Идеальное давление атмосферное

Однако на территории России такое атмосферное давление встречается редко. Дело в рельефе. Например, на высоте 1000 м над уровнем моря давление уже пониженное и равно примерно 734 мм ртутного столба. Именно из-за перепадов давления люди, быстро поднимающиеся в гору, могут упасть в обморок.

В течение суток в одной и той же точке земного шара атмосферное давление гарантированно изменяется (правда, не всегда существенно). В ночные часы температура воздуха обычно ниже, чем днем, поэтому ночью атмосферное давление выше.

Это абсолютно нормально — колебания практически не заметны, так как они фиксируются на уровне 1-2 мм рт. столба.

Стандартным явлением можно назвать и то, что ближе к полюсам земли амплитуда колебания атмосферного давления сильнее, то есть перепады становятся более заметными.

А вот в районе экватора на равнине — тишь и благодать. Хотя людям, выросшим в такой среде, будет непросто привыкнуть, к примеру, к изменениям давления во время восхождения на вершину горы.

Если вы задумались над тем, увлажнитель воздуха какой лучше купить, эта статья — для Вас!

Какая должна быть норма влажности воздуха в квартире? Данная информация доступна по этой ссылке

Человек приспосабливается ко всему. Поэтому не стоит расстраиваться, если вы вдруг узнали, что живете в зоне пониженного давления (в России и странах СНГ таких зон очень много).

Вполне возможно, что до сегодняшнего сей факт вы не замечали.

Например, жители небоскребов понижения тоже не фиксируют, хотя любое резкое повышение на 100 метров — это хорошая встряска для организма. Но только для неприспособленного, а жители городов привыкли.

Человеческий организм — штука очень живучая и приспосабливается к жизни выше или ниже уровня моря. По словам врачей, если атмосферное давление не оказывает губительного воздействия на организм, его можно считать нормальным.

Все зависит от нашей адаптации. Нередко медики называют нормальным атмосферное давление от 750 до 765 мм рт. столба, и такое допущение в бытовых условиях можно считать правильным.

Плохо воздействует на организм только быстрая смена давления. Если оно падает или поднимается на несколько часов на несколько миллиметров, у людей бывают проблемы с сердцем.

Обычно при пониженном атмосферном давлении люди отмечают, что им хочется дышать часто и глубоко, а сердце бьется учащенно.

Особенно это важно для людей, страдающих артериальной гипертензией. В этом случае вы можете ощущать слабость, головную боль, тошноту вследствие повышения артериального давления.

Поэтому людям с метеозависимостью рекомендуется использовать тонометры (механические либо электронные) для контроля артериального давления.

Наиболее популярные и качественные тонометры производятся такими фирмами, как Омрон, Beurer, Microlife. Подробная статья про то, как выбрать тонометр, находится вот тут.

В том случае, если у вас хронические головные боли, боли за грудиной, систематическое повышение артериального давления, общее ухудшение самочувствия вследствие смены атмосферного давления, рекомендуем ознакомиться с нашей статьей «Виды медицинских обследований для метеозависимых», берегите здоровье!

В каждом регионе России нормальным считается разное атмосферное давление. Поэтому в метеосводках, когда объявляют количество миллиметров ртутного столба, синоптики всегда говорят, какое это давление для этой области, выше или ниже нормы.

Помимо атмосферного давления на наше самочувствие влияет множество факторов. О том, что делать, если возникли проблемы с дыханием, стало тяжело дышать кашель появился? Берегите здоровье, это единственная вещь, которую не купишь ни за какие деньги!

О том, насколько зависит плотность воздуха от температуры можно узнать вот здесь, это очень интересно!

Москва — город, расположенный на Среднерусской возвышенности. Как мы уже знаем, атмосферное давление зависит именно от рельефа и высоты. Если люди находятся выше уровня моря, атмосферный столб давит меньше.

Поэтому нормальное атмосферное давление в Москве на берегу Москвы-реки будет гарантированно выше, чем у истока Москвы-реки в Московской области. На берегу мы фиксируем точку 168 метров над уровнем моря. А на возвышенности в районе истока Москвы-реки — 310. Кстати, самая высокая точка в самом городе находится в районе Теплого Стана — это 255 метров.

Метеорологи называют конкретную цифру нормального атмосферного давления для Москвы — 747-748 мм рт. столба. Это, конечно, как средняя температура по больнице. Люди, постоянно живущие в Москве, нормально себя чувствуют в диапазоне 745-755 мм рт. столба. Главное, чтобы перепады давления не были серьезными.

Медики считают, что опасность для жителей мегаполиса таит, например, работа на верхних этажах. Если в высотке нарушена система герметичности здания и вентиляции, то работники таких офисов могут чувствовать постоянную головную боль и проблемы с работоспособностью. Все дело в ненормальном для них давлении.

У питерцев — ситуация другая. Из-за того, что Санкт-Петербург находится ниже над уровнем моря, чем Москва, нормой является более высокое давление. В среднем, нормальное атмосферное давление для СПб — 753-755 мм рт. столба. Однако в некоторых источниках можно увидеть и другую цифру — 760 мм рт. столба. Однако она справедлива только для районов Санкт-Петербурга, расположенных низко.

Из-за своего расположения Ленинградская область имеет нестабильные климатические показатели, а атмосферное давление может значительно колебаться. Например, нередки случаи, когда во время антициклона оно поднимается до 780 мм рт. столба. А в 1907 году зафиксировали рекордное атмосферное давление — 798 мм рт. столба. Это на 30 мм больше нормы.

Если вас волнует проблема как выбрать ионизатор воздуха, то эта статья для Вас!

О том, где можно купить кислородный коктейль, вы можете узнать вот тут.

Нужна ли лампа Чижевского для дома? Ответ на этот вопрос Вы найдете по следующему адресу http://about-air.ru/vozduh_i_zdorovie/ionizatsiya-vozduha/lampa-chizhevskogo.html. Бережем свое здоровье!

Мы привыкли измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. Однако международная система определяет давление в паскалях. Так, стандартным атмосферным давлением, согласно требованиям IUPAC, является 100 кПа.

Переведем в паскали наше измерение ртутным барометров в паскали. Так, 760 мм рт. столба — это 1013,25 мб. По системе СИ 1013,25 мб равно 101,3 кПа.

Но все равно измерение давления в России в паскалях — редкость. Как и стандартные 760 мм рт. столба. Обычному жителю России необходимо просто запомнить, какое давление является нормой для его региона.

Подведем итоги.

1. Нормальное атмосферное давление — 760 мм рт. столба. Однако оно редко где встречается. Человеку вполне комфортно жить в диапазоне от 750 до 765 мм рт. столба.
2. В каждом регионе страны нормальным для этого региона считается разное давление. Если человек живет в зоне низкого давления, он привыкает и приспосабливается к этому.
3. Нормальное атмосферное давление для Москвы — 747-748 мм рт. столба, для Санкт-Петербурга — 753-755 мм.
4. Величина нормального давления в паскалях будет 101,3 кПа.

Если вы хотите измерить атмосферное давление в своем регионе и узнать, насколько оно соответствует норме, рекомендуем использовать самый современный прибор — электронный барометр. В том случае, если Вы метеозависимы и страдаете от резкой смены атмосферного давления, рекомендуется использовать тонометр для проверки качества собственного здоровья.

Небольшое видео про атмосферное давление

Атмосферное давление и его норма для человека

В нынешнее время из-за абсолютно сумасшедшего темпа жизни всё чаще встречаются люди, которые чувствуют малейшие изменения в природе. И чаще всего человек подвержен влиянию именно со стороны атмосферных условий. Довольно большой процент людей регулярно испытывает симптомы метеозависимости.

Атмосферное давление — норма для человека

Ещё со школьных времен мы знаем, что атмосфера — это некая газовая оболочка, которая имеет свою массу. Собственно, эта масса и давит на землю благодаря гравитации. Сила, с которой атмосфера давит на землю, называется атмосферным давлением.

Впервые концепцию атмосферы открыл Э. Торричелли в 1643 году, доказав, что воздух имеет вес. Его также считают изобретателем первого в мире барометра. Измеряют силу атмосферы, с которой она давит на землю в паскалях, гектопаскалях, миллиметрах ртутного столба, миллибарах, атмосферах.

Какое атмосферное давление считается нормальным для человека

На каждого человека давит колонна воздуха с силой примерно 15т. Но почему же человек этого не замечает? Все потому, что давление снаружи и внутри одинаковое.

Благодаря известному физику Блезу Паскалю мы знаем, что нормой атмосферного давления считается 760 мм ртутного столба либо же 101326 Па. Эту величину считают нормой при условии, что на уровне моря при широте 45° температура окружающей среды 0°С.

Какие нормы атмосферного давления для разных регионов

Стоит сказать, что сила, с какой давит атмосфера, везде разная и зависит от множества факторов. Основным из показателей, которые влияют на силу давления, есть высота над уровнем моря той или иной области.

Нормальное атмосферное давление в Москве

Москва расположена на возвышении и поэтому высота над уровнем мора в среднем составляет 135-150 м. Из-за этого в столице России обычно пониженное давление и равняется в среднем 746-749 мм ртутного столба.

Но этот показатель нельзя считать точной величиной, так как Москва имеет неравномерный ландшафт. К тому же на показатель атмосферного давления также влияет сезон. В холодное время года (осень и зима) норма атмосферного давления в Москве чуть ниже, а вот в теплое время года (весна, лето) соответственно — выше.

В целом, человек, постоянно проживающий на территории столицы Российской Федерации, будет чувствовать себя достаточно комфортно при давлении атмосферы от 746 до 756 мм ртутного столба.

Какое нормальное атмосферное давление в Санкт-Петербурге

В отличие от Москвы, Санкт-Петербург расположен ниже уровня моря. Соответственно и показатели нормального АД будут отличаться.

Нормой АД в Санкт-Петербурге считают величину в размере 754-756 мм рт. ст., то есть выше, чем в Москве. Но считать этот показатель полностью достоверным не стоит, так как он может достаточно сильно колебаться и порой достигать 780 мм ртутного столба.

Давление атмосферы в разных регионах России

Нужно также сказать, что для многих городов России считаются привычными перепады давления и человек их просто не ощущает. Негативно такие перепады сказываются обычно на приезжих людях.

Для сравнения приведем несколько показателей для разных городов Российской Федерации:

• Нормальное АД для Перми считается показатель от 744 до 745 мм рт. ст.;
• Нормальное АД для Кисловодска – 690 мм рт. ст.;
• Норма АД для Екатеринбурга – 736-740 мм рт. ст.;
• Норма АД для Ярославля – 750-752 мм рт. ст.;
• Норма АД для Челябинска – 738-745 мм рт. ст.

Влияние атмосферного давления на человека и метеозависимость

Каждый человек ощущает перепад атмосферных условий. Но только в том случае, если показатель становится отличным от привычной нормы. У человека проявляются недомогания, различные боли в суставах, головные боли, резкие колебания давления, раздражение и прочие неприятные симптомы.

Такая чувствительность к капризам природы называется метеозависимость (или метеопатия). Обычно ей подвержены люди, болеющие различными заболеваниями дыхательных путей, опорно-двигательной системы, сердечно-сосудистыми и ревматическими заболеваниями, а также гипертоники и гипотоники.

Пониженное атмосферное давление

Пониженным давление можно считать его спад на 5 мм и больше. Именно понижение силы, с которой давит атмосфера, больше всего влияет на человека. Доказано, что при пониженном АД даже количество ДТП увеличивается на 15-20%. Больше всего влиянию пониженного АД подвержены люди, страдающие сердечными заболеваниями и заболеваниями дыхательных путей, гипотоники.

Симптомы, которые человек ощущает при снижении АД:

1. Боли в суставах и онемение конечностей.
2. Так называемые «ватные» ноги.
3. Общая слабость организма.
4. Тяжело дышать, появляется ощущение, будто не хватает воздуха (как следствие, уменьшения кислорода), возможна отдышка.
5. Если человек страдает внутричерепным давлением, то начинаются приступы мигрени.
6. Уменьшается скорость кровотока, снижается артериальное давление.
7. Возникают отеки.
8. Головокружение, «тяжесть» в голове.
9. Повышается образование газов в кишечнике, что вызывает дискомфорт.
10. Сбои в работе сердца и сосудов; наблюдается учащенное сердцебиение.
11. Вследствие нехватки воздуха поднимается выброс эритроцитов, что приводит к замедлению кровотока. Следствием этого может быть образование тромбов (а это повышенный риск развития инфарктов, инсультов и тромбозов).

Повышенное атмосферное давление

Человек начинает ощущать повышения АД от привычной нормы на 10 мм ртутного столба и выше. Чаще всего повышение давления можно ощутить зимой, когда охлажденный воздух достаточно уплотнен. Больше всего на повышение силы, с которой давит атмосфера, реагируют гипертоники, аллергики и люди с хроническими заболеваниями пищеварительной и сердечно-сосудистой систем.

Симптомы при повышенном АД:

1. Нарушения зрения («мушки» перед глазами).
2. Общее ухудшение самочувствия, снижение работоспособности.
3. Головные боли, головокружения (до тошноты).
4. Увеличивается тонус сосудов, который чреват спазмами.
5. Появляются боли в сердце.
6. Из-за повышения АД в крови уменьшается количество лейкоцитов и по этой причине организм теряет способность бороться с разнообразными инфекциями, то есть снижается иммунитет.

Как себе помочь при изменениях атмосферного давления

К общим рекомендациям относятся:

1. Отказ от алкоголя и курения.
2. Чередование активной работы и отдыха.
3. Сбалансированное полноценное питание, которое содержит все необходимые микро- и макроэлементы и витамины.
4. Нормализация сна.
5. Лечение заболевания, которое стало причиной возникновения метеозависимости.

Также стоит следить за прогнозом погоды, чтобы подготовиться к возможным перепадам. Так, с утра рекомендуется принять бодрящий душ, выпить кофе (считается, что это придаст тонус организму и зарядит бодростью). В течение дня пить зеленый чай с лимоном и поменьше употреблять соленой пищи. Отлично помогает минимизировать неприятные ощущения зарядка. А вот к вечеру рекомендуется расслабиться, выпить травяной чай, можно с мёдом, и принять седативные капли (только после консультации с врачом). И спать лучше лечь пораньше.

Рекомендации при высоком давлении:

1. От утренней зарядки можно не отказываться, но стоит её по максимуму облегчить.
2. Принять контрастный душ.
3. На завтрак лучше употребить продуты, которые богаты калием (например, творог, бананы, курага). Этот элемент обладает небольшим мочегонным эффектом, что в свою очередь помогает снизить давление.
4. Важно не переедать и поменьше употреблять соленую пищу.
5. Если есть проблемы с внутричерепным давлением, то лучше заранее принять лекарство, прописанное лечащим врачом.
6. Можно выпить настойку боярышники, пустырника или валерианы.
7. Рекомендуется избегать больших физических нагрузок.
8. Новые энергозатратные начинания лучше перенести на другой день.
9. На протяжении дня больше отдыхать и лечь спать раньше, чем всегда.

Рекомендации при пониженном давлении:

1. Принять контрастный душ с утра.
2. Выпить чашку хорошего кофе, что поможет быть в тонусе.
3. В течение дня пить зеленый чай, лучше с мёдом.
4. Делать дыхательную гимнастику.
5. Предварительно проконсультировавшись с лечащим врачом, принять лекарство, которое поможет поднять давление для привычной нормы.
6. В течение дня можно принимать настойки женьшеня, эхинацеи, лимонника (обязательно предварительная консультация врача).
7. Лечь спать пораньше.

Конечно, влияние силы, с какой давит атмосфера, достаточно велико для человека. Тем более сейчас, когда жизнь кипит в мегаполисах. Но если прислушиваться к своему организму и вовремя реагировать на подаваемые им сигналы, то можно избежать большинства проблем.

Будьте здоровы!

Видео

Из видео вы узнаете, как погодные условия влияют на здоровье и самочувствие человека.

Нормальное атмосферное давление — каким прибором измеряется, причины и последствия отклонения давления от нормы для человека

25 декабря 2020

1. Физическая сущность
2. Нормальное атмосферное давление
3. От чего зависит уровень
4. Прибор для измерения атмосферного давления
5. Нормы для Санкт-Петербурга, Москвы
6. Влияние отклонений от нормы на организм человека

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. В прогнозе погоды среди хорошо известных показателей (температура, осадки, влажность, скорость ветра и др.) присутствует и атмосферное давление.

Выражается оно не в привычных для нас единицах измерения (атмосфера, бар, паскаль), а в миллиметрах ртутного столба.

О том, откуда взялось это давление, как его измеряют, что за «ртутный столб» и как он влияет на здоровье человека, расскажем ниже.

Физическая сущность

Небесные тела, в том числе и Земля, притягивают к себе окружающую их материю, включая и газовую оболочку – атмосферу (если таковая имеется). Сила притяжения (его ещё называют гравитационным полем) зависит от массы тела. Земля тяжелей Луны в 80 раз, поэтому Луна является спутником Земли, а не наоборот.

Притянутый Землёй воздух давит на её поверхность, создавая таким образом атмосферное давление.

На уровне моря давление атмосферного воздуха составляет чуть больше 1 кг/см2. Подсчитано, что на человека средних размеров давит воздушный столб массой 13-15 тонн, а на ладонь – порядка 150 кг.

Но мы этого не ощущаем, так как давление внешней среды уравновешиваются давлением, создаваемым воздухом в тканях нашего тела.

Нормальное атмосферное давление

За эталон принято считать атмосферное давление на уровне моря на широте 45 градусов при температуре 0 градусов Цельсия. Оно составляет 760 мм ртутного столба и называется нормальным.

При отклонении в большую сторону давление будет повышенным, в меньшую сторону – пониженным. Если пользоваться принятой в физике международной системой измерения (СИ), то нормальному давлению будет соответствовать величина 101 325 паскалей (Па).

Там, где не нужна абсолютная точность, пользуются понятием стандартное давление, т.е. 760 мм рт. ст. = 100 000 Па.

От чего зависит уровень атмосферного давления

По регионам земного шара атмосферное давление распределяется неравномерно, поскольку зависит от ряда взаимосвязанных факторов.

1. Высота – чем выше находится точка измерения над уровнем моря, тем меньшее давление со стороны атмосферы она испытывает.

   Объясняется это уменьшением веса воздушного столба: с набором высоты он становится короче, а воздух в нём – разреженным, а значит, более лёгким.

   На высоте 5 км атмосферное давление составляет лишь половину от нормального, на 15-ти км оно меньше в 8 раз, на 20-ти км – в 18 раз.

   
2. Температура – по мере нагрева плотность воздуха уменьшается, а при охлаждении – увеличивается. В течение суток температура меняется несколько раз, а вместе с ней и давление:

   утром и вечером оно повышается, а после полудня и полуночи – снижается.

   На морозе воздух холоднее и плотнее, чем в жару, а следовательно, и давление в зимний период будет больше по сравнению с летним.

   Температура у поверхности земли может колебаться в пределах -600 С — +600 С, а давление «скакать» от 640 до 790 рт.ст.

3. Перемещение континентальных и морских воздушных масс (муссоны, пассаты, тайфуны, цунами и т.п.), приводящее к образованию тёплых и холодных воздушных фронтов, а также зон с пониженным или повышенным давлением (циклонов и антициклонов).
4. Географическое положение – на Земле существуют пояса, характеризующиеся стабильно высоким или низким атмосферным давлением.

   В экваториальном поясе из-за высоких температур давление всегда пониженное, а в холодных полярных широтах – повышенное. В тропиках давление выше, чем в зонах с умеренным климатом.

Атмосферное давление подвержено сезонным колебаниям, но общую картину это не меняет. Показатели давления в целом носят устойчивый характер, а зоны повышенного и пониженного давления остаются неизменными.

Прибор для измерения атмосферного давления

Атмосферное давление измеряют приборами, называемыми барометрами. Их существует два типа: ртутные и металлические (анероиды).

Первый был изобретён в XVII веке итальянцем Э.Торичелли. Его основной элемент – заполненная ртутью стеклянная трубка, верхний конец которой запаян, а нижний (открытый) погружен в чашку со ртутью. Вес столбика ртути в трубке уравновешивается давлением атмосферного воздуха, действующим на поверхность чашки.

Если рядом с трубкой установить градуированную шкалу, можно отслеживать колебания давления по изменению высоты ртутного столбика. Ртутными барометрами пользуются на метеостанциях, так как они дают очень точные показания.

К тому же к этому прибору можно подключить самописец, который будет фиксировать колебания давления за определённый период и записывать их на бумажную ленту.

Барометр-анероид появился позже, в середине XIX века. Его сконструировал французский инженер Л.Види. Принцип действия прибора довольно прост: мембранная металлическая коробка, из которой выкачан воздух (т.е. внутри неё находится вакуум), чутко реагирует на изменение давления (при его повышении коробка сжимается, а при снижении – разжимается).

Перемещение мембраны трансформируется рычажным механизмом в круговое движение стрелки-указателя по циферблату, проградуированному согласно показаниям ртутного барометра. Этот прибор даёт некоторую погрешность, но она в большинстве случаев вполне допустима.

Норма атмосферного давления для Санкт-Петербурга, Москвы

Для человека комфортным считается атмосферное давление, находящееся в диапазоне 750-765 мм рт.ст., то есть в районе нормы.

Однако следует иметь в виду, что это не строгие рамки. Люди со временем адаптируются к местным географическим и климатическим условиям, поэтому для жителей горных районов нормой может быть и более низкий показатель.

На метеорологических картах России проведены линии-изобары, которые условно разделяют территорию на зоны с примерно равным атмосферным давлением.

В нижеприведённой таблице в качестве примера приведены данные о нормальном атмосферном давлении и его допустимом отклонении от нормы для некоторых городов.

Как видим, самое высокое среднегодовое давление – в Санкт-Петербурге. Это и понятно: центральная часть города находится на отметке всего лишь 1-5 м над уровнем моря.

Влияние отклонений от нормы на организм человека

По большому счёту все жители Земли – метеозависимы, то есть реагируют на изменение погоды, иными словами, на колебания атмосферного давления. Но дело в том, что у каждого человека свой предел терпимости.

У кого-то даже несильное отклонение от нормы вызывает негативные ощущения (ухудшение самочувствия, головокружение, снижение работоспособности и т.д.) или даже начинаются проблемы со здоровьем, а кто-то способен безболезненно переносить даже резкие скачки.

Здоровый человек обычно даже не замечает перепад давления в 5-10 бар, если он происходит плавно. А вот люди с различными патологиями плохо переносят как повышенное, так и пониженное давление.

Превышение нормы негативно влияет на защитные функции организма, увеличивает риск возникновения гипертонических кризов и предынфарктного состояния.

Понижение пагубно действует на людей с низким артериальным давлением, страдающих одышкой, имеющих сердечно-сосудистые заболевания.

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Использую для заработка

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

В главах 4 и 7 мы рассмотрим факторы, контролирующие вертикальный профиль температуры атмосферы. Здесь мы сосредоточимся 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 направленную вниз силу давления 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)

Теперь, исходя 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 е = 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, чем турбулентное вертикальное перемешивание 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.

Закон об идеальном газе

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.

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

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.

Описание давления и его измерения.

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 середине 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 отсутствие атмосферного давления в космическом вакууме делает присоски непригодными для использования.

У поверхности Земли давление уменьшается с высотой со скоростью около 3,5 мбар 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 проведена тщательная акклиматизация.

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. А 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 - разница в давлении. Давление, которое оказывает вес воды внизу у дна ведра, больше, чем у вершины, поэтому вода «выжимается» 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, ссылающийся на системы 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 планете, которая вращается, поэтому эта простая картина ветра искажена до такой степени, что воздух искажен 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 меняется на 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 миллибар.

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 могло бы показаться 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.

Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря

Давление воздуха над уровнем моря можно рассчитать как

p = 101325 (1 - 2,25577 10 ^-5 ч) ^5.25588 (1)

где

101325 = нормальная температура и давление на уровне моря (Па)

p = давление воздуха (Па)

h = высота над уровнем моря (м)

Пример - Давление воздуха на высоте 10000 м

Давление воздуха на высоте 10000 м можно рассчитать как

p = 101325 (1-2.25577 10 ^-5 (10000 м)) ^5.25588

= 26436 Па

= 26,4 кПа

В таблице ниже указано давление воздуха на высоте ниже и выше уровня моря.

¹⁾ Уровень моря

2.2 Структура давления атмосферы: гидростатическое равновесие

2.2 Структура давления атмосферы: гидростатическое равновесие

Вертикальная структура атмосферного давления играет решающую роль в погодных и климатических условиях. Все мы знаем, что давление уменьшается с ростом, но знаете почему?

Воздушная посылка в состоянии покоя с тремя силами на балансе

Основная структура давления атмосферы определяется гидростатическим балансом сил. В хорошем приближении на каждую воздушную посылку действуют три уравновешенных силы, что не приводит к чистой силе.Поскольку они уравновешены для любой воздушной посылки, можно предположить, что воздух неподвижен или движется с постоянной скоростью.

Есть 3 силы , определяющие гидростатическое равновесие:

1. Одна сила направлена ​​вниз (отрицательная) на вершину кубоида из-за давления p жидкости над ним. Согласно определению давления,

   Ftop = −ptopA Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

   [2,11]

2. Точно так же сила, действующая на элемент объема от давления жидкости внизу, толкающей вверх (положительная), равна:

   Fbottom = pbottomA Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

   [2,12]

3. Наконец, вес объемного элемента вызывает силу, направленную вниз. Если плотность равна ρ, объем равен V , что является просто горизонтальной площадью A , умноженной на высоту по вертикали, Δz и г стандартной силы тяжести, тогда:

   Fweight = -ρVg = -ρgAΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера.См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

   [2,13]

Путем уравновешивания этих сил общая сила , действующая на жидкость , составляет:

∑F = Fbottom + Ftop + Fweight = pbottomA − ptopA − ρgAΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

[2,14]

Эта сумма равна нулю, если скорость воздуха постоянна или равна нулю.Делим на A ,

0 = pbottom-ptop-ρgΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

[2,15]

или:

ptop − pbottom = −ρgΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

[2,16]

P _вверху - P _внизу - это изменение давления, а Δz - высота элемента объема - изменение расстояния над землей.Сказав, что эти изменения бесконечно малы, уравнение можно записать в дифференциальной форме, где dp - это верхнее давление минус нижнее давление, так же как dz - это верхняя высота минус нижняя высота.

dp = −ρgdz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

[2,17]

Результатом является уравнение:

dpdz = −ρg Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера.Список совместимых браузеров см. В разделе «Технические требования в ориентации». @

[2,18]

Это уравнение называется уравнением гидростатики . См. Видео ниже (1:18) для дальнейшего объяснения:

Щелкните здесь, чтобы просмотреть стенограмму видео по уравнению гидростатики.

Рассмотрим неподвижную воздушную посылку. Уравновешиваются три силы: сила давления вниз, которая равна давлению, умноженному на площадь в верхней части посылки, и сила давления, направленная вверх на дно посылки, и сила тяжести, направленная вниз, действительная на массу посылки, которая является просто ускорением из-за к силе тяжести, умноженной на плотность посылки, умноженную на ее объем.Объем равен площади поперечного сечения участка, умноженной на его высоту. Мы можем сложить эти три силы вместе и установить их равными 0, поскольку посылка покоится. Обратите внимание, как можно разделить площадь поперечного сечения. Следующий шаг - перенести разницу давлений на левую сторону. А затем уменьшите высоту воздушного пакета до бесконечно малой, что сделает разницу давления бесконечно малой. Разделив обе стороны на бесконечно малую высоту, мы получим уравнение, которое является производной давления по высоте, равной минус плотности посылки, умноженной на силу тяжести.Это уравнение является уравнением гидростатики, которое описывает изменение атмосферного давления с высотой.

Используя закон идеального газа, мы можем заменить ρ и получить уравнение для сухого воздуха:

dpdz = −gpRdT или dpp = −gRdT dz = −MgR * T dz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. См. Технические требования в Ориентации для получения списка совместимых браузеров.

[2,19]

Мы могли бы интегрировать обе стороны, чтобы получить зависимость p от высоты, но мы можем сделать это только в том случае, если T постоянен с высотой.Это не так, но не более чем на ± 20%. Итак, делая интеграл,

p = poe − zH, где po = давление на поверхности и H = R * T¯Mairg

[2,20]

H называется высотой шкалы, потому что, когда z = H , мы имеем p = p _o e ^–1 . Если мы используем среднее значение T , равное 250 K, с M _воздух = 0,029 кг моль ^–1 , то H = 7,3 км. Давление на этой высоте составляет около 360 гПа, что близко к поверхности 300 мб, которую вы видели на погодных картах.Конечно, силы не всегда находятся в гидростатическом балансе, а давление зависит от температуры, поэтому давление меняется от одного места к другому на поверхности с постоянной высотой.

Из уравнения 2.20, атмосферное давление экспоненциально падает с высотой со скоростью, определяемой высотой шкалы. Таким образом, на каждые 7 км увеличения высоты давление падает примерно на 2/3. На 40 км давление составляет всего несколько десятых процента от давления на поверхности. Точно так же концентрация молекул составляет всего несколько десятых процента, и, поскольку молекулы рассеивают солнечный свет, вы можете видеть на картинке ниже, что рассеяние намного больше у поверхности Земли, чем высоко в атмосфере.

Рассеянный свет у поверхности Земли.

Источник: НАСА

Тест 2-2: Использование силы уравнения гидростатики

Этот тест даст вам возможность попрактиковаться в использовании уравнения гидростатики, чтобы узнать интересные и полезные свойства и количества атмосферы.

1. Я настоятельно рекомендую вам делать все свои расчеты в этой викторине, используя книгу Excel.
2. Нет Практическая викторина 2-2 .Однако у вас есть дополнительное время, чтобы пройти этот тест.
3. Когда вы почувствуете, что готовы, пройдите Quiz 2-2 in Canvas. Вам будет разрешено пройти эту викторину только один раз . Этот тест рассчитан по времени, поэтому после того, как вы начнете, у вас будет ограниченное количество времени, чтобы пройти его и отправить. Удачи!

Смотрите также

• 
  Виды рыб в тр
• 
  Гарнир к палтусу
• 
  Почему улитка зарывается в грунт
• 
  Гурами как отличить самку от самца
• 
  Прогноз клева в бураево рб
• 
  Сагудай из байкальского омуля
• 
  Харабали база отдыха ахтуба
• 
  Как снять шкуру с горбуши
• 
  Грузило привязать к леске
• 
  Икра сазана рецепт засолки
• 
  Сколько солится сало в рассоле