эффект.
6. График питания равносильно важен. Следите за сбалансированным рационом. Калий, магний и кальций – обязательные минералы. Запрет на переедание.
7. Пейте витамины курсом весной и осенью.
8. Свежий воздух, прогулки на улице – легкие и регулярные нагрузки укрепляют сердце.
9. Не перенапрягайтесь. Отложить бытовые дела не так опасно, как обессилить организм перед циклоном.
10. Копите благоприятные эмоции. Угнетенный эмоциональный фон подпитывает болезнь, потому улыбайтесь чаще.
11. Одежда из синтетических ниток и меха вредна статическим током.
12. Храните народные способы снятия симптомов списком на видном месте. Рецепт травяного чая или компресса трудно вспомнить, когда ломит виски.
13. Работники офисов в высотных зданиях страдают от перемены погоды чаще. Берите отгул по возможности, а лучше меняйте работу.
14. Длительный циклон – дискомфорт на несколько дней. Есть возможность уехать в спокойный регион? Вперед.
15. Профилактика минимум за день до циклона готовит и укрепляет организм. Не сдавайтесь!

Не забывайте принимать витамины для укрепления здоровья

Атмосферное давление – это явление, которое абсолютно не зависит от человека.  Более того, наше тело подчиняется ему. Какое должно быть оптимальное давление для человека определяет регион жительства. Особо поддаются метеозависимости люди с хроническими заболеваниями.

Загрузка...

Атмосферное давление - Atmospheric pressure

Статическое давление, создаваемое массой атмосферы

«Давление воздуха» перенаправляется сюда. О давлении воздуха в других системах см. Давление .

Атмосферное давление , также известное как барометрическое давление (после барометра ), - это давление в атмосфере Земли . Стандартная атмосфера (символ: атм) является единицей давления определяется как 101,325  Па (1,013.25  гПа ; 1,013.25  мбар ), что эквивалентно 760 мм ртутного столба , 29.9212 дюймов ртутного столба , или 14.696 фунтов на квадратный дюйм . Атм примерно эквивалентен среднему атмосферному давлению на уровне моря на Земле, то есть атмосферное давление Земли на уровне моря составляет примерно 1 атм.     

В большинстве случаев, атмосферное давление близко приближаются к гидростатическому давлению , вызванным весомы в воздухе над измерительной точкой. По мере увеличения высоты над уровнем моря уменьшается масса вышележащей атмосферы, поэтому атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. Давление мера сила на единицу площади, с единицами СИ в паскалях (1 паскаль = 1 ньютон на квадратный метр , 1   Н / м ² ). В среднем столб воздуха с площадью поперечного сечения в 1 квадратный сантиметр (см ² ), измеренный от среднего (среднего) уровня моря до верхней границы атмосферы Земли, имеет массу около 1,03 килограмма и оказывает силу или " вес »около 10,1 ньютона , что дает давление 10,1 Н / см ² или 101 кН / м ² (101 килопаскаль, кПа). Колонна воздуха с площадью поперечного сечения 1 в ² будет иметь вес около 14,7 фунтов _F , в результате чего давление 14,7 фунтов _е / в ² .     

Механизм

Атмосферное давление вызвано гравитационным притяжением планеты к атмосферным газам над поверхностью и является функцией массы планеты, радиуса поверхности, количества и состава газов и их вертикального распределения в атмосфере. . Он изменяется из-за вращения планет и местных эффектов, таких как скорость ветра, изменения плотности из-за температуры и изменения состава.

Среднее давление на уровне моря

Карта, показывающая атмосферное давление в мбар или гПа Среднее за 15 лет давление на уровне моря для июня, июля и августа (вверху) и декабря, января и февраля (внизу). Повторный анализ ERA-15 . Барометрический авиационный альтиметр типа Коллсмана (используемый в Северной Америке), показывающий высоту 80 футов (24 м), откалиброванный для давления на уровне моря 29,87 дюйма ртутного столба.

Среднее давление на уровне моря (MSLP) является атмосферным давлением на среднем уровне моря (PMSL). Это атмосферное давление, которое обычно указывается в сводках погоды по радио, телевидению, в газетах или в Интернете . Когда барометры в доме настроены на соответствие местным сводкам погоды, они показывают давление, настроенное на уровень моря, а не фактическое местное атмосферное давление.

Настройка высотомера в авиации - это регулировка атмосферного давления.

Среднее давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар (101,325 кПа; 29,921 дюйм рт. Ст.; 760,00 мм рт. Ст.). В авиационных сводках погоды ( METAR ) QNH передается по всему миру в миллибарах или гектопаскалях (1 гектопаскаль = 1 миллибар), за исключением США , Канады и Колумбии, где он передается в дюймах ртутного столба (с точностью до двух знаков после запятой). ). Соединенные Штаты и Канада также сообщают SLP давления на уровне моря , которое скорректировано с учетом уровня моря другим методом, в разделе примечаний, а не в международной части кода, в гектопаскалях или миллибарах. Однако в публичных метеорологических сводках Канады давление на уровне моря указывается в килопаскалях.

В примечаниях к коду погоды в США передаются все три цифры; десятичные точки и одна или две старшие цифры опускаются: 1013,2 мбар (101,32 кПа) передается как 132; 1000,0 мбар (100,00 кПа) передается как 000; 998,7   мбар передается как 987; и т. д. Самое высокое давление на уровне моря на Земле наблюдается в Сибири , где Сибирский антициклон часто достигает давления на уровне моря выше 1050 мбар (105 кПа; 31 дюйм рт. ст.) с рекордными максимумами, близкими к 1085 мбар (108,5 кПа; 32,0 дюйма рт. ст.). . Самое низкое измеряемое давление на уровне моря наблюдается в центрах тропических циклонов и торнадо с рекордно низким значением 870 мбар (87 кПа; 26 дюймов рт. Ст.).

Поверхностное давление

Давление атмосферное давление в месте на земной поверхности «(ы местности и океанов ). Это прямо пропорционально массе воздуха над этим местом.

По численным причинам атмосферные модели, такие как модели общей циркуляции (МОЦ), обычно предсказывают безразмерный логарифм приземного давления .

Среднее значение приземного давления на Земле 985 гПа. Это контрастирует со средним давлением на уровне моря, которое включает экстраполяцию давления на уровень моря для мест выше или ниже уровня моря. Среднее давление на среднем уровне моря ( MSL ) в Международной стандартной атмосфере ( ISA ) составляет 1013,25 гПа, или 1 атмосферу (атм), или 29,92 дюйма ртутного столба.

Давление (p), масса (м) и ускорение свободного падения (g) связаны соотношением P = F / A = (m * g) / A, где A - площадь поверхности. Таким образом, атмосферное давление пропорционально весу на единицу площади атмосферной массы над этим местом.

Изменение высоты

Изменение атмосферного давления с высотой, рассчитанное для 15 ° C и относительной влажности 0%. Эта пластиковая бутылка была запечатана на высоте примерно 14000 футов (4300 м) и была раздавлена ​​повышением атмосферного давления, зафиксированным на высоте 9000 футов (2700 м) и 1000 футов (300 м), когда она была сбита с уровня моря.

Давление на Земле зависит от высоты поверхности; поэтому давление воздуха в горах обычно ниже, чем давление на уровне моря. Давление плавно меняется от поверхности Земли до верха мезосферы . Хотя давление меняется в зависимости от погоды, НАСА усреднило условия для всех частей Земли круглый год. С увеличением высоты атмосферное давление снижается. Можно рассчитать атмосферное давление на заданной высоте. Температура и влажность также влияют на атмосферное давление, и необходимо знать их, чтобы рассчитать точное значение. График справа выше был разработан для температуры 15 ° C и относительной влажности 0%.

На малых высотах над уровнем моря давление снижается примерно на 1,2 кПа (12 гПа) на каждые 100 метров. Для больших высот в тропосфере следующее уравнение ( барометрическая формула ) связывает атмосферное давление p с высотой h : п знак равно п 0 ⋅ ( 1 - L ⋅ час Т 0 ) г ⋅ M р 0 ⋅ L знак равно п 0 ⋅ ( 1 - г ⋅ час c п ⋅ Т 0 ) c п ⋅ M р 0 ≈ п 0 ⋅ exp ⁡ ( - г ⋅ час ⋅ M Т 0 ⋅ р 0 ) {\ displaystyle {\ begin {align} p & = p_ {0} \ cdot \ left (1 - {\ frac {L \ cdot h} {T_ {0}}} \ right) ^ {\ frac {g \ cdot M } {R_ {0} \ cdot L}} \\ & = p_ {0} \ cdot \ left (1 - {\ frac {g \ cdot h} {c _ {\ text {p}} \ cdot T_ {0}) }} \ right) ^ {\ frac {c _ {\ text {p}} \ cdot M} {R_ {0}}} \ приблизительно p_ {0} \ cdot \ exp \ left (- {\ frac {g \ cdot h \ cdot M} {T_ {0} \ cdot R_ {0}}} \ right) \ end {align}}}

где постоянные параметры описаны ниже:

Параметр	Описание	Значение
p 0	Стандартное атмосферное давление на уровне моря	101325   Па
L	Температурный градиент температуры, = г / с р для сухого воздуха	~ 0,00976   К / м
c p	Удельная теплоемкость при постоянном давлении	1004,68506   Дж / (кг · К)
Т 0	Стандартная температура на уровне моря	288,16   К
г	Ускорение силы тяжести на поверхности земли	9.80665   м / с 2
M	Молярная масса сухого воздуха	0,02896968   кг / моль
R 0	Универсальная газовая постоянная	8,314462618   Дж / (моль · К)

Местная вариация

Атмосферное давление на Земле сильно различается, и эти изменения важны для изучения погоды и климата . См. « Система давления», чтобы узнать о влиянии колебаний давления воздуха на погоду.

Атмосферное давление показывает суточный или полусуточный (дважды в день) цикл, вызванный глобальными атмосферными приливами . Этот эффект наиболее силен в тропических зонах с амплитудой в несколько миллибар и почти нулевой в полярных областях. Эти вариации имеют два наложенных друг на друга цикла, циркадный (24 часа) цикл и полусиркадный (12 часов) цикл.

Записи

Самое высокое барометрическое давление, приведенное к уровню моря, когда-либо зарегистрированное на Земле (выше 750 метров), составило 1084,8 гПа (32,03 дюйма ртутного столба), измеренное в Тосонценгеле, Монголия, 19 декабря 2001 года. Самое высокое барометрическое давление, приведенное к уровню моря, когда-либо зарегистрированное (ниже 750 метров) было в Агате в Эвенкийском автономном округе , Россия (66 ° 53 '   с.ш., 93 ° 28'   в.д., высота: 261 м, 856 футов) 31 декабря 1968 г. при 1083,8 гПа (32,005 дюйма рт. Ст.). Дискриминация происходит из-за проблемных допущений (предполагая стандартную частоту отклонений), связанных с понижением уровня моря с большой высоты.

Мертвое море , самое низкое место на Земле в 430 м (1410 футов) ниже уровня моря, имеет соответственно высокое типичное атмосферное давление 1065   гПа. Рекорд приземного давления ниже уровня моря в 1081,8 гПа (31,95 дюйма ртутного столба) был установлен 21 февраля 1961 года.

Самое низкое атмосферное давление, не связанное с торнадом, когда-либо измерялось, было 870 гПа (0,858 атм; 25,69 дюйма ртутного столба), установленное 12 октября 1979 года во время окончания тайфуна в западной части Тихого океана. Измерения основывались на инструментальных наблюдениях с самолета-разведчика.

Измерение на основе глубины воды

Одна атмосфера (101,325 кПа или 14,7 фунта на квадратный дюйм) - это также давление, вызванное весом столба пресной воды примерно 10,3 м (33,8 фута). Таким образом, ныряльщик на глубине 10,3 м под водой испытывает давление около 2 атмосфер (1 атм воздуха плюс 1 атм воды). И наоборот, 10,3 м - это максимальная высота, на которую можно поднять воду с помощью всасывания при стандартных атмосферных условиях.

Низкое давление, такое как трубопроводы природного газа , иногда указывается в дюймах водяного столба , обычно записываемых как wc (водяной столб) или wg (дюймы водяного столба). Типичный газовый бытовой прибор в США рассчитан на максимальное давление 1/2 фунта на кв. Дюйм, что составляет примерно 14 вод. Ст. (3487 Па или 34,9 мбар). Подобные метрические единицы с большим разнообразием названий и обозначений на основе миллиметров , сантиметров или метров теперь используются реже.

Температура кипения воды

Чистая вода кипит при 100 ° C (212 ° F) при нормальном атмосферном давлении. Точка кипения - это температура, при которой давление пара равно атмосферному давлению вокруг воды. Из-за этого температура кипения воды ниже при более низком давлении и выше при более высоком давлении. Поэтому приготовление пищи на большой высоте требует корректировки рецептов или приготовления под давлением . Грубую оценку высоты можно получить, измерив температуру, при которой вода закипает; в середине 19 века этим методом воспользовались исследователи.

Измерения и карты

Важным применением знания о том, что атмосферное давление напрямую зависит от высоты, стало определение высоты холмов и гор благодаря наличию надежных устройств измерения давления. В 1774 году, Маскелин был подтвердив теорию тяготения Ньютона на и на Schiehallion горе в Шотландии, и ему нужно было точно измерить высоты по бокам горы. Уильям Рой , используя атмосферное давление, смог подтвердить определения роста Маскелайна с точностью до одного метра (3,28 фута). Этот метод стал и остается полезным для геодезических работ и составления карт.

Смотрите также

• Атмосфера (единица)
• Плотность атмосферы
• Атмосфера Земли  - газовый слой, окружающий Землю: в основном азот, исключительно богатый кислородом, со следовыми количествами других молекул.
• Барометрическая формула  - формула, используемая для моделирования изменения давления воздуха с высотой.
• Баротравма  - травма, вызванная давлением - физическое повреждение тканей тела, вызванное разницей в давлении между воздушным пространством внутри или рядом с телом и окружающим газом или жидкостью.
• Герметизация кабины
• Кавитация  - образование заполненных паром пустот низкого давления в жидкости.
• Воздействие большой высоты на человека  - научный феномен
• Зона высокого давления  - область, где атмосферное давление на поверхности планеты выше, чем в окружающей среде.
• Международная стандартная атмосфера  - модель атмосферы, таблица типичных изменений основных термодинамических переменных атмосферы (давления, плотности, температуры и т. Д.) С высотой в средних широтах.
• Зона низкого давления
• Метеорология
• NRLMSISE-00
• Камера статического давления
• Давление  - сила, непрерывно распределяемая по площади
• Измерение давления
• Субтропический хребет

Рекомендации

внешние ссылки

Эксперименты

Перевести атмосферы (атм/ат) в миллиметры ртутного столба (мм рт ст): онлайн-калькулятор, формула

Инструкция по использованию: Чтобы перевести физические или технические атмосферы (атм или ат) в миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.), введите давление p в “атм/ат”, укажите точность округления результата (по умолчанию установлено 2 цифры после запятой), затем нажмите кнопку “Рассчитать”. В итоге, будет получено значение в “мм рт. ст.”.

Калькулятор атм в мм рт ст

Атм – так обозначается физическая атмосфера; 1 атм = 760 мм рт. ст.

Формула для перевода атм в мм рт ст

p_{(мм рт. ст.)} = p_(атм)⋅ 760

Давление p в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) равняется давлению p в физических атмосферах (атм), умноженному на 760.

Калькулятор ат в мм рт ст

Ат – так обозначается техническая атмосфера; 1 ат ≈ 735,55924 мм рт. ст.

Формула для перевода ат в мм рт ст

p_{(мм рт. ст.)} = p_(ат)⋅ 735,55924

Давление p в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) равно давлению p в технических атмосферах (ат), умноженному на число 735,55924.

Примечания:

• Атмосфера и миллиметр ртутного столба являются внесистемными единицами измерения давления.
• 1 мм рт. ст. ≈ 133,3223684 Па (паскаль, единица СИ). Иногда может обозначатся как “торр”.
• Атмосфера приблизительно равняется атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Давление ртутного столба высотой 760 мм при температуре 0 °C называется нормальным атмосферным давлением.

Атмосферное давление, его виды и единицы измерения

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.

Сила атмосферного давления | terasfera

Общие сведения

Воздух имеет массу. Хоть она и в множество раз меньше массы Земли, но она есть. Вся масса атмосферы составляет 5,2 × 10²¹ г., а 1 м³ на поверхности земли весит 1033 кг. Масса атмосферы давит на все объекты которые расположены на Земле. Силу, с которой атмосфера давит на поверхности Земли называют атмосферным давлением. На каждого человека давит столб воздуха примерно в 15т. Если бы мы не имели внутреннего давления равного внешнему, нас бы раздавило сразу же. Все живые организмы эволюционировали в таких атмосферных условиях. Мы привыкли к такому давлению и не сможем существовать при значительно другом давлении.

Прибор измерения давления

В наше время атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм.рт.ст.). Для такого определения используется специальное устройство — Барометр. Они бывают :

• жидкостный — имеет стеклянную трубку размером не менее 80 см в длину. Трубка заполнена ртутью и опущена в чашу с ртутью
• гипсотермометр — прибор для измерения высоты над уровнем моря на основе зависимости точки кипения воды от атмосферного давления
• газовый — давление измеряется по величине объема постоянного количества газа, изолированного от внешнего воздуха подвижным столбиком жидкости
• барометр-анероид — имеет металлическую коробку с эластичными стенками, где удален воздух. При изменении атмосферного давления стенки коробки изменяются

Нормальное атмосферное давление

Нормальным атмосферным давлением считают условия давления воздуха при температуре 0°С над уровнем моря на широте 45°. В таких условиях воздух давит на каждый 1 см² поверхности Земли с силой 1,033 кг. При этом ртутный столбик показывает 760 мм.рт.ст.

Опыт Торричелли

Впервые цифра 760 мм была получена учениками Галилео галилея в 1644г., а именно Винченцо Вивиани (1622 — 1703) и Эванджелистом Торричелли (1608 — 1647). Первый ртутный барометр был создан Торричелли. Он запаял стеклянную трубку с одного конца, наполнил ее ртутью и опустил в чашку с ртутью. Уровень ртути в трубке понизился из-за выливании части ртути в чашку. Над столбиком ртути внутри трубы образовалась пустота, которая получила название Торричелливая пустота (рис.1). 760 мм.рт.ст. принято считать за одну атмосферу. 1 атм = 101325 ПА = 1,01325 Бар.

<img loading="lazy" src="http://terasfera.ru/wp-content/uploads/2015/12/Opyt-Torrichelli.jpg" alt="Опыт Торричелли">Рисунок — 1

Пониженное и повышенное атмосферное давление

На Земле давление воздуха в разных уголках Земли разное. Также оно изменяется из-за изменении температуры или ветров или высоты над уровнем моря. Чем выше находится массы воздуха от Земли, те он более разреженный. В тропосфере атмосферное давление понижается в среднем 1мм.рт.ст. на каждые 10,5 м подъема.

Также атмосферное давление в течении одних суток повышается дважды (вечером и утром) и понижается дважды (после полуночи и полудня). Распределения атмосферное давление имеет выраженный характер. В экваториальных широтах поверхность Земли сильно греется. Горячий воздух при нагревании расширяется и становится легче из-за чего он поднимается вверх. В итоге имеем то, что возле экватора в основном низкое давление. При быстром понижении атмосферного давления на определенной местности можно заметить туман.

У полюсов при низких температурах воздух опускается из-за своей тяжести. Общая схема распределения давление видна на рис.2. На рисунку видно линии, которые разделяют пояса разного давления. Чем Эти линии называют изобарами. Чем ближе эти линии друг к другу, тем быстрее может изменяются давление на расстоянии. Барический градиент — величина изменения атмосферного давление на единицу расстояния (100 км).

<img loading="lazy" src="http://terasfera.ru/wp-content/uploads/2015/12/zavisimost-atmosfernogo-davleniya-po-poyasam.jpg" alt="зависимость атмосферного давления по поясам">Рисунок — 2

Таблица 1 — единицы давления

	Паскаль (Па)	Бар (бар)	Техническая атмосфера (ат)	Физическая атмосфера (атм)	Миллиметр ртутного столба (мм.рт.ст)	Метр водяного столба (м вод.ст.)	Фунт-сила на кв. дюйм (psi)
1 Па	1 Н/м2	10-5	10,197 × 10-6	7,5006 × 10-3	1,0197 × 10-4	145,04 × 10-6
1 бар	105	1 × 106 дин/см2	1,0197	0,98692	750,06	10,197	14504
1 ат	98066,5	0,980665	1 кгс/см2	0,96784	735,56	10	14,223
1 атм	101325	1,01325	1,01325	1 атм	760	10,33	14,696
1 мм.рт.ст.	133,322	1,3332 × 10-3	1,3595 × 10-3	1,3158 × 10-3	1 мм.рт.ст.	13,595 × 10-3	19,337 × 10-3
1 м вод.ст.	9806,65	9,80665 × 10-2	0,1	0,096784	73,556	1 м вод.ст.	1,4223
1 psi	6894,76	68,948 × 10-3	70,307 × 10-3	68,046 × 10-3	51,715	0,70307	1 lbf/in2

<iframe src="https://www.youtube.com/embed/0gzUysL2tzI" frameborder="0" allowfullscreen="allowfullscreen"></iframe>

Смотрите также:

атмосферное давление | Определение и вариации

Атмосферное давление , также называемое барометрическим давлением , сила на единицу площади, действующая на столб атмосферы (то есть на всю массу воздуха над указанной областью). Атмосферное давление можно измерить с помощью ртутного барометра (отсюда обычно используется синоним барометрическое давление ), который указывает высоту столбика ртути, который точно уравновешивает вес столба атмосферы над барометром.Атмосферное давление также измеряется с помощью барометра-анероида, в котором чувствительный элемент представляет собой один или несколько полых, частично вакуумированных, гофрированных металлических дисков, поддерживаемых от сжатия внутренней или внешней пружиной; изменение формы диска при изменении давления может быть записано с помощью ручки пера и вращающегося барабана с часовым приводом.

изменения атмосферного давления с высотой

У поверхности Земли атмосферное давление уменьшается почти линейно с увеличением высоты.Однако изучение данных на больших высотах показывает, что зависимость экспоненциальная.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

Какая сегодня погода? Факт или вымысел

Улучшите свою светскую игру, узнав, что на самом деле происходит с погодой, и узнайте то, что вы уже знаете, с помощью этой викторины.

Узнайте об атмосферном давлении, его единицах и методах измерения

Описание давления и его измерения.

© Josef Martha—sciencemanconsulting.com Посмотреть все видеоролики к этой статье

Атмосферное давление выражается в нескольких различных системах единиц: миллиметры (или дюймы) ртутного столба, фунты на квадратный дюйм (psi), дин на квадратный сантиметр, миллибар (мб), стандартные атмосферы или килопаскали. Стандартное давление на уровне моря по определению равно 760 мм (29.92 дюйма) ртути, 14,70 фунта на квадратный дюйм, 1013,25 × 10 ³ дин на квадратный сантиметр, 1013,25 миллибара, одна стандартная атмосфера или 101,325 килопаскалей. Вариации этих значений довольно малы; например, самые высокие и самые низкие когда-либо зарегистрированные давления на уровне моря составляют 32,01 дюйма (в центре Сибири) и 25,90 дюйма (во время тайфуна в южной части Тихого океана). Существующие небольшие колебания давления в значительной степени определяют характер ветра и шторма на Земле.

Узнайте, почему присоскам требуется внешнее атмосферное давление для давления на внутреннюю часть низкого давления.

Узнайте, почему отсутствие атмосферного давления в космическом вакууме делает присоски непригодными для использования.

Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

У поверхности Земли давление уменьшается с высотой со скоростью примерно 3,5 миллибара на каждые 30 метров (100 футов). Однако над холодным воздухом падение давления может быть намного сильнее, потому что его плотность больше, чем у более теплого воздуха. Давление на высоте 270 000 метров (10 ⁻⁶ мбар) сравнимо с давлением в лучшем из когда-либо созданных человеком вакууме. На высотах от 1500 до 3000 метров (от 5000 до 10000 футов) давление достаточно низкое, чтобы вызвать горную болезнь и серьезные физиологические проблемы, если не будет предпринята тщательная акклиматизация.

.

ГЛАВА 2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Ответ. Тропосфера содержит всю массу атмосферы, за исключением части P (тропопауза) / P (поверхность), которая находится выше тропопаузы. Из Рисунок 2-2 мы читаем P (тропопауза) = 100 гПа, P (поверхность) = 1000 гПа. Таким образом, доля Ftrop от общей массы атмосферы в тропосфере составляет

. Тропосфера составляет 90% общей массы атмосферы на 30 ° с.ш. (85% в мире).

Доля Fstrat от общей массы атмосферы в стратосфере выражается долей над тропопаузой, P (тропопауза) / P (поверхность), минус доля над стратопаузой, P (стратопауза) / P (поверхность).Из Рисунок 2-2 мы читаем P (стратопауза) = 0,9 гПа, так что

Таким образом, стратосфера содержит почти всю массу атмосферы над тропосферой. Мезосфера содержит лишь около 0,1% общей массы атмосферы.

2,4 БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН

Мы рассмотрим факторы, управляющие вертикальным профилем атмосферной температуры в главах 4 и 7. Мы сосредоточимся здесь на объяснении вертикального профиля давления. Рассмотрим элементарный слой атмосферы (толщина dz, горизонтальная область A) на высоте z:

.

Рисунок 2-3 Вертикальные силы, действующие на элементарный слой атмосферы

Атмосфера оказывает восходящую силу давления P (z) A на нижнюю часть плиты и силу давления, направленную вниз P (z + dz) A, на верхнюю часть плиты; чистая сила, (P (z) -P (z + dz)) A, называется сила градиента давления.Поскольку P (z)> P (z + dz), сила градиента давления направлена ​​вверх. Чтобы плита находилась в равновесии, ее вес должен уравновешивать силу градиента давления:

(2.3)

Переставляем урожайность

(2,4)

Левая часть по определению равна dP / dz. Следовательно,

(2,5)

Итак, из закона идеального газа,

(2.6)

где Ma - молекулярная масса воздуха, T - температура. Подстановка (2,6) в (2,5) урожайность:

(2,7)

Сделаем упрощающее предположение, что T постоянна с высотой; как показано в Рисунок 2-2 , T изменяется только на 20% ниже 80 км. Затем мы интегрируем (2,7) чтобы получить

(2,8)

что эквивалентно

(2.9)

Уравнение (2,9) называется барометрический закон. Удобно определить шкала высоты H для атмосферы:

(2.10)

приводя к компактной форме Барометрического закона:

(2.11)

Для средней температуры атмосферы T = 250 K масштаб высоты H = 7,4 км. Барометрический закон объясняет наблюдаемую экспоненциальную зависимость P от z в Рисунок 2-2 ; из уравнения (2.11) , график зависимости z от ln P дает прямую линию с наклоном -H (проверьте, что наклон в Рисунок 2-2 действительно близко к -7,4 км). Небольшие колебания наклона Рисунок 2-2 вызваны колебаниями температуры с высотой, которые мы не учли в нашем выводе.

Аналогично можно сформулировать вертикальную зависимость плотности воздуха. Из (2,6) , ra и P связаны линейно, если T предполагается постоянным, так что

(2.12)

Аналогичное уравнение применяется к плотности воздуха na. На каждое увеличение высоты H давление и плотность воздуха падают в e = 2,7 раза; таким образом, H обеспечивает удобную меру толщины атмосферы.

При расчете высоты шкалы от (2.10) мы предположили, что воздух ведет себя как однородный газ с молекулярной массой Ma = 29 г / моль. Закон Дальтона гласит, что каждый компонент воздушной смеси должен вести себя так, как если бы он был один в атмосфере.Тогда можно было бы ожидать, что разные компоненты будут иметь разные шкала высоты определяется их молекулярной массой. В частности, учитывая разницу в молекулярной массе между N2 и O2, можно было ожидать, что соотношение смешивания O2 будет уменьшаться с высотой. Тем не мение, гравитационное разделение воздушной смеси происходит за счет молекулярная диффузия, которая значительно медленнее турбулентного вертикального перемешивания воздуха на высотах ниже 100 км ( проблема 4. 9 ). Таким образом, турбулентное перемешивание поддерживает однородную нижнюю атмосферу.Только на высоте более 100 км начинает происходить значительное гравитационное разделение газов, причем более легкие газы обогащаются на больших высотах. Во время дебатов о вредном воздействии хлорфторуглеродов (ХФУ) на стратосферный озон некоторые не очень уважаемые ученые утверждали, что ХФУ не могут достичь стратосферы из-за их высокого молекулярного веса и, следовательно, низкого масштаба. В действительности турбулентное перемешивание воздуха гарантирует, что соотношения смешивания CFC в воздухе, поступающем в стратосферу, по существу такие же, как и в приземном воздухе.

.

Атмосферное давление: определение и факты

В книгах по метеорологии атмосфера Земли часто описывается как огромный воздушный океан, в котором мы все живем. На диаграммах наша родная планета изображена как окруженная огромным атмосферным морем высотой в несколько сотен миль, разделенным на несколько различных слоев. И все же та часть нашей атмосферы, которая поддерживает всю жизнь, о которой мы знаем, на самом деле чрезвычайно тонкая и простирается вверх только до 18000 футов - чуть более 3 миль. И та часть нашей атмосферы, которую можно измерить с некоторой степенью точности, достигает примерно 25 миль (40 километров).Кроме того, дать точный ответ относительно того, где в конечном итоге заканчивается атмосфера, практически невозможно; где-то между 200 и 300 милями появляется неопределенная область, где воздух постепенно разрежается и в конечном итоге растворяется в космическом вакууме.

Так что слой воздуха, окружающий нашу атмосферу, в конце концов не такой уж и большой. Как красноречиво выразился покойный Эрик Слоан, популярный специалист в области погоды: «Земля не висит в воздушном море - она ​​висит в космическом море, и на ее поверхности есть чрезвычайно тонкий слой газа.

И этот газ - наша атмосфера.

Воздух имеет вес

Если человек поднимется на высокую гору, например, Мауна-Кеа на Большом острове Гавайи, где вершина достигает 13 796 футов (4206 метров), высока вероятность заражения высотной болезнью (гипоксией). Перед восхождением на вершину посетители должны остановиться в Информационном центре, расположенном на высоте 9 200 футов (2 804 м), где им говорят акклиматизироваться к высоте, прежде чем идти дальше на гору.«Ну, конечно, - скажете вы, - в конце концов, количество доступного кислорода на такой большой высоте значительно меньше по сравнению с тем, что присутствует на уровне моря».

Но, делая такое заявление, вы ошиблись бы !

Фактически, 21 процент атмосферы Земли состоит из живительного кислорода (78 процентов состоит из азота, а оставшийся 1 процент - из ряда других газов). И доля этого 21 процента практически одинакова как на уровне моря, так и на высокогорье.

Большая разница не в количестве присутствующего кислорода, а скорее в плотности и давлении .

Эта часто используемая аналогия сравнения воздуха с водой («океан воздуха») хороша, поскольку все мы буквально плывем по воздуху. Теперь представьте себе это: высокое пластиковое ведро до краев заполнено водой. Теперь возьмите ледоруб и проделайте отверстие в верхней части ведра. Вода будет медленно стекать. Теперь возьмите кирку и проделайте еще одну дырку в нижней части ведра.Что просходит? Там внизу вода будет стремительно брызгать резким потоком. Причина в разнице давления. Давление, которое оказывает вес воды внизу у дна ведра, больше, чем вверх у вершины, поэтому вода «выдавливается» из отверстия внизу.

Точно так же давление всего воздуха над нашими головами - это сила, которая выталкивает воздух в наши легкие и выжимает из него кислород в кровоток. Как только это давление падает (например, когда мы поднимаемся на высокую гору), в легкие поступает меньше воздуха, следовательно, меньше кислорода достигает нашего кровотока, что приводит к гипоксии; опять же, не из-за уменьшения количества доступного кислорода, а из-за уменьшения атмосферного давления.

Максимумы и минимумы

Итак, как атмосферное давление соотносится с суточными погодными условиями? Несомненно, вы видели прогнозы погоды, представленные по телевидению; встроенный в камеру метеоролог, относящийся к системам высокого и низкого давления. Что это вообще такое?

Короче говоря, каждый день солнечное тепло меняется по всей Земле. Из-за неравномерного солнечного нагрева температура меняется по всему земному шару; воздух на экваторе намного теплее, чем на полюсах.Таким образом, теплый легкий воздух поднимается и распространяется к полюсам, а более холодный и тяжелый воздух опускается к экватору.

Но мы живем на вращающейся планете, поэтому эта простая картина ветра искажена до такой степени, что воздух скручен вправо от своего направления движения в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. Сегодня мы знаем этот эффект как силу Кориолиса, и как прямое следствие этого возникают сильные спирали ветра, которые мы знаем как системы высокого и низкого давления.

В Северном полушарии воздух в областях с низким давлением движется по спирали против часовой стрелки и внутрь - например, ураганы - это механизмы Кориолиса, циркулирующие воздух против часовой стрелки. Напротив, в системах высокого давления воздух движется по спирали по часовой стрелке и наружу от центра. В Южном полушарии направление спирали воздуха противоположное.

Итак, почему мы обычно связываем высокое давление с хорошей погодой, а низкое - с неустойчивой погодой?

Системы высокого давления - это «купола плотности», которые давят вниз, а системы низкого давления похожи на «атмосферные долины», где плотность воздуха меньше.Поскольку холодный воздух имеет меньшую способность удерживать водяной пар, чем теплый воздух, облака и осадки вызываются охлаждением воздуха.

Итак, при увеличении давления воздуха температура повышается; под этими куполами высокого давления воздух имеет тенденцию опускаться (так называемое «проседание») на более низкие уровни атмосферы, где температуры выше и могут удерживать больше водяного пара. Любые капли, которые могут привести к образованию облаков, будут испаряться. Конечным результатом обычно становится более чистая и сухая среда.

И наоборот, если мы уменьшаем давление воздуха, воздух имеет тенденцию подниматься на более высокие уровни атмосферы, где температуры ниже. По мере того, как способность удерживать водяной пар уменьшается, пар быстро конденсируется, и облака (которые состоят из бесчисленных миллиардов крошечных капель воды или, на очень больших высотах, кристаллов льда) будут развиваться, и в конечном итоге выпадут осадки. Конечно, мы не могли прогнозировать зоны высокого и низкого давления без использования какого-либо устройства для измерения атмосферного давления.

Введите барометр

Атмосферное давление - это сила, действующая на единицу площади под действием веса атмосферы. Чтобы измерить этот вес, метеорологи используют барометр. Именно Евангелиста Торричелли, итальянский физик и математик, доказал в 1643 году, что он может сопоставить атмосферу со столбом ртути. Он фактически измерил давление, переведя его непосредственно в вес. Прибор, сконструированный Торричелли, был самым первым барометром. Открытый конец стеклянной трубки помещают в открытую емкость с ртутью.Атмосферное давление заставляет ртуть подниматься по трубке. На уровне моря столб ртути поднимется (в среднем) на высоту 29,92 дюйма или 760 миллиметров.

Почему бы не использовать воду вместо ртути? Причина в том, что на уровне моря высота водяного столба составляет около 34 футов! С другой стороны, ртуть в 14 раз плотнее воды и является самым тяжелым веществом, которое остается жидким при обычных температурах. Это позволяет прибору иметь более удобный размер.

Как НЕ использовать барометр

Прямо сейчас у вас может висеть барометр на стене вашего дома или офиса, но, по всей вероятности, это не трубка с ртутью, а циферблат со стрелкой, указывающей на текущее барометрическое давление. чтение давления. Такой прибор называется барометром-анероидом, который состоит из частично откачанной металлической ячейки, которая расширяется и сжимается при изменении давления, и прикреплен к механизму сцепления, который приводит в движение индикатор (стрелка) по шкале, градуированной в единицах давления, либо в дюймах. или миллибары.

Обычно на шкале индикатора вы также видите такие слова, как «Солнечный», «Сухой», «Неустойчивый» и «Бурный». Предположительно, когда стрелка указывает на эти слова, это означает, что впереди ожидаемая погода. «Солнечный», например, обычно встречается в диапазоне высокого барометрического давления - 30,2 или 30,3 дюйма. «Бурный», с другой стороны, можно найти в диапазоне низкого барометрического давления - 29,2 или ниже, возможно, даже иногда ниже 29 дюймов.

Все это казалось бы логичным, но все это довольно упрощенно.Например, могут быть моменты, когда стрелка будет указывать на «Солнечно», а небо вместо этого будет полностью затянуто облаками. А в других случаях стрелка будет указывать на «бурно», но вы можете увидеть солнечный свет, смешанный с голубым небом и быстро движущимися пухлыми облаками.

Как правильно пользоваться барометром

Поэтому наряду с черной стрелкой индикатора стоит обратить внимание на другую стрелку (обычно золотую), которую можно вручную настроить на любую часть циферблата.Когда вы проверяете свой барометр, сначала слегка постучите по передней части барометра, чтобы устранить любое внутреннее трение, а затем совместите золотую стрелку с черной. Затем проверьте несколько часов спустя, чтобы увидеть, как черная стрелка изменилась относительно золотой. Давление растет или падает? Если он падает, происходит ли это быстро (возможно, падает на несколько десятых дюйма)? Если так, то, возможно, приближается шторм. Если шторм только что прошел и небо прояснилось, барометр все еще может показывать «бурную» погоду, но если бы вы установили золотую стрелку несколько часов назад, вы почти наверняка увидели бы, что давление сейчас быстро растет, что говорит о что - несмотря на признаки шторма - приближается ясная погода.

И ваш прогноз можно еще больше улучшить, объединив ваши записи об изменении атмосферного давления с изменением направления ветра. Как мы уже узнали, воздух циркулирует по часовой стрелке вокруг систем высокого давления и против часовой стрелки вокруг систем низкого давления. Поэтому, если вы видите тенденцию к повышению давления и северо-западному ветру, вы можете ожидать, что в целом наступит хорошая погода, в отличие от падающего барометра и восточного или северо-восточного ветра, которые в конечном итоге могут привести к облакам и осадкам.

.

атмосферное_давление

Атмосферное давление - это давление в любой точке атмосферы Земли. В большинстве случаев атмосферное давление близко аппроксимируется гидростатическим давлением, вызванным весом воздуха над точкой измерения. Области низкого давления имеют меньшую массу атмосферы над своим местоположением, тогда как области высокого давления имеют большую массу атмосферы над их местоположением. Точно так же по мере увеличения высоты над уровнем моря уменьшается масса вышележащей атмосферы, поэтому давление уменьшается с увеличением высоты.Столб воздуха в поперечном сечении размером 1 квадратный дюйм, измеренный от уровня моря до верхних слоев атмосферы, будет весить приблизительно 14,7 фунта силы. Столб воздуха размером 1 м² (11 кв. Футов) будет весить около 100 килоньютон (эквивалент массы 10,2 тонны на поверхности). Рекомендуемые дополнительные знания Стандартное атмосферное давление Стандартная атмосфера (символ: атм) - это единица измерения давления, которая определяется как равная 101.325 кПа. Следующие нестандартные единицы эквивалентны: 760 мм рт. Ст. (Торр) или 29,92 дюйма рт. Ст. Одна стандартная атмосфера - это стандартное давление, используемое для пневмоэнергетики (ISO R554), а также в аэрокосмической (ISO 2533) и нефтяной (ISO 5024) отраслях. В 1999 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) рекомендовал, чтобы для целей определения физических свойств веществ « стандартное давление » определялось точно как 100 кПа (≈750.01 торр) или 29,53 дюйма рт. Ст. Вместо значения 101,325 кПа для «одной стандартной атмосферы». [1] Это значение используется в качестве стандартного давления для компрессоров и пневматических инструментов (ISO 2787). [2] (см. Также Стандартные температура и давление) В Соединенных Штатах поток сжатого воздуха часто измеряется в «стандартных кубических ярдах» в единицу времени, где «стандарт» означает эквивалентное количество влаги при стандартной температуре и давлении. Однако эта стандартная атмосфера определяется несколько иначе: температура = 20 ° C (68 ° F), плотность воздуха = 1.225 кг / м³ (0,0765 фунта / куб. Фут), высота = уровень моря, относительная влажность = 20%. В индустрии кондиционирования воздуха стандартом часто является температура = 0 ° C (32 ° F). Для природного газа в нефтяной промышленности используется стандартная температура 15,6 ° C (60,08 ° F) и давление 101,56 кПа (14,73 фунта на кв. Дюйм). Среднее давление на уровне моря Среднее давление на уровне моря (MSLP или QFF ) - это давление на уровне моря или (при измерении на заданной высоте на суше) давление на станции, приведенное к уровню моря, предполагая наличие изотермического слоя при температуре станции. Это давление, обычно указываемое в сводках погоды по радио, телевидению и в газетах или в Интернете. Когда барометры в доме настроены на соответствие местным сводкам погоды, они измеряют давление, приведенное к уровню моря, а не фактическое местное атмосферное давление. См. Альтиметр (барометр по сравнению с абсолютным). Понижение до уровня моря означает, что нормальный диапазон колебаний давления одинаков для всех. Давления, которые считаются высоким давлением или низким давлением , не зависят от географического положения.Это делает изобары на карте погоды значимым и полезным инструментом. Установка высотомера в авиации, установка QNH или QFE, представляет собой еще одно атмосферное давление, пониженное до уровня моря, но метод этого понижения немного отличается. См. Высотомер. QNH : настройка барометрического высотомера, при которой высотомер будет считывать высоту аэродрома при нахождении на аэродроме. В температурных условиях ISA высотомер будет показывать высоту над средним уровнем моря в районе аэродрома. QFE : настройка барометрического высотомера, при которой высотомер будет показывать ноль при нахождении в исходной точке определенного аэродрома (обычно на пороге взлетно-посадочной полосы).В температурных условиях ISA высотомер будет показывать высоту над точкой отсчета в районе аэродрома. QFE и QNH являются произвольными кодами Q, а не сокращениями, но для их различения пилотами часто используются мнемоники «Морская высота» (для QNH) и «Высота поля» (для QFE). Среднее давление на уровне моря составляет 101,325 кПа (1013,25 мбар) или 29,921 дюйма ртутного столба (дюймы ртутного столба) или 760 миллиметров (мм рт. В сводках погоды в авиации (METAR) QNH передается по всему миру в миллибарах или гектопаскалях (1 миллибар = 1 гектопаскаль), за исключением США и Канады, где он указывается в дюймах (или сотых долях дюйма) ртутного столба.(Соединенные Штаты и Канада также сообщают давление на уровне моря SLP, которое понижается до уровня моря другим методом, в разделе примечаний, а не в международной части кода, в гектопаскалях или миллибарах [3] . Однако в государственных сводках погоды в Канаде давление на уровне моря вместо этого указывается в килопаскалях [1], в то время как стандартная единица давления Министерства окружающей среды Канады такая же [2] [3].) В коде погоды три цифры - это все, что нужно ; десятичные точки и одна или две старшие цифры опускаются: 1013.2 мбар или 101,32 кПа передается как 132; 1000,0 мбар или 100,00 кПа передается как 000; 998,7 мбар или 99,87 кПа передается как 987; и т. д. Самое высокое давление на уровне моря на Земле происходит в Сибири, где Сибирский антициклон часто достигает давления на уровне моря выше 1032,0 мбар. Наименьшее измеримое давление на уровне моря находится в центрах ураганов (тайфуны, багуи). Изменение атмосферного давления на высоте Давление плавно меняется от поверхности земли до верха мезосферы.Хотя давление меняется в зависимости от погоды, НАСА усреднило условия для всех частей Земли круглый год. Ниже приводится список значений атмосферного давления (в долях одной атмосферы) с соответствующими средними высотами. Таблица дает приблизительное представление о давлении воздуха на разных высотах. фракция 1 атм средняя высота (м) (фут) 1 0 0 1/2 5,486 18,000 1/3 8,376 27,480 1/10 16,132 52,926 1/100 30,901 101,381 1/1000 48 467 159 013 1/10000 69,464 227,899 1/100000 96,282 283,076 Расчет вариации с высотой См. Также: Барометрическая формула Есть два разных уравнения для вычисления давления при различных режимах высоты ниже 86 км (или 278 400 футов).Уравнение 1 используется, когда значение стандартной скорости скачка температуры не равно нулю, а уравнение 2 используется, когда стандартная скорость падения температуры равна нулю. Уравнение 1: Уравнение 2: где P = Статическое давление (паскали) T = Стандартная температура (Кельвины) L = Стандартный градиент температуры (кельвинов на м) h = Высота над уровнем моря (метры) R * = Универсальная газовая постоянная: 8.31432 × 10³ Н · м / (кмоль · К) г 0 = Гравитационная постоянная (9,80665 м / с²) M = Молярная масса земного воздуха (28,9644 г / моль) Или преобразовано в английские единицы: [4] где P = Статическое давление (дюймы ртутного столба) T = Стандартная температура (Кельвины) L = Стандартный градиент температуры (кельвинов на фут) h = Высота над уровнем моря (футы) R * = Универсальная газовая постоянная (с использованием футов, кельвинов и грамм-молей: 8.9494596 × 10 4 кг · кв фут · с -2 · K -1 · кмоль -1 ) г 0 = Гравитационная постоянная (32,17405 фут / с²) M = Молярная масса земного воздуха (28,9644 г / моль) Значение нижнего индекса b находится в диапазоне от 0 до 6 в соответствии с каждым из семи последовательных слоев атмосферы, показанных в таблице ниже. В этих уравнениях g 0 , M и R * каждая - однозначные константы, а P, L, T, и h - многозначные константы в соответствии с с таблицей ниже.Следует отметить, что значения, используемые для M, г 0 и R * , соответствуют Стандартной атмосфере США, 1976 г., и что значение для R * дюйм частное не согласуется со стандартными значениями этой константы. [5] Опорное значение для Р б для б = 0 является определенным значением уровня моря, Р 0 = 101 325 Па или 29,92126 дюймов ртутного столба.Значения P b из b = от 1 до b = 6 получены из применения соответствующего члена парных уравнений 1 и 2 для случая, когда h = h b + 1 .: [5] Нижний индекс b Высота над уровнем моря Статическое давление Стандартная температура (K) Скорость понижения температуры (м) (фут) (паскаль) (дюйм рт. Ст.) (К / м) (К / фут) 0 0 0 101325 29.92126 288,15 -0,0065 -0,0019812 1 11 000 36089 22632,1 6,683245 216,65 0,0 0,0 2 20 000 65 617 5474,89 1,616734 216,65 0,001 0,0003048 3 32 000 104 987 868.019 0,2563258 228,65 0,0028 0,00085344 4 47 000 154,199 110,906 0,0327506 270,65 0,0 0,0 5 51 000 167 323 66,9389 0,01976704 270,65 -0,0028 -0,00085344 6 71 000 232 940 3.95642 0,00116833 214,65 -0,002 -0,0006097 Пример расчета: Найдите давление на 30 000 метров. Во-первых, обратите внимание, что 30 000 метров выше 20 000, но ниже 32 000, поэтому они попадают в диапазон нижнего индекса b = 2 в таблице выше. Также обратите внимание, что градиент температуры для этой области не равен нулю; поэтому уравнение 1 подходит. Или Паскали на 30 000 метров Локальное изменение атмосферного давления Атмосферное давление на Земле сильно различается, и эти изменения важны для изучения погоды и климата.См. «Система давления» для оценки влияния колебаний давления воздуха на погоду. Самое высокое зарегистрированное атмосферное давление, 108,6 кПа (1086 мбар или 32,06 дюйма ртутного столба), произошло в Тосонценгеле, провинция Хубсугул, Монголия, 19 декабря 2001 г. 2 [ не цитируется ] Самое низкое зарегистрированное атмосферное давление, не связанное с торнадом, 87,0 кПа (870 мбар или 25,69 дюймов ртутного столба) произошло в западной части Тихого океана во время окончания тайфуна 12 октября 1979 года. 2 [ не цитируется ] Рекорд для Атлантического океана составил 88,2 кПа (882 мбар или 26,04 дюйма ртутного столба) во время урагана Вильма 19 октября 2005 года. Атмосферное давление показывает суточный (дважды в день) цикл, вызванный глобальными атмосферными приливами. Этот эффект наиболее силен в тропических зонах с амплитудой в несколько миллибар и почти нулевой в полярных областях. График в верхней части этой страницы показывает эти ритмические вариации в Северной Европе. Эти вариации имеют два наложенных друг на друга цикла: циркадный (24-часовой) цикл и полусиркадный (12-часовой) цикл. Атмосферное давление в зависимости от высоты воды Атмосферное давление часто измеряется ртутным барометром, а высота около 760 мм (30 дюймов) ртутного столба часто используется для обучения, визуализации и иллюстрации (и измерения) атмосферного давления. Однако, поскольку ртуть не является веществом, с которым люди обычно контактируют, вода часто обеспечивает более интуитивный способ концептуализации величины давления в одной атмосфере. Одна атмосфера (101.325 кПа или 14,7 фунт-силы / кв. Дюйм) - это величина давления, при которой вода может подниматься примерно на 10,3 м (33,9 фута). Так, водолаз на глубине 10,3 метра под водой в пресноводном озере испытывает давление около 2 атмосфер (1 атм для воздуха и 1 атм для воды). Это также максимальная высота, на которую может быть поднят столб воды путем всасывания. Непрофессиональные барометры, как правило, представляют собой барометр-анероид (рис. 3) или тензодатчик. Описание барометров см. В разделе Измерение давления. Отношение атмосферного давления к температуре кипения воды Хотя обычно считается, что вода кипит при температуре 100 ° C (212 ° F), вода фактически испаряется, когда давление пара равно атмосферному давлению вокруг воды. [6] Из-за этого температура кипения воды понижается при более низком давлении и повышается при более высоком давлении. Вот почему для выпечки на высоте более 3500 футов над уровнем моря требуются специальные инструкции по выпечке. [7] См. Также Пленум NRLMSISE-00 Барометрическая формула Международная стандартная атмосфера - таблица типичных вариаций основных термодинамических переменных атмосферы (давление, плотность, температура и т. Д.) http://www.crisco.com/basics/tips/high_altitude.asp Военный стандарт 810E Министерства обороны США Берт, Кристофер К., (2004). Экстремальная погода, руководство и книга рекордов . W. W. Norton & Company ISBN 0-393-32658-6 Стандартная атмосфера США, 1962 г. , Типография правительства США, Вашингтон, округ Колумбия, 1962 г. Эксперименты Упражнение с давлением воздуха Фильмы об экспериментах с атмосферным давлением с веб-сайта HyperPhysics Государственного университета Джорджии - требуется QuickTime

.

7 (d) Атмосферное давление

Введение

Воздух - материальный материал вещества и в результате имеет массу . На любой объект с массой действует универсальная сила известный как гравитация . Закон всемирного тяготения Ньютона гласит: любые два объекта, разделенные в пространстве, притягиваются к каждому другой силой, пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояние между ними.На Земле гравитация также может быть выраженным как сила ускорения около 9,8 метра в секунду в секунду. В результате этой силы скорость любого объект, падающий на поверхность Земли, ускоряется (1-я секунда - 9,8 метра в секунду, 2-я секунда - 19,6 метра в секунду, 3-я секунда - 29,4 метра в секунду второй и так далее.) до терминала скорость достигается.

Гравитация формирует и влияет на все атмосферные процессы. Это вызывает уменьшение плотности и давления воздуха экспоненциально по мере удаления от поверхности Земля. Рисунок 7d-1 ниже моделирует среднее изменение в атмосферном давлении с высотой над поверхностью Земли.На этом графике показано давление воздуха у поверхности. примерно 1013 мбар ( мб ) или 1 килограмм на квадратный сантиметр площади поверхности.

Рисунок 7д-1: Изменить в среднем атмосферном давлении с высотой.

Измерение атмосферного давления

Любой прибор для измерения давления воздуха. называется барометр .Первое измерение атмосферного давления началось с простой эксперимент, выполненный Evangelista Торричелли в 1643 году. В своем эксперименте Торричелли погрузил трубку, запаянную с одного конца, в контейнер ртути (см. Рисунок 7d-2 ниже). Атмосферный давление затем заставило ртуть подняться в трубку, чтобы уровень, который был значительно выше, чем ртуть в контейнере.Торричелли определил из этого эксперимента что давление атмосферы примерно 30 дюймов или 76 сантиметров (один сантиметр ртутного столба равно 13,3 мбар ). Он также заметил, что высота ртути менялась с изменениями снаружи погодные условия.

Барометр Торричелли

Рисунок 7d-2: Диаграмма показывая конструкцию барометра Торричелли.

Барометр наиболее распространенного типа, используемый в Homes - это барометр-анероид (рисунок ). 7д-3 ). Внутри этого инструмента находится небольшой гибкий металлическая капсула называется анероидной ячейкой. В строительстве аппарата внутри капсулы создается вакуум так что небольшие изменения внешнего давления воздуха вызывают капсула расширяться или сжиматься.Размер анероида Затем ячейка калибруется, и любое изменение ее объема передается пружинами и рычагами на индикатор рука, указывающая на соответствующее атмосферное давление.

Рисунок 7д-3: Анероид барометр.

Для климатологических и метеорологические цели, стандарт давление на уровне моря считается равным 76.0 см или 29,92 дюйма или 1013,2 миллибар . Ученые часто используют кПа ( кПа ). как предпочтительная единица измерения давления. 1 килопаскаль равен 10 миллибар. Другой блок силы, иногда используемой учеными для измерения атмосферное давление - ньютон . Один миллибар равен 100 ньютонам на квадратный метр. (Н / м ² ).

Атмосферное давление у Земли Площадь

На рисунке 7d-4 показано среднемесячное давление на уровне моря для поверхности Земли. Эта анимация указывает на то, что давление приземного воздуха изменяется как в пространстве и временно. В зимние месяцы (с декабря по Февраль), над центральным Азия ( Сибирское Высокое ), у побережья Калифорнии ( гавайский Высокая ), центральная часть Северной Америки ( канадская Высокий ), простираясь над Испанией и северо-западной Африкой. в субтропическую Северную Атлантику ( Азорские острова Высокий ), а над океанами в Южном Полушарие в субтропиках.Возникают области низкого давления к югу от Алеутских островов ( Алеутских Низкая ), на южной оконечности Гренландии ( Исландия Низкая ) и широты от 50 до 80 ° южной широты.

В летние месяцы (с июня по август), исчезает ряд доминирующих зимних систем давления. Исчезли Сибирский высокий Центральной Азии и доминирующих систем низкого давления вблизи Алеутские острова и южная оконечность Гренландии. Гавайские и Азорские острова Высокий усиливается и расширяется на север в свои относительные бассейны океана. Системы высокого давления над субтропические океаны в Южном полушарии также интенсивность и расширяться на север. Новые области доминирующего высокого давления над Австралией и Антарктидой ( юг. Полярный высокий ).Области низкого давления формы над Центральной Азией и Юго-Западной Азией ( Азиатских Низкий ). Эти системы давления несут ответственность на лето муссона дождя Азии.

Мы еще раз рассмотрим этот рисунок в теме 7p , когда обсуждается глобальная циркуляция.

Рисунок 7д-4: Ежемесячно среднее давление на уровне моря и преобладающие ветры для поверхности Земли, 1959–1997 гг.Атмосфера значения давления скорректированы по высоте и описываются относительно уровня моря. Слайдер внизу изображения позволяет изменить время месяца. 07.05.2009 10:08 цветовая штриховка. Синие оттенки указывают на давление ниже среднемирового, а желтый до оранжевые оттенки выше средних измерений.( Источник: Климат Лабораторная секция исследования изменения окружающей среды Группа кафедры географии Университета г. Орегон - Глобальный Климатическая анимация). (Кому просмотреть эту анимацию, в вашем браузере должен быть Плагин Apple QuickTime .Доступен плагин QuickTime для Macintosh и операционной системы Windows компьютеров и может быть загружен БЕСПЛАТНО с Сайт в Интернете www.apple.com/quicktime ).

.

атм - стандартная единица атмосферного давления

Стандартная атмосфера в основном используется в качестве эталонного значения для среднего атмосферного давления на уровне моря. Он часто используется для обозначения рейтинга глубины для водонепроницаемых часов, но в остальном редко используется в качестве единицы измерения давления. 1 стандартная атмосфера определяется как равная 101 325 паскалей.

Поскольку атмосферное давление меняется в зависимости от погодных условий и высоты над уровнем моря, удобно использовать единое значение для стандартизации, чтобы можно было сравнивать характеристики, измерения и технические характеристики.В частности, 1 стандартная атмосфера используется в авиационной промышленности в качестве эталона для давления на уровне моря.

В таблице ниже вы найдете эквивалентные значения для 1 атм в других единицах измерения давления.

Чтобы рассчитать количество атмосфер для значения давления в других единицах измерения, нажмите на соответствующую ссылку ниже.

Для преобразования многих показаний в атмосферу или из атмосферного используйте наш калькулятор единиц давления.

Приборы для измерения атмосферного давления

Запросите информацию о продуктах для измерения атмосферного давления для вашего приложения.

Коэффициенты преобразования

Обратите внимание, что приведенные выше коэффициенты пересчета имеют точность до 6 значащих цифр.

Приборы для измерения атмосферного давления

Запросите информацию о продуктах для измерения атмосферного давления для вашего приложения.

Справка

Атмосферное давление в единицах рт. Ст.

Чему равно атмосферное давление в дюймах ртутного столба?

Стандартное постоянное значение, используемое для атмосферного давления на уровне моря, составляет 1 атм (стандартная атмосфера), что равно 101325 паскалей в единицах СИ, что эквивалентно 29.9213 дюймов ртутного столба.

1 атм в мм рт. Ст.

1 атмосфера равна скольку мм рт. Ст.?

1 атмосфера (атм) = 760,000 мм рт. Ст. (Миллиметры ртутного столба)

Среднее атмосферное давление на уровне моря

Какое среднее давление на Земле на уровне моря в барах?

Международно признанное «стандартное» значение на уровне моря составляет 1,01325 бар. Поскольку фактическое давление на уровне моря изменяется непредсказуемым образом из-за постоянных изменений погодных условий, общее истинное среднее значение нецелесообразно определять или использовать повсеместно, поскольку его необходимо будет постоянно повторять, чтобы не отставать от климатических изменений.Таким образом, 1,01325 бар не является реальным средним значением как таковым, но используется скорее как разумное значение, которое было выбрано в качестве репрезентативного среднего давления для атмосферы Земли на уровне моря.

Стандартное атмосферное значение имеет много применений в атмосферных расчетах, и одним из примеров этого являются процедуры FAA по настройке высотомеров самолетов на высоте 18000 футов и выше, чтобы гарантировать, что все самолеты используют одно и то же эталонное давление при измерении высоты над уровнем моря.

Приборы для измерения атмосферного давления

Запросите информацию о продуктах для измерения атмосферного давления для вашего приложения.

Термины, связанные с единицей измерения

Больше страниц, посвященных техническим терминам единиц измерения.

.

---

Смотрите также

• 
  Что такое артемия
• 
  При каком атмосферном давлении клюет щука
• 
  Низкое атмосферное давление
• 
  Самая крупная щука в мире
• 
  Как засолить осетрину в домашних условиях
• 
  Метеопрогноз пос канкунский
• 
  Красная рыба байкала название
• 
  Сон большая рыба в руках
• 
  Какая самая жирная рыба
• 
  Как правильно засолить сало для холодного копчения
• 
  Как засолить сельдь в домашних