Что такое атмосферное давление в физике. Атмосферное давление — что это такое и как его измеряют

От того, какое давление в атмосфере на данный момент, иногда очень сильно зависит самочувствие человека, ведь атмосфера нашей планеты оказывает давление на все, что находится внутри нее. Атмосферное давление влияет на здоровье и самочувствие человека, поэтому ученые различных специальностей выявляют эти изменения и следят за атмосферным давлением, которое подвергается постоянным колебаниям. В нашем материале мы расскажем вам, какое нормальное атмосферное давление для человека в мм ртутного столба и паскалях.

От чего зависит атмосферное давление

Для начала разберем, что такое атмосферное давление. Это сила давления воздушного столба на определенную единицу площади поверхности.

Идеальные условия для измерения атмосферного давления - это широта 45 градусов и температура воздуха 0°С. Измерение также должно проводиться на уровне моря.

Но стоит отметить, что из-за изменения высоты местности над уровнем моря будет меняться и атмосферное давление. Но при этом оно также будет считаться нормой, поэтому нормальное атмосферное давление свое у каждой местности.

Атмосферное давление также зависит от времени суток: ночью атмосферное давление всегда выше, так как температура воздуха ниже. Но человек этого не замечает, так как отличия составляет 1-2 мм ртутного столба. Кроме того, на местности, которая находится близко к полюсам земли, колебание атмосферного давление становится заметнее. А вот на экваторе колебаний нет.

Какое нормальное атмосферное давление для человека

Принято считать, что нормальное атмосферное давление в мм ртутного столба составляет 760 мм ртутного столба. То есть на 1 квадратный сантиметр площади столб воздуха давит с такой силой, как столб ртути высотой 760 мм. Это и есть норма атмосферного давления Земли, которое не оказывает отрицательного влияния на организм человека.

Нормальное атмосферное давление человек не чувствует из-за растворенных газов воздуха в тканевых жидкостях, которые все уравновешивают. Но при этом оно все равно оказывается на нас давление, равное 1,033 кг на 1 квадратный сантиметр тела.

Но каждый человек должен индивидуально понять, какое атмосферное давление считается нормальным для здоровья, так как это во многом зависит от адаптации человека. Например, многие люди могут спокойно подниматься и вершину горы, не чувствуя изменения атмосферного давления, а другие - падают в обморок от быстрых изменений атмосферного давления.

Только резкое колебание АД может значительно сказаться на самочувствии человека, если атмосферное давление повышается или понижается быстрее, чем на 1 мм рт. столба за 3 часа.

Отметим также, что миллиметры ртутного столба - это не стандартная единица изменения АД. В мире принято узнавать норму атмосферного давления в паскалях. 100 кПа - нормальное атмосферное давление для человека в паскалях. А 760 мм рт. столба - это 101,3 кПа.

Нормальное атмосферное давление для Москвы

Столица Российской Федерации находится на Среднерусской возвышенности. В Москве всегда пониженное давление, ведь город находится выше уровня моря (максимальная точка выше уровня моря - 255 метров в Теплом Стане, а средний показатель - 130-150 метров над поверхностью моря).

Норма атмосферного давления в Москве составляет 746-749 мм ртутного столба. Точный результат дать очень сложно, так как в столице России неравномерный рельеф. Также на нормальное атмосферное давление на человека в Москве влияет время года. Норма атмосферного давления весной и летом всегда немного повышается, а зимой и осенью - понижается. Если вы постоянно живете в Москве, то вы будете комфортно себя чувствовать при АД в Москве от 745 до 755 мм рт. столба.

Нормальное давление в Санкт-Петербурге

Высота Северной столицы над уровнем моря меньше, чем высота Москвы. Поэтому поэтому норма АД здесь чуть выше. Нормальное давление атмосферное в Питере колеблется от 753 до 755 мм.рт.ст.

Для самых низкорасположенных районов Санкт-Петербурга характерна «классическая» норма АД. Максимальное давление в СПб может приближаться к 780 мм.рт.ст - такое повышение способен привести за собой мощный антициклон.

Норма давления атмосферы по регионам

Известно, что каждой конкретной местности соответствуют определенные нормальные показатели атмосферного давления. Показатель изменяется в соответствии с высотой объекта над уровнем моря. Изменение показателей возникает по причине движения воздушных масс между местностями с разным давлением. Давление атмосферы изменяется по причине неравномерного прогрева воздуха над поверхностью нашей планеты. Влияние оказывает целый ряд факторов:

• Особенности ландшафта
• Вращение планеты
• Разница в теплоемкости воды и земной поверхности
• Различия отражающих способностей воды и земли

В итоге образуются циклоны и антициклоны, формирующие погодные условия местности. Циклон подразумевает быстродвижущиеся вихри с пониженным уровнем АД. Летний циклон - это дождливая и прохладная погода, зимой - потепление и снег. Для антициклона характерно высокое атмосферное давление, летом они приносят сухую и жаркую погоду, зимой - морозную и ясную.

Самое низкое атмосферное давление на экваторе, а самое низкое на Северном и Южном полюсах. Величина атмосферного давления колеблется и в зависимости от времени суток - самое высокое в 9-10 и 21-22 часа.

Даже в пределах небольшой площади измерения атмосферного давления могут изменяться. Например, для Средней Азии нормальное АД - это 715-730 мм.рт.ст. А для Средней полосы России колебания АД на уровне 730-770 миллиметров ртутного столба. В Мехико, столице Мексики показатель атмосферного давления может снижаться до 580 мм.рт.ст, поскольку город расположен свыше 2000 метров над уровнем моря. А атмосферное давление в Китае и того ниже: например, в тибетском городе Лхаса среднегодовой показатель АД - приблизительно 487 мм.рт. столба. Город расположен в 3500 метров над уровнем моря.

Нормальное атмосферное давление для регионов России в мм ртутного столба

В зимние месяцы над большей частью территории РФ наблюдается повышенный уровень атмосферного давления. Наиболее высокое АД в этот период наблюдается над Монгольским Алтаем и Якутией - около 772 мм.рт.ст. Самое низкое давление в областях над Баренцевым, Беренговым и Охотским морями - 753 мм.рт.ст. Для Владивостока нормальное АД - 761 мм.рт.ст

Как мы уже сказали, в пределах одного региона атмосферное давление может значительно различаться. Отличаться могут даже показатели Москвы и Московской области, поскольку имеют немного разные высоты над уровнем моря. Поэтому предоставляем данные нормального атмосферного давления по российским городам. Но следует помнить: даже в пределах одного города данные могут незначительно отличаться, в зависимости от возвышенности района.

Как измерить атмосферное давление

Давление атмосферы в конкретной области измеряют либо с помощью специальных приборов: ртутного барометра, барометра анероида, жидкостного и электронного барографа, либо по специальной формуле, если известна высота местности и давление на уровне моря.

Формула для определения давления выглядит следующим образом: P=P0 * e^(-Mgh/RT)

• PO - давление на уровне моря в Паскалях
• M - молярная масса воздуха -0.029 кг/моль
• g - Земное ускорение свободного падения, примерно 9,81 м/с²
• R - универсальная газовая постоянная - 8.31 Дж/моль К
• T - температура воздуха в Кельвинах. Измеряеися по формуле: t по Цельсию + 273
• h - высота над уровнем моря ва метрах

Ртутный барометр - это стеклянная трубка длиной приблизительно 80 см, внутри которой находится ртуть. Эта трубка запаяна с одной стороны и открыта с другой, открытый конец погружен в чашу со ртутью. Высота столбика жидкости, начинающегося от уровня чашки, сообщит о показателях атмосферного давления на данный момент. Такими приборами пользоваться небезопасно, поэтому применяют их в основном в лабораторных условиях, на метеорологических станциях и на промышленных объектах, где очень важна точность замеров. В обиходе часто используют электронные барометры, цифровые метеорологические станции можно использовать даже в походных и домашних условиях, и стоят они недорого.

Человек неразрывно связан с природой и хорошо ко всему адаптируется. Давление воздуха на свое тело здоровый человек практически не ощущает. Но загрязненная экология и ритм жизни некоторых людей играют им не на руку, в связи с чем перепады в давлении оказывают на организм негативные реакции в виде ухудшения самочувствия.

Главное в статье

Что такое атмосферное давление?

Атмосферное давление – это сила воздуха, при помощи которой он давит на поверхность земли и тел, находящихся на ней. Атмосферное давление зависит от веса воздуха, а величина атмосферного давления — от массы воздушного столба.

Если количество воздуха в столбе уменьшается – давление падает. Увеличение количества воздуха в столбе приводит к росту атмосферного давления. На один метр поверхности земли воздух давит с определенной величиной силы в 10033 килограмма. Для расчета нормы атмосферного давления взяты показатели давления при широте в 45 градусов на уровне моря и температуре, равной 0 градусов.

Исходя из этих показаний, был построен принцип измерения давления. Оно измеряется при помощи ртутного либо металлического барометра, единица измерения – миллиметры ртутного столба и гектопаскали. Земная поверхность прогревается неравномерно, это влечет за собой колебание атмосферного давления. Практически постоянно давление:

• понижено : в экваториальной зоне, умеренных широтах;
• повышено : в тропических зонах, в полярной зоне.

Норма атмосферного давления для человека по регионам России: таблица в мм рт ст

Как влияет повышенное атмосферное давление на организм человека?

На повышение давления реагируют:

• гипертоники
• люди, страдающие аллергией
• астматики и люди, имеющие проблемы с дыхательными органами

Когда атмосферное давление повышается, погода ясная. Можно заметить отсутствие резких перепадов температуры и влажности. Негативная реакция организма на такие изменения выявляется у аллергиков и гипертоников. В больших городах при безветренной погоде усиливается загазованность воздуха. Люди, имеющие заболевания дыхательных органов, будут чувствовать себя нехорошо при повышенном давлении атмосферы.

Необходимо знать, что при повышенном атмосферном давлении в крови уменьшается количество лейкоцитов. Если у вас плохой иммунитет, старайтесь не подцепить в это время инфекцию.

Влияние на организм повышенного атмосферного давления:

1. Головные боли
2. Спазм сосудов
3. Боль в сердце
4. Тошнота, часто кружится голова
5. Сниженный иммунитет
6. «Мушки» перед глазами
7. Недомогание и снижение трудоспособности.

Как влияет пониженное атмосферное давление на самочувствие и здоровье человека?

Кто почувствует пониженное атмосферное давление:

• Сердечники
• Люди, у которых отмечается внутричерепное давление

При пониженном давлении количество осадков увеличивается, ветер усиливается и снижается температура.
На здоровье пониженное давление влияет так:

1. Ощущается слабость организма.
2. Мучают мигрени.
3. Не хватает кислорода, появляется одышка, учащается сердцебиение.
4. Боли в кишечнике, повышенное газообразование.
5. Появляются отеки.
6. Конечности могут онеметь.
7. Снижается кровяной проток. На фоне этого возникают тромбы, что чревато инсультами и инфарктами.
8. Головокружение.

Что такое метеозависимость и ее симптомы?

Метеозависимость – это изменение самочувствия в связи со сменой погодных условий.
Основные факторы, при которых изменяется самочувствие:

1. Атмосферное давление
2. Влажность воздуха
3. Температура воздуха
4. Движение воздушных масс
5. Геомагнитное излучение
6. Ионизация воздуха.

Основным фактором изменения самочувствия все-таки является перепад давления. При таких колебаниях обычно самочувствие ухудшается и могут появиться такие симптомы:

1. Головная боль
2. Сонливость
3. Учащенное сердцебиение
4. Онемение конечностей
5. Головокружение и тошнота
6. Проблемы с ЖКТ
7. Нарушение кровообращения
8. Становится сложно дышать
9. Нарушение зрения
10. Боль в суставах
11. Обострение имеющихся хронических заболеваний

Довольно часто колебание атмосферного воздуха связано с изменением погодных условий, поэтому перед грозой, дождем и ветренной погодой у метеозависимых людей ухудшается самочувствие.

Реакция метеозависимых людей на изменение атмосферного давления

Для и реакция на изменение давления атмосферы будет разной.
Если атмосферный циклон низкий , гипотоники почувствуют:

• Головные боли
• Расстройство пищеварения
• Затруднение дыхания.

Гипертоники особо ничего не почувствуют, в редких случаях слабое недомогание.
Если атмосферный циклон высокий , то гипотоники сильно на это не отреагируют. Гипертоники же ощущают:

• Головные боли
• Шум в ушах
• Нарушение зрения
• Сердечные боли.

Видео: Влияние атмосферного давления на здоровье человека

Изучив причины ухудшения самочувствия и реакций организма на перепады давления, метеочувствительные люди могут себе немного помочь. При негативной реакции на повышение атмосферного давления следует утром делать гимнастику и принимать контрастный душ. Употреблять продукты, богатые калием, чаще отдыхать. При низком атмосферном давлении следует снизить физическую нагрузку, пить больше жидкости и пораньше ложиться спать. А также больше времени уделять своему здоровью.

Атмосферным давлением называют силу, с которой столб воздуха давит на определенную единицу площади Земли. Его часто измеряют в количестве килограмм на один квадратный метр, а оттуда уже переводят в другие единицы. По земному шару атмосферное давление различается – это зависит от географического положения. Нормальное привычное давление крайне важно человеческому организму для полноценного функционирования. Следует разобраться, какое атмосферное давление – норма для человека, и как его изменения могут повлиять на самочувствие.

При подъеме на высоту показатель атмосферного давления снижается, при спуске вниз – повышается. Также данный показатель может зависеть от времени года и от влажности в определенной местности. В быту его измеряют с помощью барометра. Принято указывать атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба.

Идеальным атмосферным давлением принято считать показатель в 760 мм ртутного столба, однако на территории России и вообще большей части планеты данный показатель далек от этого идеала.

Нормальной силой давления воздуха принято считать такую, при которой человек чувствует себя комфортно. Более того, для людей из разных мест обитания , при которых сохраняется нормальное самочувствие, будут разными. Человек обычно привыкает к показателю той местности, в которой живет. Если житель возвышенностей переедет в низину, какое-то время он будет испытывать дискомфорт и постепенно привыкать к новым условиям.

Однако даже на постоянном месте жительства атмосферное давление может изменяться. Обычно это происходит при смене сезонов и резких переменах в погоде. В таком случае люди с рядом патологий и врожденной метеозависимостью могут испытывать дискомфорт, а старые заболевания могут начать обостряться.

Стоит знать, как можно улучшить свое состояние при резком падении или повышения атмосферного давления. Не обязательно сразу бежать к врачу – существуют проверенные многими людьми домашние методики, которые помогают начать чувствовать себя лучше.

Важно! Стоит отметить, что людям, чувствительным к смене погодных условий, следует осторожнее выбирать места для проведения отпуска или переезда.

Какой показатель считается нормой для человека

Многие специалисты говорят: нормальным давлением для человека будет показатель в 750–765 мм ртутного столба. К показателям в данных пределах приспособиться проще всего.Для большинства людей, проживающих на равнинах, небольших возвышенностях, низинах, они будут подходящими.

Стоит отметить, что опаснее всего не повышенные или пониженные показатели, а их резкая перемена. Если изменения происходят постепенно, большинство людей их не заметят. Резкая смена может привести к негативным последствиям: часть людей при резком подъеме в гору может упасть в обморок.

Таблица норм давления

В разных городах страны показатели будут разными – это является нормой. Обычно в подробных сводках по погоде рассказывают, выше или ниже нормального атмосферное давление на данный момент времени. Норму для своего места жительства всегда можно высчитать самостоятельно, однако легче обратиться к готовым таблицам. Например, вот показатели для нескольких городов России:

Стоит отметить, что для некоторых городов и областей нормальными являются большие перепады давления. Местные жители обычно хорошо к ним адаптированы, плохое самочувствие возникнет лишь у приезжего.

Важно! Если метеозависимость возникла внезапно и раньше ее никогда не наблюдали, следует обратиться к врачу – это может говорить о заболевании сердца.

Влияние на организм

На людей с определенными заболеваниями и повышенной чувствительностью к изменениям погоды перепады давления могут негативно воздействовать, в ряде случае ограничивая работоспособность. Специалисты отмечают: женщины немного чаще мужчин реагируют на погодные изменения.

У людей бывает разная реакция на перепады. Некоторые ощущают небольшой дискомфорт, легко проходящий самостоятельно через какое-то время. Другим требуется прием специальных препаратов, чтобы избежать обострения какого-либо заболевания, которое может возникнуть из-за перемены погодных условий.

Наибольшей склонностью к негативным переживаниям во время перепадов давления обладают следующие группы людей:

1. С различными заболеваниями легких, к которым относят бронхиальную астму, обструктивный и хронический бронхит.
2. С болезнями сердца и сосудов, особенно с гипертонией, гипотонией, атеросклерозом, прочими нарушениями.
3. С заболеваниями мозга, ревматическими патологиями, болезнями опорно-двигательного аппарата, особенно остеохондрозом.

Также считается, что перепады в погодных условиях провоцируют приступы аллергии. На полностью здоровых людей изменения обычно не оказывают выраженного эффекта.

У людей с метеозависимостью возникают головные боли, сонливость, чувство усталости, нарушения пульса, не наблюдаемые при обычных условиях. В таком случае советуют проконсультироваться с врачом, чтобы исключить развитие заболеваний сердца и нервной системы.

У людей с различными заболеваниями помимо головных болей и усталости могут появиться дискомфорт в суставах, перепады артериального давления, онемения в нижних конечностях, мышечные боли. При обострении хронических заболеваний следует принять выписанные врачом лекарства.

Что делать при метеозависимости

Если повышенная чувствительность к смене погодных условий присутствует, однако никаких заболеваний, ведущих к ней, нет, то помочь справиться с неприятными ощущениями помогут следующие рекомендации.

Утром советуют принять контрастный душ, затем выпить чашечку хорошего кофе для поддержания себя в тонусе. В течение дня рекомендуют пить больше чая. Лучше – зеленый с лимоном. Полезно будет сделать зарядку, можно несколько раз за день.

Ближе к вечеру советуют расслабиться. В этом помогут травяные чаи и отвары с медом, настой валерианы и другие мягкие седативные средства. Рекомендуется пойти спать пораньше, в течение дня есть меньше соленой пищи.

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»

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;
• перед глазами;
• тошнота.

Высокое давление воздуха негативно сказывается на гипертониках

Подобные погодные условия щедры на инсульты и инфаркты.

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.

Люди различных профессий должны знать о понятии атмосферного давления: медики, летчики, ученые, полярники и другие. Оно напрямую воздействует на специфику их работы. Атмосферное давление – это величина, что помогает предсказать и спрогнозировать погоду. Если оно повышается, то это говорит о том, что погода будет солнечная, а если давление понижается, то это предвещает ухудшение погодных условий: появляется облачность и идут атмосферные осадки в виде дождя, снега, града.

Понятие и сущность атмосферного давления

Определение 1

Атмосферное давление – это сила, которая действует на поверхность. Иными словами, в каждой точке атмосферы давление равно массе вышележащего столба воздуха с основанием, которое равно единице.

Единицей измерения атмосферного давления является Паскаль (Па), который приравнивается силе в 1 Ньютон (Н), что действует на площадь в 1 м2 (1 Па = 1 Н/м2). Атмосферное давление в метрологии выражается в гектопаскалях (гПа) с точностью до 0,1 гПа. А 1 гПа, в свою очередь, равен 100 Па.

В качестве единицы измерения атмосферного давления до недавнего времени использовался миллибар (мбар) и миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.). Давление измеряется абсолютно на всех метеорологических станциях. Для того чтобы составить приземные синоптические карты, которые отражают погодные условия в данный период времени, давление на уровне станции приводят в соответствие со значениями уровня моря. Благодаря этому можно выделить области с высоким и низким атмосферным давлением (антициклоны и циклоны), а также атмосферные фронты.

Определение 2

Среднее атмосферное давление на уровне моря, которое определяется на широте 45 градусов, при температуре воздуха 0 градусов, составляет 1013,2 гПа. Данная величина принимается за стандартную, она получила название «нормальное давление».

Измерение атмосферного давления

Мы часто забываем о том, что воздух имеет вес. У поверхности Земли плотность воздуха составляет 1,29 кг/м3. Еще Галилей доказал, что воздух имеет вес. А его ученик, Эванджелиста Торричелли, смог доказать, что воздух оказывает влияние на все тела, которые расположены на земной поверхности. Это давление стали называть атмосферным.

По формуле расчета давления столба жидкости рассчитать атмосферное давление нельзя. Ведь для этого необходимо знать высоту столба жидкости и плотность. Однако у атмосферы не существует четкой границы, а с ростом высоты уменьшается плотность атмосферного воздуха. Поэтому Эванджелиста Торричелли предложил иной метод для определения и нахождения атмосферного давления.

Он взял стеклянную трубку длиной около метра, которая с одного конца была запаяна, налил в нее ртуть и опустил открытой частью в чашу с ртутью. Немного ртути вылилось в чашу, но основная часть осталась в трубке. Каждый день количество ртути в трубе незначительно колебалось. Давление ртути на определенном уровне создается при помощи веса столба ртути, поскольку в верхней части трубки воздуха над ртутью нет. Там расположен вакуум, который получил название «торричеллиева пустота».

Замечание 1

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что атмосферное давление приравнивается давлению ртутного столбца в трубке. Измерив высоту ртутного столбца, можно рассчитать давление, что производит ртуть. Оно приравнивается атмосферному. Если атмосферное давление повышается, то ртутный столбец в трубке Торричелли увеличивается, и наоборот.

Рисунок 1. Измерение атмосферного давления. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Приборы для измерения атмосферного давления

Для измерения атмосферного давления используются такие виды приборов:

• станционный барометр чашечный ртутный СР-А (для диапазона 810-1070 гПа, что характерен для равнин) или СР-Б (для диапазона 680-1070 гПа, который наблюдается на высокогорных станциях);
• барометр-анероид БАММ-1;
• барограф метеорологический М-22А.

Наиболее точными и часто используемыми являются ртутные барометры, которые применяются для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях. Они располагаются в помещениях в специально оборудованных шкафах. Доступ к ним строго ограничен в целях техники безопасности: с ними могут работать только специально подготовленные специалисты и наблюдатели.

Более распространенными являются барометры-анероиды, которые применяются для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях и на географических стационарах для маршрутных исследований. Зачастую они применяются для барометрического нивелирования.

Барограф М-22А чаще всего используется для фиксации и непрерывной регистрации каких-либо изменений атмосферного давления. Они могут быть двух типов:

• для того чтобы зарегистрировать суточное изменение давления, применяется М-22АС;
• для того чтобы зарегистрировать изменение давления в течение 7 дней, применяется М-22АН.

Устройство и принцип действия приборов

Рассмотрим для начала чашечный ртутный барометр. Данный прибор состоит из стеклянной калиброванной трубки, которая заполнена ртутью. Ее верхний конец запаян, а нижний погружается в чашу с ртутью. Чашка ртутного барометра состоит из трех частей, которые соединены резьбой. Средняя чаша внутри имеет диафрагму со специальными отверстиями. Благодаря диафрагме затрудняется колебание ртути в чаше, предотвращая тем самым попадание воздуха.

В верхней части чашечного ртутного барометра есть отверстие, сквозь которое чаша сообщается с воздухом. В некоторых случая отверстие закрывается винтом. В верхней части трубки воздуха нет, поэтому под влиянием атмосферного давления столбик ртути поднимается в колбе до определенной высоты на поверхность ртути в чаше.

Масса столба ртути приравнивается к величине атмосферного давления.

Следующим прибором является барометр. Принцип его устройства заключается в следующем: стеклянная трубка защищается металлической оправой, на которую наносится шкала измерения в паскалях или миллибарах. Верхняя часть оправы имеет продольный прорез для того, чтобы наблюдать за положением ртутного столбика. Для максимально точного отчета мениска ртути располагается кольцо с нониусом, которое перемещается вдоль шкалы при помощи винтика.

Определение 3

Шкала, которая предназначена для определения десятых долей, называется компенсированная шкала.

От загрязнения она предохраняется защитным кожухом. В средней части барометра вмонтирован термометр для того, чтобы учитывать влияние температуры окружающей среды. По его показаниям вводится температурная поправка.

С целью исключения искажений показаний ртутного барометра вводится ряд поправок:

• температурная;
• инструментальная;
• поправки на ускорение силы тяжести в зависимости от высоты над уровнем моря и широты места.

Барометр-анероид БАММ-1 используется для замеров атмосферного давления в приземных условиях. Его чувствительным элементом является блок, который состоит из трех соединенных анероидных коробок. Принцип устройства барометра-анероида основывается на деформации мембранных коробок под действием атмосферного давления и трансформацией линейных перемещений мембран при помощи передаточного механизма в угловые перемещения стрелы.

В качестве приемника выступает металлическая анероидная коробка, которая оснащена гофрированным дном и крышкой, воздух из них полностью выкачивается. Пружина оттягивает крышку коробки и предохраняет ее от сплющивания воздушным давлением.

Рисунок 2. Подтверждение существования атмосферного давления. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ