Пониженное атмосферное давление господствует в течение года


Распределение атмосферного давления по широтам — урок. География, 7 класс.

Изобары — линии, соединяющие на карте точки с одинаковым атмосферным давлением.

С температурой воздуха тесно связано атмосферное давление. Из-за различного нагревания воздуха у земной поверхности формируются пояса высокого и низкого давления.

 

Формирование поясов атмосферного давления

 

В экваториальных широтах хорошо прогретый воздух поднимается вверх — образуется пояс низкого давления. Далее воздух постепенно охлаждается, водяной пар конденсируется и проливается сильным дождём. На высоте \(10\)–\(12\) км охлаждённый и плотный воздух начинает растекаться на север и на юг, к тропикам. Нисходящие потоки воздуха формируют в тропических широтах пояса высокого давления.

 

В полярных областях из-за низких температур плотный и тяжёлый воздух образует области высокого давления.

 

Между тропическими и полярными поясами повышенного атмосферного давления в умеренных широтах находятся пояса относительно пониженного атмосферного давления.

В экваториальных и умеренных широтах формируются пояса пониженного давления, в тропических и полярных — высокого давления.

 

Основная причина образования поясов атмосферного давления — неодинаковое поступление солнечного тепла на разных широтах.

Пояса низкого и высокого давления.

Климатические пояса и атмосферное давление

Атмосферное давление зависит от климатических поясов освещённости и увлажнения, от нагрева Земли лучами Солнца.
Причина возникновения поясов атмосферного давления – разница температур самих воздушных масс, вследствие нагрева от земной поверхности. Из-за шарообразной формы Земли, разные участки прогреваются Солнцем неравномерно. Это влияет на образование различных зон атмосферного воздействия.

Причем здесь температура воздуха и пояса низкого и высокого давления? Чем отличается холодный воздух от тёплого? Какие существуют пояса атмосферного давления?

Плотность холодных масс воздуха больше тёплых. А чем больше плотность, тем воздух тяжелее. В полярных районах холодно, даже летом. Холодный воздух плотный и тяжелый. Поэтому, там высокое атмосферное давление. Другими словами, арктический и антарктический полярные зоны – это пояса высокого давления Земли. В экваториальных районах всегда жарко. Тёплый воздух – лёгкий. Поэтому на экваторе – пояс низкого давления Земли.

Пояса давления на земном

В районах тропиков тоже жарко, но при этом формируется тропический пояс высокого атмосферного давления. В чём причина возникновения такого несоответствия при жарких и сухих тропиках?

Всё просто. На экваторе теплый воздух поднимается до верхних пределов тропосферы, и имеет определённую плотность, которая постепенно изменяется по мере охлаждения воздуха. Растекаясь от экватора к тропическим зонам, те же воздушные массы, но уже с другой плотностью и холодные, опускаются к поверхности Земли из тропосферы, (см. «Пояса увлажнённости Земли»).

Между двумя поясами высокого давления (между тропическими и полярными) лежит зона с низким давлением. То есть, выполняется чередование:

  • Экватор – низкое атмосферное д.;
  • Тропики – высокое атмосферное д.;
  • Умеренные зоны – н.д.;
  • Полярные – в.д.
  1. Сухой климат – Арктический и Антарктический, Тропические – пояса высокого атмосферного давления.
  2. Влажный климат – Умеренные и Экваториальный – пояса низкого атмосферного давления.

Зависимость между поясами давления и осадками.

В климатических поясах с низким атмосферным давлением преобладают осадки в большом количестве. И, наоборот – в климатических зонах с высоким давлением воздушных масс осадки наблюдаться в меньшей мере. Почему так? Потому, что происходит процесс конденсации водяных паров в капли жидкости при подъёме тёплых воздушных масс в тропосферу. Это физическое явление характерно для климатических поясов с низким атмосферным давлением – экваториальных и умеренных зон.

Зависимость между поясами атмосферного давления и осадками

Тест по теме: "Атмосфера Земли" | Тест (география, 7 класс) по теме:

Тестовая работа по теме: «Атмосфера Земли»

Вариант 1.

Выберите один правильный ответ.

1. При движении от полюсов к экватору количество солнечного тепла, получаемого территорией:

а) увеличивается;                

б) не изменяется;                

в) уменьшается.

2. В январе максимальное количество солнечного тепла получают территории в районе:

а) Северного тропика;

б) экватора;                

в) Южного тропика.

3. Повышенное атмосферное давление возникает тогда, когда воздух:

а) поднимается                

б) опускается                

в) движется горизонтально.

4. Пониженное атмосферное давление господствует в течении года:

а) в тропических и экваториальных широтах;        

б) в экваториальных и умеренных широтах;

в) в умеренных и антарктических;                        

г) в антарктических и тропических.

5. К постоянным ветрам относятся:

а) западные ветры и пассаты;        

б) пассаты и бризы;                

в) бризы и западные ветры.

6. Максимальное количество осадков выпадает:

а) на экваторе                        в) в районе Северного полюса

б) на полюсах                        г) в районе Южного тропика.

7. Высокие температуры и пониженное содержание влаги характерны для воздушных масс:

а) экваториальных                        в) тропических

б) умеренных                                г) арктических.

8. Сезонная смена воздушных масс характерна для климатических поясов:

а) умеренного и субтропического;                        

б) субтропического и субэкваториального;

в) субэкваториального и арктического                

г) арктического и антарктического.

9. Зимой тропические воздушные массы господствуют:

а) только в тропическом климатическом поясе;

б) в тропическом и субтропическом климатических поясах;

в) в тропическом, субтропическом и умеренном климатических поясах.

Обдумайте вопрос и сформулируйте развёрнутый ответ.

10. Вследствии каких причин одна и та же территория в различные сезоны года получает неодинаковое количество осадков?

Тестовая работа по теме: «Атмосфера Земли»

Вариант 2.

Выберите один правильный ответ.

1. При движении от экватора к полюсам количество солнечного тепла, получаемого территорией:

а) увеличивается        

б) не изменяется        

в) уменьшается.

2. Чем южнее, тем теплее – такое распределение солнечного тепла характерно:

а) для Северного полушария        

б) для Южного полушария

в) для обоих полушарий.

3. В январе минимальное количество солнечного тепла получают территории в районе:

а) Северного тропика        

б) экватора                

в) Южного тропика.

4. Повышенное атмосферное давление господствует в течении года:

а) в тропических и экваториальных широтах;        

б) в умеренных и антарктических широтах

в) в экваториальных и умеренных широтах        

г) в антарктических и тропических широтах.

5. К постоянным ветрам атмосферы Земли относятся:

а) пассаты и муссоны        

б) муссоны и западные ветры умеренных широт;

в) западные ветры умеренных широт и северо – восточные ветры.

6. Распределение и направление постоянных ветров по земной поверхности не зависит:

а) от годового количества осадков;

б) о распределения поясов атмосферного давления;

в) от отклоняющего действия вращения Земли.

7. Наименьшее количество осадков характерно:

а) для экваториальных широт;

б) для умеренных широт;

в) для арктических широт.

8. Низкие температуры и пониженное содержание влаги характерны для воздушных масс:

а) экваториальных                        в) умеренных

б) тропических                        г) арктических

9 . Отсутствие сезонной смены воздушных масс характерно для климатических поясов:

а) умеренного и субтропического;

б) субтропического и субэкваториального;

в) субэкваториального и арктического;

г) арктического и антарктического.

Обдумайте вопрос и сформулируйте развёрнутый ответ.

10. При каком давлении и в следствии каких причин выпадают атмосферные осадки?

2. Суточный и годовой ход атмосферного давления. Изменение давления с высотой

Суточный ход атмосферного давления

Суточное изменение атмосферного давления связано с изменением температуры воздуха и с его перемещением. При нагревании воздух увеличивается в объёме, становится менее плотным, его масса уменьшается — атмосферное давление понижается. Холодный воздух, наоборот, уменьшается в объёме, становится более плотным, масса его увеличивается — атмосферное давление повышается.

При повышении температуры воздуха атмосферное давление падает, при понижении — возрастает. При понижении температуры на \(1\) °С атмосферное давление повышается на \(0,28\) мм рт. ст.

Самое высокое атмосферное давление в течение суток наблюдается ночью, самое низкое — после полудня.

Годовой ход атмосферного давления

Над сушей максимальное атмосферное давление наблюдается зимой, а минимальное — летом. Над океанами в связи с медленным нагреванием и остыванием воды минимум атмосферного давления наблюдается зимой, а максимум — летом.

Изменение атмосферного давления с высотой

Чем больше высота столба атмосферного воздуха, тем выше атмосферное давление. Следовательно, с высотой атмосферное давление понижается.

Атмосферное давление понижается в среднем на \(1\) мм рт. ст. на каждые \(10,5\) м подъёма.

 

С помощью показаний барометра можно определить относительную высоту местности.

Пониженное атмосферное давление господствует в течение года в каких широтах

Цель:

  • дать представление об атмосферных фронтах, циклонах и
    антициклонах;
  • показать их влияние на погоду и климат.

Задачи:

  1. Вспомнить основные климатообразующие факторы.
  2. Выяснить основные признаки и особенности размещения
    атмосферных фронтов, циклонов и антициклонов.
  3. Развивать навыки работы с таблицами, картами атласов.
  4. Развивать навыки устной речи, умения обобщать и делать
    выводы.
  5. Прививать интерес и любовь к предмету. Воспитывать
    экологическое мышление.

Методы и формы обучения:

  • объяснительно – иллюстративный – беседа с целью
    активизации опорных знаний;
  • работа (письменная) по систематизации основных
    признаков атмосферных фронтов, циклонов, антициклонов.

Тип урока: комбинированный.

Термины и понятия:

  • Атмосферный фронт.
  • Циклон.
  • Антициклон.
  • Холодный и
    теплый атмосферные фронты.

Оборудование:

  • мультимедийный конспект – презентация;
  • интерактивная доска;
  • физическая и климатическая карта России;
  • выставка научной и художественной литературы по теме.

План урока.

  1. Постановка цели и задач.
  2. Повторение и проверка домашнего
    задания.
  3. Изучение новой темы:
    • Атмосферные фронты.
    • Циклоны.
    • Антициклоны.
  4. Закрепление новой темы.
  5. Подведение итогов урока.

Ход урока

Мультимедийный конспект урока.

I. Организационный момент.

Актуализация знаний учащихся.

Целеполагание.

  • Вспомни!
  • Узнай!
  • Научись!

II. Повторение и проверка изученного материала.

1) Вспомни!

  1. Что такое климат?
  2. Факторы формирования климата.
  3. Виды солнечной радиации.
  4. Виды и свойства воздушных масс.

2) Географический диктант:

1. Количество солнечного тепла, получаемое в
течение года территорией в тропических широтах …

а) больше, чем в экваториальных и умеренных широтах;

б) больше, чем в экваториальных, но меньше, чем в умеренных широтах;

в) меньше, чем в экваториальных, но больше, чем в умеренных широтах;

г) меньше, чем в экваториальных и умеренных широтах.

2. В июне максимальное количество солнечного
тепла получают территории в …

а) тропических широтах северного полушария;

б) тропических широтах южного полушария;

в) экваториальных широтах.

3. Тропические широты южного полушария получают
наибольшее количество солнечного тепла в …

а) январе;

б) марте;

в) июне;

г) сентябре.

4. Самые высокие абсолютные температуры воздуха
зафиксированы в … широтах.

а) экваториальных;

б) тропических;

в) умеренных;

г) арктических.

5. Пониженное атмосферное давление в течение года
господствует в … широтах.

а) экваториальных и тропических;

б) тропических и арктических;

в) арктических и умеренных;

г) умеренных и экваториальных.

6. Повышенное атмосферное давление в течение года
господствует в … широтах.

а) экваториальных и тропических;

б) тропических и арктических;

в) арктических и умеренных;

г) умеренных и экваториальных.

7. Ветры, дующие из тропических широт в сторону
умеренных, называются …

а) пассаты;

б) западный перенос;

в) северо-восточные;

г) муссоны.

8. Пассаты оказывают наибольшее влияние на климат

а) Евразии и Южной Америки;

б) Южной Америки и Африки;

в) Африки и Северной Америки;

г) Северной Америки и Евразии.

9. Западные ветры умеренных широт приносят влагу
на … побережья материков.

а) северные;

б) южные;

в) западные;

г) восточные.

10. Распределение поясов атмосферного давления по
Земле оказывает наибольшее воздействие на …

а) распределение тепла и влаги;

б) распределение влаги и систему господствующих ветров;

в) систему господствующих ветров и распределение тепла.

11. Система господствующих ветров на земном шаре
непосредственно определяется распределением …

а) тепла;

б) влаги;

в) атмосферного давления.

12. Тропические воздушные массы характеризуются

а) высокими температурами и влагосодержанием;

б) высокими температурами и низким влагосодержанием;

в) низкими температурами и высоким влагосодержанием;

г) низкими температурами и влагосодержанием.

III. Изучение нового материала.

Узнай!

  • Что такое атмосферные фронты.
    • Теплый атмосферный фронт.
    • Холодный атмосферный фронт.
    • Циклоны.
    • Антициклоны.

1) Атмосферные фронты – переходные зоны, разделяющие различные
по своим свойствам воздушные массы.

Воздушные массы – значительные объемы воздуха, главными свойствами
которых, являются температура и влагосодержание.

Нередко воздушные потоки встречаются, сталкиваются.

2) Циклоны и антициклоны – это крупные атмосферные вихри, переносящие
воздушные массы.

3) Синоптические карты – основа для составления
прогноза погоды.

– Какие необходимы сведения для составления синоптических карт?

IV. Закрепление изученной темы.

Географический диктант.

  • Что такое атмосферный фронт ?
  • Какие виды атмосферных фронтов вы знаете ?
  • Дайте характеристику теплому атмосферному фронту .
  • Дайте характеристику холодному атмосферному фронту.
  • Что такое циклон?
  • Где наиболее интенсивно себя проявляет циклон?
  • Где формируются антициклоны.

Из предложенных найдите признаки циклона, антициклона, атмосферного фронта.

  1. Атмосферный вихрь с высоким давлением в центре.
  2. Атмосферный вихрь с низким давлением в центре.
  3. Приносит пасмурную погоду.
  4. Устойчив и малоподвижен.
  5. Устанавливается над Восточной Сибирью.
  6. Зона столкновения теплых и холодных воздушных масс.
  7. Восходящие потоки воздуха в центре.
  8. Нисходящее движение воздуха в центре.
  9. Движение от центра к периферии.
  10. Движение против часовой стрелки к центру.
  11. Они бываю теплые и холодные.

V. Итог урока.

  • «У природы нет плохой погоды».

Творческие выводы учеников.

Домашнее задание: стр. 82-86.

Мультимедийный конспект урока.

Описание,
принцип действия,
рекомендации по использованию работы.

Основой урока является презентация (Power Point). Структура
презентации создана таким образом, чтобы максимально облегчить работу учителю и
учащимся, предоставлять необходимое время для ответов на вопросы и работы с
материалами урока.

Смена слайдов проводится по щелчку левой кнопки мыши (клику).
Просмотр анимационного ролика (слайды №15 и 17) сопровождается звуком и
проводится по «клику» на изображение, а смена, по клику в любом месте слайда
(кроме изображения).

Каждый пункт плана урока на 2-м слайде снабжен гиперссылкой,
что позволяет свободно перемещаться в необходимый этап урока и при необходимости
возвращаться назад к плану урока т.е. обеспечивается легкая навигация по слайдам
презентации урока.

Четкая структура урока обеспечивается напоминанием на каждом
слайде о том на каком этапе урока мы находимся.

1 слайд – сообщение темы урока.

2 слайд – план урока. План снабжен гиперссылками,
позволяющими свободно передвигаться по этапам урока.

3 слайд – целеполагание.

4 слайд – 12 слайд – повторение и проверка домашнего задания.

6 слайд – необходимо перечислить климатообразующие факторы.

5 и 7 слайды – скрытые. Они позволяю дифференцированно
проводить уроки в разных классах. При необходимости можно более подробно
вспомнить некоторые климатообразующие факторы, еще раз их повторить и закрепить.
В классах сильных, где дети освоили тему, можно без них обойтись.

8 и 9 слайды – повторение видов солнечной радиации. 8 слайд
можно использовать в классах, где есть необходимость повторно закрепить тему. В
«сильных» классах можно обойтись без него.

10 -12 слайды – тестовая работа по проверке домашнего
задания. Тест появляется на экране, но при необходимости раздается индивидуально
на парту – в распечатанном виде.

13 слайд – целеполагание этапа изучения нового материала.

14 слайд – 26 слайд – изучение нового материала.

14 слайд – вспоминаем свойства и виды воздушных масс и даем
определение понятию «атмосферный фронт».

16 слайд – знакомимся с видами атмосферных фронтов. Схемы
действия холодных и теплых атмосферных фронтов снабжены гиперссылками для
перехода к видеороликам на 15 и 17 слайдах.

15 и 17 слайды – скрытые – озвученные видеоролики с описанием
свойств теплых и холодных атмосферных фронтов. Видеоролики запускаются «кликом»
мышки.

18 слайд – знакомимся с территориями прохождения арктических
и полярных фронтов.

19 слайд – сравнительная характеристика теплых и холодных
фронтов. Используется слайд в классах где учащиеся затрудняются самостоятельно
сделать вывод. В остальных коллективах слайд можно не использовать.

20 слайд – определение циклонов и антициклонов.

21 слайд – характеристика циклонов.

22 слайд – описание территорий распространения циклонов.

23 слайд – основные пути прохождения циклонов – территории
развития циклонов зимой и летом. Работа с картой.

24 слайд – характеристика антициклона.

25 слайд – работа с картой территории распространения
антициклонов.

26 слайд – что является основой для составления синоптических
карт.

27– 30 слайды – закрепление изученного материала.

27 слайд – целеполагание на этапе закрепления.

28 слайд – сравнительная характеристика циклонов и
антициклонов. Классу дается таблица в которой правильные ответы закрыты. По мере
того как дети дают ответы поля таблицы открываются с помощью «клика» мышки. На
слайде применена анимация – выход.

29 и 30 слайды – тесты для закрепления. При необходимости
раздаются индивидуально на парту в распечатанном виде.

31 слайд – «У природы нет плохой погоды». Творческие
размышления учащихся. Лирический итог урока.

Нецелесообразно использовать всю презентацию на уроке. При
частой смене слайдов внимание падает и учащиеся быстро устают. Учитель сам
выбирает, исходя из индивидуальных особенностей класса, какие слайды
использовать во время урока. Вариативность обеспечивается удобной навигацией по
этапам урока.

Данная презентация может использоваться в индивидуальной
работе с учащимися, при самостоятельном изучении темы.

При подготовке к уроку использовалась следующая
литература:

  1. Библиотека электронных пособий. География 6-10 классы, ГУ
    РЦ ЭМТО 2003 г.
  2. География материков и океанов: Учебник для 7 классов.
    Общеобразоват. Учреждений / Д.П. Филатов, С.В. Васильев, З.И. Шипунов, Е.Я.
    Чернихова. – М.; Просвещение, 1996 г.
  3. География в школе: Электронные уроки и тесты. – ЗАО
    Просвещение – МЕДИА 2007 г.
  4. Гладкий Ю.Н., С.Б. Лавров. Дайте планете шанс! – М.;
    Просвещение, 1995 г.
  5. Коринская В.А.. География материков и океанов. 7 класс.:
    учеб. для общеобразват. учреждений. – М.: Дрофа, 2006 г.
  6. Новиков ЮВ. Природа и человек. – М.: Просвещение, 1991 г.

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 (гипсометртермобарометрбаротермометр) — 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

Исследование фона низких и умеренных уровней геомагнитной активности

Эффекты небольших колебаний атмосферного давления (APF) в двух диапазонах периодов, которые в основном связаны с дальним инфразвуком (3–120 с) и внутренними гравитационными волнами (120–120 с). 1200 с) на поведение человека, связанное с возникновением травм, с интервалом в один год. Особый интерес вызывает анализ комбинированных эффектов APFs и геомагнитной активности (GMA), относимых к низким и умеренным уровням.Отношения между ежедневным количеством аварийных транспортных событий из-за спортивных травм (EEI) и среднесуточными интегральными амплитудами APF в двух диапазонах (DHAI и DHAG, соответственно) вместе с планетарным геомагнитным индексом Ap анализируются с использованием регрессионных моделей на основе по категоризации. Как показано, высокий уровень DHAI является довольно сильным метеоротропным фактором, имеющим отношение к увеличению частоты спортивных травм. Высокий DHAG имеет противоположный смысл на фоне низкого DHAI, способствуя уменьшению числа EEI.Рассмотрение комбинированных эффектов APF и GMA показывает, что отрицательные эффекты высокого DHAI более выражены в сочетании с низким уровнем Ap. Результаты обсуждаются с точки зрения необходимости дальнейших медико-метеорологических исследований с использованием баз данных наиболее нарушенных геофизических условий.

1. Введение

Многочисленные исследования в области медицинской метеорологии показывают, что резкие суточные колебания атмосферного давления (АД) являются важным метеоротропным фактором, оказывающим неблагоприятное воздействие на здоровье и различные виды человеческой деятельности.Однако другим биоэффективным физическим характеристикам АП уделяется недостаточное внимание.

Известно, что множество атмосферных явлений заставляет давление колебаться в очень широком диапазоне периодов. Особый интерес представляют метеоротропные особенности колебаний атмосферного давления (ФДД) в инфразвуковом диапазоне частот (0,003 Гц < f <1 Гц), связанные с естественными шумами в атмосфере [1–3]. Самым мощным источником НПФ в штормовую погоду являются хаотические турбулентные потоки воздуха, вызванные сильным ветром [4, 5].Помимо акустических волн, создаваемых сжимаемостью воздуха, внутренние гравитационные волны (ВГВ), создаваемые вертикальной стратификацией плотности, вносят значительный вклад в атмосферный шум. Их периоды у поверхности Земли находятся в пределах от минуты до нескольких часов [2, 4, 6]. Ниже частоты 0,003 Гц атмосферные волны преобразуются в почти чистый ВГВ. Считается, что ВГВ с периодами от 1 до 40 минут имеют отношение к реакциям человека [7]. Различное количество источников генерирует ВГВ на более низких уровнях атмосферы, включая конвективную и фронтальную активность, сдвиг ветра и топографию.Суровые погодные условия, такие как фронтальная активность, муссоны, грозы и ураганы, а также более интенсивные погодные явления (тайфуны, торнадо, циклоны и т. Д.) Сопровождаются генерацией акустических и акустико-гравитационных волн.

Важной особенностью APF является то, что они проникают в здания [3, 7] и, следовательно, могут быть ответственны за симптомы чувствительности к погодным условиям не только на открытом воздухе, но и внутри помещений. Еще Мезерницкий [8] подчеркивал, что быстрые «микропульсации» атмосферного давления способны самым худшим образом влиять на человеческий организм.Неблагоприятное воздействие инфразвуковых волн, вызванных сильной штормовой активностью, на отдельные виды человеческого поведения, в частности рост числа автомобильных аварий, сообщили Грин и Данн [1].

Также предполагалось, что повышенный уровень тревожности у людей с психическими расстройствами увеличивает число самоубийств, а более частые случаи сердечной аритмии в дни с сильным ветром, вероятно, по крайней мере частично, связаны с биологической реакцией на ветер. -генерированные быстрые возмущения атмосферного давления [2, 9, 10].Влияние горных ветров на умственную деятельность человека, характеризуемую такими параметрами, как время реакции и / или продолжительность активного внимания, а также косвенные признаки, такие как поведение, приводящее к дорожно-транспортным происшествиям, рассматривалось в ряде исследований [11–13]. ]. Ли и Гарравей [14] обнаружили значительное влияние силы ветра на риск спортивных травм.

Наше предыдущее исследование выявило метеоротропные эффекты высокого APF в дальнем инфразвуковом диапазоне у людей с заболеваниями системы кровообращения [3].Целью этого исследования является изучение того, может ли высокий APF в дальнем инфразвуке и в диапазоне периодов IGW влиять на поведение человека, связанное с возникновением травм. Выбрана спортивная деятельность, так как это область, имеющая отношение к высокому риску травм из-за чрезвычайного внутреннего напряжения до пределов человеческой выносливости. Таким образом, возможные отношения APF в двух диапазонах периодов (3–120 с и 120–1200 с) с ежедневным количеством аварийных транспортных происшествий из-за спортивных травм (EEI) анализируются с учетом смешанных эффектов основных метеорологические параметры.Кроме того, проверяется возможная связь эффектов АПП со скоростью ветра. Особый интерес вызывает анализ комбинированных эффектов APF и геомагнитной активности (GMA), поскольку появляется все больше доказательств, указывающих на биологические эффекты геомагнитных условий.

2. Материалы и методы
2.1. Данные о НПФ и соответствующих природных физических величинах

Исследование проводилось в г. Киев (Украина). Непрерывные измерения атмосферного давления каждые 0.5 с стандартным высокочувствительным (1 Па) микробарометром (Атмосфера – 1, Производственный научно-технический кооператив «Добрый шлях») на открытом воздухе в тот же годичный период (с 1 июля 2005 г. по 30 июня 2006 г.), что и в нашем предыдущем исследование [3], представляют собой базу данных для анализа. Спектральные параметры APF и среднечасовая интегральная амплитуда (HA) в двух диапазонах периодов (HAI: 3–120 с и HAG: 120–1200 с) рассчитывались с помощью специальной компьютерной программы, разработанной нами с использованием программного обеспечения Matlab. Согласно известным определениям [4, 6, 9], периоды APF связаны, прежде всего, с дальним инфразвуком в первом диапазоне (далее I-диапазон) и с IGW во втором диапазоне (далее G-диапазоне).

Трехчасовые метеорологические данные о температуре, относительной влажности, скорости ветра и атмосферном давлении были получены от Киевской геофизической обсерватории. Данные о планетарной геомагнитной активности (Ap-индекс) доступны в Интернете (World Data Center for Geomagnetism, Kyoto).

2.2. База данных по спортивному травматизму, ее обработке и статистическому анализу

База данных по суточному количеству EEI по правилам кодирования ICD-10 получена из Киевской станции экстренной помощи и медицины катастроф.База данных включает только общее количество EEI, относящихся к профессиональным и любительским видам спорта, независимо от вида спорта или степени тяжести травм.

При предварительной обработке годовой базы данных EEI все праздничные дни были исключены из данных. Поскольку данные об EEI и атмосфере за несколько дней не были доступны, в целом для анализа было использовано 345 дней, когда имело место 1533 EEI. Число EEI оказалось больше по субботам, чем в другие дни недели, хотя значительная разница для EEI была выявлена ​​только между субботой и средой (𝑃 <0.05). Эффект дня недели контролировался фиктивными переменными.

Число EEI летом было значительно меньше, чем для других сезонов года (<0,00001), для которых числа EEI сопоставимы. Уменьшение числа EEI летом, по-видимому, связано с особенностями социального расписания (т. Е. С сезоном отпусков, когда занятия любительским спортом и школьными видами спорта сведены к минимуму). Число последовательных дней в течение года (ND) было включено в модель в качестве потенциальной мешающей переменной для контроля временного тренда годовой модели EEI.Введенная переменная ND позволяет учитывать не только эффекты сезонных изменений естественных физических условий среды, но и особенности социального фона (например, обязательные расписания, характерные для занятий спортом, летнего отдыха и т. Д.).

Число EEI было связано со среднесуточным значением HAI (DHAI) и HAG (DHAG). Поскольку APF причинно связаны с турбулентностью, индуцированной ветром, был проведен дополнительный анализ возможной связи эффектов DHA со скоростью ветра (WV).Возможная связь между EEI и геомагнитной активностью (GMA), а также комбинированные эффекты APF и GMA были исследованы с использованием суточного планетарного геомагнитного Ap-индекса [15]. Этот параметр широко используется в биомедицинских исследованиях. Согласно предыдущим исследованиям, Ар-индекс является эффективным параметром психофизиологических и вегетативных реакций человека [16–18]. С другой стороны, индекс Ap считается подходящим критерием для определения степени GMA в средних широтах, описывая спокойный (0

Среднесуточные значения температуры, относительной влажности и атмосферного давления рассматривались как потенциально искажающие метеорологические переменные.

Полиномиальная аппроксимация использовалась для визуальной оценки функциональной формы связи между EEI и независимой переменной. Модели регрессии, основанные на категоризации [3, 20], были применены для изучения отношений EEI с независимыми переменными.Преимущество такого подхода перед параметрической регрессией заключается в возможности выявить пороговые эффекты, в то время как строгое предположение о взаимосвязях не требуется. Сначала значения независимых переменных были разделены на квартили. Если достоверно разные значения EEI выявлялись только между двумя группами квартилей, то значения независимых переменных разделялись только на две категории. Из-за восприимчивости категориальных методов к изменению границ категорий количество дней для этих двух категорий было определено как n1 и n2 соответственно, как только проверенная граница между ними выявила наиболее значительную разницу для номер EEI.Непараметрические процедуры сглаживания (метод Лесса) использовались для устранения (пошаговым образом) искажающих паттернов переменных в данных EEI.

Все независимые переменные, а также номер EEI обычно не распределяются. Поэтому применялись непараметрические оценки (критерий Манна-Уитни U и критерий ранговой корреляции Шермана). Статистический анализ выполнялся с помощью Matlab 6.6 (Curve Fitting Toolbox), Statistica 6 и MS Excell.

3. Результаты
3.1. Естественные физические характеристики

Описательная статистика переменных DHA, WV и Ap (таблица 1) указывает на умеренный уровень атмосферной активности в течение анализируемого годичного интервала. Этот интервал также соответствует низкой солнечной активности, что приводит к более низким уровням GMA, измеряемым значением Ap.


95% ДИ Максимум Минимум

DHAI (Па) 2.65–3,06 11,07 0,70
DHAG (Па) 2,27–2,50 10,34 0,88
WV (м / с) 2,15–2,37 5,50 0,00
Ap 8,74–11,23 101,87 0,00

Согласно расчетам, корреляция между годовыми профилями DHAI и значениями DHAG высока (𝑟 = 0.7, 𝑃 <0,000001). Существуют значительные сезонные различия в уровнях как DHAI, так и DHAG, поскольку они значительно выше зимой и весной по сравнению с летом и осенью (<0,0009 и <0,05 для DHAI и DHAG, соответственно). Между тем, значения DHAI и DHAG для лета и осени сопоставимы (то же самое верно для зимы и весны).

Годовая динамика DHAI и DHAG выявила выраженную корреляцию с WV (<0,00001), которая была выше для DHAI (𝑟 = 0.72), чем для DHAG (= 0,49). Это связано с более выраженными причинно-следственными связями между WV и APF в I-диапазоне их периодов, чем в G-диапазоне. Однако соотношение DHA и Ap довольно слабое (= -0,16, 𝑃 = 0,003 и 𝑟 = -0,14, 𝑃 = 0,008 для DHAI и DHAG, соответственно).

3.2. Связь между EEI и естественными физическими переменными

Полиномиальный график (рисунок 1 (a)) показывает нелинейное увеличение числа EEI по всем дням исследуемого интервала, если они отсортированы по значениям DHAI в порядке возрастания (см. Также график значений DHAI, показанных аналогичным образом на (Рисунок 1 (b)).Число EEI оказалось значительно больше в четвертом квартиле DHAI (с наивысшими значениями DHAI) по сравнению с тремя другими квартилями (составляет 0,0002, 0,008 и 0,02 для первого, второго и третьего квартилей соответственно). Сами цифры EEI для этих трех квартилей сопоставимы (> 0,13). Пороговый эффект DHAI считался реалистичным, поскольку значительная разница была обнаружена только на границе между двумя группами квартилей: четвертой и тремя другими.Таким образом, все дни были разделены на две категории, которые были определены как низкие и высокие уровни DHAI (Таблица 2).

0,032

(a)
Параметр Низкий DHAI CI ( n 1 = 254) Высокий DHAI CI ( n 2 = 91) P Значение

DHAI (Па) 1,81–2,00 5,15–5,85
EEI / 0 3.83–4,48 4,81–5,95 0,0002
EEI / 4 4,08–4,57 4,42–5,32 0,028
EEI / 4G 4,10–4,57 4,42–5,28

(b)
Параметр Low DHAG CI ( n 1 = 214) High DHAG CI ( n 2 = 131) P Значение

DHAG (Па) 1.73–1,82 3,18–3,58
EEI / I 4,36–5,01 3,70–4,53 0,039
EEI / 4I 4,37–4,89 3,86–4,54 0,032

P - значимость разницы в числе EEI между двумя категориями (низкой и высокой) значений DHAI и DHAG.

После пошаговой корректировки четырех потенциальных смешивающих переменных (ND, температура, относительная влажность и атмосферное давление), число EEI оставалось значительно выше в дни с высоким уровнем DHAI по сравнению с днями с низким DHAI- категория (Таблица 2), указывающая на независимый вклад высокого DHAI в увеличение числа EEI.Однако величина эффекта (определяемая как процент относительного увеличения EEI при сравнении этих двух категорий) высокого DHAI уменьшилась более чем в два раза из-за сопутствующих эффектов этих четырех переменных. Фактически, размер эффекта составляет 29,6% (95% ДИ: от 25,6 до 32,8) и 12,7% (от 8,3 до 16,4) для необработанных и скорректированных данных соответственно.

DHAG не обнаружил влияния на связь между EEI и DHAI. Фактически, высокий размер эффекта DHAI после дополнительной корректировки для DHAG остался более или менее таким же, с 11.7% (от 7,8 до 15,5).

При применении того же анализа к переменной DHAG не было обнаружено значимой связи между EEI и DHAG для необработанных данных и данных, скорректированных для четырех переменных. Однако связь очевидна после корректировки либо для DHAI, либо для четырех переменных и DHAI. Соответствующие графики для числа EEI, скорректированного для DHAI или для четырех переменных и DHAI (как полиномиальная функция), и значений DHAG, полученных аналогичным образом (как в случае для DHAI, рисунки 1 (a) и 1 (b)) представлены на рисунках 2 (а) и 2 (б) соответственно.Число EEI значительно меньше в дни с высоким DHAG, чем в дни с низким DHAG (Таблица 2). Процентное уменьшение числа EEI после корректировки для четырех переменных и DHAI составляет -9,3% (от -7,2 до -11,7).

Возможное искажающее влияние высокого уровня DHAI на соотношение EEI и DHAG было доказано повторными вычислениями после удаления всех дней с высоким DHAI из данных. Значительное уменьшение числа EEI (<0,034) в дни с высоким DHAG (CI: 2,94–3,85 Па, n 2 = 45) по сравнению с днями с низким DHAG (CI: 1.73–1,84 Па, n 1 = 209) было подтверждено еще до внесения поправки на DHAI. Величина эффекта высокого DHAG после корректировки для четырех переменных и DHAI составляет -15,7% (от -9,7 до -22,7). Кажется, что высокий уровень DHAG благоприятен для уменьшения числа EEI в дни с низким DHAI (не в дни, когда отрицательные эффекты DHAI сильны и доминируют).

В дни с высоким DHAI значения WV также были очень высокими (CI: 3,02–3,38 м / с, n 2 = 91) при сравнении с этими (CI: 1.83–2,04 м / с, n 1 = 254, 𝑃 <0,000001) в дни с низким DHAI. Следовательно, повышенное число EEI может быть связано как с высоким WV, так и с высоким DHAI. Фактически, это увеличение оказывается незначительным (> 0,13) после поправки на WV, что указывает на связь между WV и высокими эффектами DHAI. Эти результаты соответствуют высокой корреляции между этими двумя атмосферными переменными из-за их причинно-следственных связей, упомянутых выше.

Существенная, хотя и менее выраженная корреляция между DHAG и WV также упоминалась выше.Однако эффект высокого DHAG (при корректировке на высокий DHAI) оказывается независимым от WV, так как он остается значительным (<0,01) после корректировки на WV.

Тот же анализ, что и для DHA, был применен к переменной Ap, и он показал, что связь между EEI и Ap также является нелинейной, что подразумевает пороговый эффект более высоких значений Ap. Выявлена ​​достоверная разница в числе EEI между двумя категориями значений Ap. Первая категория (CI: 5.00–5.65, n 1 = 253) соответствует двум самым низким степеням GMA (тихий и неурегулированный), при этом все значения Ap меньше 12. Следовательно, эта категория определяется как низкая Ap. Такие значения преобладают на примерно 3/4 анализируемого интервала. Более высокие значения Ap во второй категории (CI: 19,40–26,25, n 2 = 92) соответствуют в основном третьей степени GMA (активным геомагнитным условиям), которые не превышают 30. Поскольку это значение обычно принимается как умеренное. активности [15], эта категория фактически относится к умеренной Ар.Тем не менее, некоторые более высокие значения (упомянутые выше), включая две наибольшие магнитуды (101 и 102), немного превышающие степень сильных штормовых условий, относятся к этой категории. Эффект умеренного Ар на число EEI оказывается противоположным эффекту высокого DHAI. С другой стороны, это похоже на эффект высокого DHAG. Для исходных данных число EEI значительно снижалось (ДИ: 3,34–4,43, = 0,013) в дни с умеренным Ар по сравнению с днями (ДИ: 4,36–5,03) в дни с низким Ар, с размером эффекта умеренного Ар. быть −17.4% (от -11,9 до -23,4). Это снижение может быть связано с сопутствующими эффектами четырех потенциальных смешивающих переменных, поскольку оно было более выражено для исходных данных, чем после корректировки для этих четырех переменных (= 0,037, размер эффекта: -10,0% (от -6,4 до -13,9) ).

Что касается возможных комбинированных эффектов переменных DHA и Ap, высокие уровни DHAI (= 91) и высокие уровни DHAG (= 131) чаще наблюдались в сочетании с низкими значениями Ap (= 76 и 𝑛 = 102, соответственно). Между тем, умеренные значения Ap (= 92) в основном сопровождались низкими DHAI и DHAG (= 77 и 𝑛 = 63, соответственно.). Слабая обратная корреляция между Ap и DHAG, а также между Ap и DHAI упоминалась выше.

Согласно этим комбинациям, увеличение числа EEI, выявленное в дни с высоким DHAI, может быть связано с комбинированными эффектами высокого DHAI и низкого Ap. Точно так же комбинированные эффекты умеренного Ap и низкого DHAI могут быть ответственны за уменьшение числа EEI, наблюдаемое в дни с умеренным Ap. Фактически, эти комбинированные эффекты подтверждаются тем фактом, что увеличение числа EEI в дни с высоким DHAI после дополнительной корректировки для Ap, а также уменьшение числа EEI в дни с умеренным Ap после дополнительной корректировки для DHAI становится меньше. значительный (𝑃 = 0.047 и 𝑃 = 0,045 соответственно). Более значительное увеличение числа EEI показано в дни с одновременно высоким DHAI и низким Ap, особенно по сравнению с комбинацией умеренного Ap и низкого DHAI (= 78, <0,005). В такие дни процентное увеличение составляет 20,2% (с 20,0 до 20,9) после корректировки четырех переменных и DHAG.

Между тем, высокий DHAG и умеренный Ap, которые способствовали снижению числа EEI, регистрировались в основном в отдельные дни. Следовательно, это снижение оказывается не менее значительным в дни с умеренным Ар после дополнительной корректировки на DHAG (<0.026), а также в дни с высоким уровнем DHAG после дополнительной корректировки для Ap (при контроле высоких эффектов DHAI <0,012), что указывает на независимые друг от друга эффекты этих двух переменных.

4. Обсуждение

Результаты этого исследования предоставляют новые доказательства метеротропных эффектов высоких APF в далеком диапазоне инфразвука, а именно их значимость в отношении повышенного риска спортивных травм. Более того, новая информация о чувствительности человека к APF с периодами внутренних гравитационных волн (G-диапазон) получена с использованием базы данных по спортивным травмам.

Согласно нашему анализу, все дни изучаемого годичного интервала разумно разделить на две категории с низким и высоким уровнем DHAI, причем их подинтервалы встречаемости составляют примерно 3/4 и 1/4 всех рассматриваемых дней, соответственно. Увеличение числа EEI было зарегистрировано для высокого уровня DHAI. Однако, несмотря на довольно широкий диапазон низких значений DHAI, число EEI остается низким без значительных изменений, что указывает на адекватную адаптацию людей к таким низким уровням APF в I-диапазоне, как к обычному и обычному атмосферному шуму.Между тем, высокий APF в I-диапазоне - довольно сильный атмосферный фактор, приводящий к дополнительной нагрузке на механизмы адаптации человека. Как следствие, вероятен сбой адекватной поведенческой реакции во время занятий спортом, что приводит, например, к увеличению числа EEI. Нелинейная связь между EEI и DHAI, проявляющаяся пороговым эффектом для высокого DHAI, очевидна. Аналогичная связь была обнаружена между DHAI и событиями аварийного транспорта, кодируемыми как заболевания системы кровообращения, в предыдущем исследовании [3].Следовательно, высокий уровень DHAI, по-видимому, является своего рода предиктором увеличения числа чрезвычайных ситуаций из-за травм, а также заболеваний системы кровообращения.

Отношения EEI и DHAG оказались противоположными отношениям EEI и DHAI. Такая особенность эффектов для двух частотных диапазонов, вероятно, связана с частотно-зависимой чувствительностью человека, в результате чего возникает особый отклик. В соответствии с этим, APF с большими периодами, как в G-диапазоне, является скорее более слабым физическим фактором, чем APF в I-диапазоне с той же амплитудой.Похоже, что более высокий уровень DHAG оказывает активирующее и мобилизирующее действие, ведущее к более успешным спортивным результатам, и, как следствие, имеет место снижение числа EEI. Однако высокий положительный эффект DHAG не может происходить в условиях высокого DHAI, когда механизмы адаптации уже перенапрягаются этим дополнительным физическим фактором окружающей среды. Как выяснилось, сильный эффект DHAI преобладает и даже искажает соотношение EEI и DHAG. Это причина, по которой высокий эффект DHAG определяется только в дни с низким DHAI или после корректировки переменной DHAI.

Интерес представляют также возможные ассоциации влияния APF на число EEI с WV, поскольку сильная ветровая турбулентность является основным источником APF. Механизмы влияния сильного ветра на здоровье и поведение человека не известны. Некоторые авторы считают, что неблагоприятные последствия сильного ветра для здоровья человека связаны с негативным воздействием сопутствующих факторов окружающей среды, таких как температура окружающей среды, атмосферное давление, концентрации положительных ионов и т. Д. [21]. Наш анализ дает очевидную связь высоких эффектов DHAI с WV, включая очевидное соответствие высокого DHAI и высокого WV, что подтверждает предположение о том, что высокие APF являются общим физическим агентом, провоцирующим биологический ответ на эти два атмосферных фактора.

Что касается реакции человека, то другие естественные физические переменные окружающей среды (например, вариации магнитного, электрического и гравитационного полей) могут способствовать комбинированному воздействию. А именно, переменная GMA, связанная с параметрами здоровья и поведения человека, изучается недавно [17, 19, 22]. Согласно их выводам, адаптация здоровых людей к нормальным умеренным условиям GMA очевидна, хотя чрезвычайно высокие или чрезвычайно низкие уровни GMA вызывают неблагоприятные последствия для людей. Однако комбинированные эффекты GMA и APF, которые составляют изменчивый фон окружающей среды как на открытом воздухе, так и в помещении, ранее не рассматривались.

Исследуемый интервал соответствует низкой солнечной активности, и, как и следовало ожидать, GMA не выражена. Фактически преобладают в основном дни, соответствующие двум нижним градациям значений Ар. Между тем, категория умеренных значений Ap соответствует в основном третьей градации GMA, обозначенной как активное геомагнитное состояние (16

Согласно ряду исследований, только чрезвычайно высокие GMA, такие как условия сильной магнитной бури, представляют собой реальный риск неблагоприятных психофизиологических и вегетативных реакций здоровых людей.Однако в этом исследовании отсутствовали данные о высоких уровнях GMA. Помня о подавляющем воздействии сильных магнитных бурь [22], можно только предположить, что одновременное влияние высоких APF и сильных магнитных бурь может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья и поведения человека. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования с использованием данных в интервалах высокой солнечной активности, а также данных, собранных в высокоширотных регионах, где условия GMA наиболее нарушены.

Считается, что естественный АПФ может воздействовать на организм человека через ухо [1].Некоторые авторы предположили, что особая область (а именно pars flaccida) в барабанной перепонке, содержащая эластиновые волокна, на самом деле является сенсорным механизмом колебаний давления в среднем ухе [23, 24]. В пользу этой точки зрения, экспериментальные исследования на животных продемонстрировали механические реакции pars flaccida в ответ на очень небольшие изменения давления в среднем ухе, а также на небольшие колебания давления в далеком инфразвуковом диапазоне [25, 26].

Мы предполагаем, что АПФ также может влиять на внутреннее ухо.Передача давления из наружного слухового прохода во внутреннее ухо хорошо изучена в отоларингологии. В частности, установлено, что существует линейная зависимость между амплитудами периодических изменений давления во внутреннем ухе и наружном слуховом проходе как минимум в пределах +/- 200 мм вод. Ст. ( 2000 Па) [27]. Некоторые авторы считают, что существует путь, по которому изменения давления передаются от среднего уха к внутреннему уху и влияют на активность отолитовых рецепторов.Эта активность, следовательно, влияет на скорость возбуждения вестибулярных афферентных волокон и нейронов вестибулярного ядра [28].

Также показано, что вестибулярная активность зависит от скорости изменения давления окружающей среды в среднем ухе. Он больше при более высоких скоростях изменения давления [29]. Возможно, выявленные в настоящем исследовании различные эффекты высоких АПФ в двух частотных диапазонах в той или иной степени связаны с этой особенностью вестибулярного ответа.

Вестибулярные реакции на APF были предложены в предыдущих экспериментальных исследованиях с использованием реплицированных колебаний атмосферного давления в диапазоне частот инфразвука.Компанец [30] задокументировал вестибуло-вегетативные расстройства и статокинетическую нестабильность в популяции авиаторов после часового воздействия колебаний давления в барометрической камере. В соответствии с этим, в следующем исследовании сообщалось об увеличении частоты сердечных сокращений в группе здоровых добровольцев после 15–30 минут воздействия имитированных квазихаотических колебаний атмосферного давления [2]. Можно также предположить, что ухудшение параметров внимания при экспозиции колебаний давления, выявленное в обоих этих исследованиях, связано с влиянием восходящих вестибулярных волокон на ретикулярные активирующие системы ствола мозга и кору.

Высокие APF при неблагоприятных погодных условиях обычно сохраняются в течение многих часов и даже нескольких дней. Такое долгосрочное влияние высокого APF на вестибулярную систему может привести к вегетативным и двигательным расстройствам и способствовать неудачным спортивным результатам, что может привести к травмам.

В заключение, настоящее исследование предоставляет доказательства того, что APF в обоих частотных диапазонах является малоизвестным фактором, влияющим на реакцию человека на погодные условия. Похоже, что высокий уровень DHAI является сильным метеоротропным фактором, связанным с повышенным числом EEI, тогда как высокие уровни DHAG являются адекватными для адаптации человека.Мы предполагаем, что противоположный смысл взаимосвязи DHAI и DHAG с числом EEI, выявленный в исследовании, является, по крайней мере частично, результатом зависимости пороговой чувствительности человека и способности к адаптации от частотных диапазонов APF.

Полученные результаты подчеркивают важность более точного и детального анализа одновременного и комплексного влияния метеорологических и геофизических переменных, таких как APF в обоих диапазонах периодов и GMA. В частности, комбинированные эффекты DHAI и DHAG изменяют конечный результат.Фактически, высокие неблагоприятные эффекты DHAI оказывают искажающее влияние на отношения между EEI и DHAG. Между тем, низкий GMA усугубляет побочные эффекты высокого DHAI, способствуя большему увеличению числа EEI. Согласно нашему анализу, существует значительная взаимосвязь между сильным ветром и высокими эффектами DHAI, чего нельзя сказать о сильных эффектах DHAG.

Это только поисковое исследование, ограниченное однолетним периодом с низкими уровнями GMA и географической зоной (Киевская область) с умеренными атмосферными условиями, где преобладает тихая или слегка ветреная погода.Следующим шагом является расширение анализа на более длительный период, включая временные интервалы с тяжелыми условиями геомагнитной бури и сильными атмосферными возмущениями, а также другие географические районы для получения данных о высоких уровнях APF и штормовых уровнях GMA.

Выражение признательности

Это исследование было поддержано Программой НАТО «Безопасность через науку», грантом на сотрудничество № 98376, средствами Университета Антверпена (BOF-NOI) и Украинско-словацким совместным исследовательским проектом № 7-0810.Авторы выражают благодарность А. В. Вершигору и В. Т. Ерыгиной (Киевская станция экстренных служб и медицины катастроф) за предоставление данных о происшествиях на транспорте.

.

ГЛАВА 2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Ответ. Тропосфера содержит всю массу атмосферы, за исключением доли 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 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)

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. Для каждого подъема 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 в смеси O2 будет уменьшаться с высотой. Однако, 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 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.

Подробнее по этой теме

климат: атмосферное давление и ветер

Атмосферное давление и ветер являются важными факторами, влияющими на погоду и климат Земли. Хотя эти двое ...

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) ртутного столба, 14,70 фунта на квадратный дюйм, 1013,25 × 10 3 дин на квадратный сантиметр, 1013,25 миллибара, одной стандартной атмосфере или 101.325 килопаскалей. Вариации этих значений очень 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 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 проведена тщательная акклиматизация.

.

Что такое атмосферное давление - Вселенная сегодня

[/ caption]

Одного ответа на вопрос «что такое атмосферное давление?» Недостаточно, чтобы полностью понять его важность. По определению атмосферное давление - это «сила на единицу площади, действующая на поверхность за счет веса воздуха над этой поверхностью». Атмосферное давление тесно связано с гидростатическим давлением, вызванным весом воздуха над точкой измерения. Термин стандартная атмосфера используется для выражения давления в системе (гидравлической и пневматической) и равен 101.325 кПа. Другие эквивалентные единицы - 760 мм рт. Ст. И 1013,25 мбар.

Среднее давление на уровне моря (MSLP) - это давление на уровне моря. Это давление, обычно указываемое в сводках погоды. Когда домашние барометры настроены на соответствие местным сводкам погоды, они будут измерять давление, приведенное к уровню моря, а не ваше местное атмосферное давление. Снижение до уровня моря означает, что нормальный диапазон колебаний давления одинаков для всех.

Атмосферное давление играет важную роль в настройках высотомера во время полета.Альтиметр может быть установлен для QNH или QFE. Оба являются методом понижения атмосферного давления до уровня моря, но они немного отличаются. QNH получит высотомер, чтобы показывать высоту над аэродромом и высоту над ним. QFE установит показание высотомера на ноль для справки при нахождении на конкретном аэродроме. QNH передается по всему миру в миллибарах, за исключением США и Канады. Эти две страны используют дюймы (или сотые доли дюйма) ртутного столба.

Атмосферное давление часто измеряется ртутным барометром; однако, поскольку ртуть не является веществом, с которым люди обычно контактируют, вода часто обеспечивает более интуитивный способ визуализировать давление одной атмосферы.Одна атмосфера - это давление, которое может поднять воду примерно на 10,3 м. Дайвер, находящийся под водой на глубине 10,3 м, испытывает давление около 2 атмосфер

.

Атмосферное давление - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Эта пластиковая бутылка была запечатана на высоте примерно 14 000 футов и была раздавлена ​​увеличением атмосферного давления (на 9 000 футов и 1 000 футов), когда она была опущена до уровня моря.

Атмосферное давление - это сила в области, которая прижимается к поверхности под весом атмосферы Земли, слоя воздуха. Воздух распределен по земному шару неравномерно. Он движется, и в разное время слой воздуха в одних местах толще, чем в других.Там, где слой воздуха толще, воздуха больше. Поскольку воздуха больше, давление в этом месте выше. Чем тоньше слой воздуха, тем ниже атмосферное давление.

На большей высоте плотность и давление атмосферы ниже. Это потому, что над возвышенностями не так много воздуха, который давит вниз.

Барометры могут использоваться для измерения атмосферного давления. [1] Атмосферное давление одинаково со всех сторон.Единица измерения давления в системе СИ - гПа. Другие единицы измерения, такие как Бар (единица измерения) и торр, используются для различных целей.

.

Meteorology Indigo Que. Банк Часть 4 (312-326)

дюйм умеренных широтах какие погодные условия можно ожидать над сушей во время летом в центре стационарной зоны высокого давления? Что является наиболее вероятной причиной отсутствия облаков на более высоких уровнях в стационарном высоко? г) Дивергенция на высшем уровни 50.7.2.1 (3733) Просадка составляет: a) вертикально вниз движение воздуха б) горизонтальное движение воздух в) вертикально движение воздуха вверх г) то же, что и конвекция Если прижимные поверхности выступают вверх в все уровни, тогда система давления - стабильный слой на некоторой высоте в низкой тропосфере более старого высокого давления область в средних широтах называется Блокирующий антициклон на Северное полушарие -
а) теплый антициклон / квазистационарный / расположен между 50 ° и 70 ° с.ш. б) квази стационарный / расположен между 50 ° и 70 ° с.ш. / холодный антициклон c) расположен между 50 ° и 70 ° Н / А холодный антициклон / депрессии г) простуда антициклон / рулевые депрессии / расположенный над Скандинавией Самый эффективный способ рассеивать облако составляет в) уменьшение температура г) уменьшение давление

Зоны опускания воздуха обычно безоблачные, потому что при опускании воздуха а) обогревается компрессия c) есть с подогревом за счет расширения Что встречается летом, над сушей, в центре бассейна с холодным воздухом? a) Душевые и грозы. б) Сильный западный ветры. Как узнать бассейн с холодным воздухом? а) В качестве низкого давления площадь наверху (например, на диаграмме 500 гПа). б) В качестве высокого давления площадь наверху (например, на диаграмме 500 гПа). в) А бассейн с холодным воздухом можно распознать только на графике поверхности как бассейн с низким давлением площадь. г) Бассейн с холодным воздухом может будет распознаваться только на карте поверхности как зона высокого давления. Какой воздух движение связано с центральной линией желоба? a) Конвергенция с подъем. б) Дивергенция с нисходящий воздух. в) Дивергенция с подъемом. г) Сходимость с нисходящий воздух. с сильная впадина низкого давления над Исландией зимой погода вероятный опыт: а) сильный сдвиг ветра, конвекционные и снежные ливни б) светлый ветер, хорошая видимость и высокая облачность в) сильный ветер с просадки на низких уровнях г) сильный ветер ассоциируется с почти чистым небом Широкий облака и осадки часто связаны с нефронтальной термической депрессия из-за: а) конвергенция поверхности и дивергенция верхнего уровня, вызывающая массовый подъем воздуха во впадине б) поверхность конвергенция и расхождение на верхних уровнях, вызывая повсеместное опускание воздуха в депрессия в) поверхность расхождение и конвергенция верхних уровней, вызывающие повсеместное опускание воздуха в депрессия г) поверхностное расхождение и верхний уровень конвергенция, вызывающая массовый подъем воздуха во впадине

А желоб низкого давления на приземной синоптической карте площадью

а) конвергенция и массовое восхождение



б) дивергенция и проседание в) дивергенция и массовое восхождение г) сходимость и проседание Что верно для типичного нефронтальная тепловая депрессия? а) Образуется над сушей в лето б) Оно образуется над океаном летом в) Образуется над океан зимой г) Образуется над сушей в зима Что верно для вторичного депрессия в северном полушарии? a) Имеет тенденцию двигаться вокруг первичной обмотки в циклоническом смысле б) Оно имеет тенденцию перемещаться вокруг первичной обмотки в антициклоническом смысле c) Быстро закрывается, и сливается с первичным г) Имеет тенденцию поддерживать его положение относительно первичного Что вид облаков, видимых даже на большом расстоянии, может указывать на наличие ревущий тропический шторм? в) Чрезмерное накопление д.е. г) НС распространяется на большая площадь Где самая опасная зона в вращающийся тропический шторм? а) В стене облаков вокруг глаз. в) В центр глаза. г) На расстоянии около 600 км из глаза. тропический возобновляющиеся штормы не происходят в юго-восточной части Тихого океана и в южной части Атлантического океана. потому что а) малая вода температура. б) есть сила Кориолиса отсутствует. в) сильных юго-восточный ветер. г) юго-восточная торговля ветры переходят в северное полушарие. Какая основная энергия источник тропического вращающегося шторма? a) Скрытое выделенное тепло от конденсации водяного пара. б) Температура разница между экваториальной впадиной низкого давления и субтропическим высоким давлением пояс. в) Холодный воздух наступает из умеренных широт. г) Экваториальная струя ручей.

Что такое трек скорее всего, попадет в ураган в районе Карибского моря? а) Запад в раннем этапы и позже северо-восток в) Запад глубоко в U.С. г) Запад в раннем этапы, а затем юго-восток Какая инструкция верно для ураганов в Северной Атлантике? а) С поверхности земли вверх к тропопаузе ядро ​​теплее своего окружения б) Они быстро усиливаются после выхода на берег c) Диаметр 50-500 м г) Их величайшие повторяемость зимой Почему действительно ли тропические возобновляющиеся штормы имеют тенденцию развиваться в основном в западных частях тропические океаны? а) Потому что максимальная влажность вследствие морского пассата б) Потому что это районы, в которых наблюдается сильный прогрессирующий сдвиг ветра с увеличением высоты c) Потому что максимальная разница температур между сушей и морем г) Потому что залив формирование береговых линий вызывает сильную круговую циркуляцию в в какое время года тайфуны наиболее вероятны над южным острова Японии? Вкл. Какое побережье Северной Америки, является опасностью вращающихся тропических штормов величайший? Какова вероятность отслеживать ураган в районе Карибского моря? а) Запад в раннем этапов и позже поворот на северо-восток. в) Запад вглубь США. г) Запад в раннем этапов и позже поворот на юго-восток.

Во время в какие сезоны ураганы наиболее вероятно появятся в северном полушарии?



В какие месяцы сезон ураганов в Карибском бассейне? б) с октября по Январь. регион земного шара, где находится наибольшее количество возобновляемых тропических штормов происходит а) р северо-западная часть Тихого океана, затрагивающая Японию, Формозу, Корею и побережье Китая. б) Карибское море, затрагивающее Вест-Индию, Мексику и юго-восточное побережье США. в) юго-западный Индийский океан, затрагивающий Мадагаскар, Маврикий и остров Реюньон. г) северный индийский океан, затрагивающий Индию, Шри-Ланку и Бангладеш. (для в этом вопросе используйте приложение 050-10788A) Стрелки, обозначенные "" r "" обозначают средние тропы тропического вращающегося штормы, которые происходят в основном с a) с декабря по апрель и называются циклонами б) с декабря по апрель и называются торнадо c) июнь до октября и называются тайфунами d) с июня по октябрь и называются ураганами (для в этом вопросе используйте приложение 050-10791A) Стрелки, обозначенные «s» обозначают средние следы тропических вращающихся штормы, которые происходят в основном с a) с мая по ноябрь и называются циклонами б) декабрь до апреля и называются циклонами c) с мая по ноябрь и называются ураганами г) с декабря по апрель и называются тайфунами (для в этом вопросе используйте приложение 050-10792A) Стрелки, обозначенные «t» представляет собой среднюю тропу вращающегося штормы, которые происходят в основном с a) с июня по октябрь и называются циклонами б) с декабря по апрель и называются ураганами c) июнь до октября и называются торнадо d) с июня по октябрь и называются ураганами (для в этом вопросе используйте приложение 050-10793A) Стрелки, обозначенные "u" "представляют следы вращающихся тропических штормов. которые происходят в основном из a) с июля по октябрь и называются тайфунами

б) с января по март и называются вилли-вилли

c) с мая по июль и называется циклонами г) с декабря по апрель и называются торнадо Когда, если вообще, то может ли тропический возобновляемый шторм повлиять на Дарвина? центральное северное побережье Австралии? г) Нет опыта в Дарвин в о какой географической широте в качестве средней принимается зона преобладающие западные ветры? причина того, что исландский минимум зимой обычно глубже, чем летом это а) р температурные контрасты между арктическими и экваториальными районами намного больше в зима. б) низкого давления Активность моря к востоку от Канады зимой выше. в) сильные ветры Северной Атлантики зимой благоприятны для развития минимумов. г) сходящийся воздух течения более интенсивны зимой. (для в этом вопросе используйте приложение 050-10795A) Учитывая этот участок маршрута от 30 ° до 50 ° в.д., наиболее сильные ветры в январе выше эшелона полета 300 вероятно будет а) а субтропический западное струйное течение, максимальная скорость более 90 узлов б) западный полярный передняя струйная струя, максимальная скорость более 90 узлов в) переменная в направлении и менее 30 узлов Что - тип, интенсивность и сезонные колебания осадков в экваториальный регион? а) Ливневые дожди, ливни с градом и грозы случаются круглый год, но наибольшая их частота в течение двух периоды: апрель-май и октябрь-ноябрь. б) Теплый фронты обычны с непрерывным дождем. Частота одинакова во всем год c) Осадки обычно бывает в виде ливня, но бывает и непрерывный дождь. В Наибольшая интенсивность приходится на июль. г) Дождь или Град бывает круглый год, наибольшая повторяемость в январе.

Когда сезон дождей в экваториальной Африке?

а) с марта по май и с октября по Ноябрь.



б) с декабря по февраль и с июля по октябрь. c) с марта по май и С августа по октябрь. d) с апреля по июль и С декабря по февраль. Во время Июльские рейсы из Бангкока (13 ° N - 100 ° E) в Карачи (25 ° N - 67 ° E) испытывают средняя попутная составляющая 22 уз. В январе те же рейсы, также при полетах на эшелоне полета 370 имеют средний встречный ветер 50 узлов. В чем причина эта разница? а) Компоненты ветра соответствуют сезонному изменению региональной ветровой системы. б) полеты летом встретились случайно, очень необычные, благоприятные условия. c) Полеты в январе случайно натолкнулись на очень необычные, неблагоприятные условия. г) Полеты происходят в находиться в зоне полярного фронта струйного течения. Какие из следующих утверждений касаются пассат это правильно? а) Они встречаются только в нижняя часть тропосферы и более выраженная над океанами б) Они доходят до тропопаузы и более выражены над континентами в) Они доходят до тропопауза и более выражены над океанами г) Они встречаются только в нижней части тропосферы и более выражены над континенты Какой одно из следующих утверждений относительно зоны межтропической конвергенции (ITCZ) правильно? а) Часто и широко ожидаются грозы в районе ITCZ. б) Грозы редко происходят в пределах ITCZ. c) ITCZ всегда ассоциируется с сильным струйным течением. г) ITCZ ​​не менять свою позицию в течение года. дюйм какой из следующих диапазонов широты является зоной межтропической конвергенции вероятнее всего встретятся в январе между Дакаром и Рио-де-Жанейро? Где, Можно ли встретить ITCZ ​​во время полета из Марселя в Дакар в июле? а) В районе г. Дакар б) Возле Канарских островов Острова c) На широта Гибралтара г) На широтах Алжир

Какие ветровые системы сходятся на ITCZ, когда он лежит на экваторе? а) ЮВ пассаты и СВ пассаты b) ЮЗ муссон и СЗ сезон дождей в) SW муссонные и северо-западные пассаты d) Северо-западный муссон и юго-запад пассаты Какой из следующее лучше всего описывает зону межтропической конвергенции? а) Зона торговли ветры северного полушария встречаются с ветрами южного полушария. б) зона, где Харматтан встречается с северо-восточными пассатами над Африкой. в) Зона холода фронты образуются в тропиках. г) Зона, где западные ветры встречаются с субтропическим поясом высокого давления. зона межтропической конвергенции (ITCZ) особенно влияет на а) Западная Африка между 10 ° 20 ° с.ш. и северное побережье Аравийского моря в июле. б) западная Африка, на широта 25 ° с.ш. в июле. в) Атлантический океан, между 10 ° и 30 ° северной широты, в зависимости от времени года. г) западная В Африке, где он расположен между параллелями 10 ° и 30 ° северной широты, в зависимости от время года. Какой одно из следующих утверждений является правильным относительно движения ITCZ в регионе Западной Африки? а) Достигает своего максимальное положение на севере 15 ° - 20 ° с.ш. в июле б) Достигает своего максимальное южное положение 5 ° ю.ш. в январе г. в) Это колеблется в течение года между 10 градусами северной широты и 10 градусами южной широты. г) Он колеблется во время год между экватором и 10 градусами северной широты. Какой из следующих утверждений относительно зоны межтропической конвергенции верно? а) Есть частые появления CB б) Оно лежит полностью в северном полушарии в июле и полностью в южном полушарие в январе в) Это не меняет своего положения над океанами в течение года г) Это зона низкого давление и низкая относительная влажность (для в этом вопросе используйте приложение 050-10797A) Пунктирная линия обозначена "Z" "представляет а) среднее положение Интертропический фронт (ITCZ) в июле б) среднее положение интертропического фронта (ITCZ) в январе г. в) северный предел субтропический реактивный поток в июле г) северный предел юго-восточные пассаты в январе г.

(На этот вопрос используйте приложение 050-10798A) Пунктирная линия с надписью "Y" представляет

а) среднее положение зона межтропической конвергенции (ITCZ) в январе б) ось субтропического реактивного течения в январе г. в) среднее положение зона межтропической конвергенции (ITCZ) в июле г. г) среднее положение умеренный / тропический фронт в июле г. (для этот вопрос используйте приложение 050-10799A) Какие погодные условия наиболее вероятно повлияют на подход к Дакару в июле? a) Мокрая погода и гроза в непосредственной близости от зоны межтропической конвергенции (ITCZ) б) Сухая и прозрачная благодаря влияние Азорской системы высокого давления c) Обычно чистое небо - пассаты СЗ г) Пониженная видимость из-за поднимающегося песка Harmattan Что ветры в основном связаны с зимним муссоном в муссонных регионах Индийский субконтинент? a) Северо-восточные ветры принося сухой и туманный воздух. б) Юго-западный ветры, несущие теплый и влажный воздух. в) Северо-западные ветры принося сухой и туманный воздух. г) Юго-восточные ветры переносит теплый и влажный воздух. Какие погодные условия признаки летнего муссона в Индии? а) Грозы, проливные дожди. б) Стратус облака и морось. В каком направлении дуют пассаты, в южном полушарии? .

Смотрите также