Зависимость атмосферного давления от погоды


Атмосферное давление – внеурочная деятельность (конкурсная работа) – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

  • Участник: Вертушкин Иван Александрович
  • Руководитель: Виноградова Елена Анатольевна  
         Тема : "Атмосферное давление"
  

Введение

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека. 

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

  • Связь между погодой и атмосферным давлением.
  • Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
  • Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

  • Изучить историю измерения атмосферного давления.
  • Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
  • Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
  • Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
  • Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Методы исследования

  • Анализ литературы.
  • Обобщение полученной информации.
  • Наблюдения.

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

  1. Обзор и анализ литературы.
  2. Интернет-ресурсы.

II. Практическая часть:

  • наблюдения;
  • сбор информации о погоде.

III. Заключительная часть:

  1. Выводы.
  2. Презентация работы.

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы. Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека. Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление — это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли. Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли. Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт. ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха. Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)


Ртутный барометр

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

  1. Когда после долгого периода хорошей погоды барометр начинает резко и непрерывно падать это верный признак дождя. Однако если хорошая погода стояла очень долго, то ртутный столбик может опускаться два-три дня, и лишь после этого произойдут в атмосфере сколько-нибудь заметные изменения. В таких случаях чем больше времени прошло между началом падения ртутного столба и началом дождей, тем дольше будет стоять дождливая погода.
  2. Напротив, если во время долгого периода дождей барометр начнет медленно, но непрерывно подниматься, можно с уверенностью предсказать наступление хорошей погоды. И хорошая погода удержится тем дольше, чем больше времени прошло между началом подъема ртутного столба и первым ясным днем.
  3. В обоих случаях изменение погоды, происшедшее сразу после подъема или падения ртутного столба, удерживается весьма непродолжительное время.
  4. Если барометр медленно, но беспрерывно поднимается в течение двух-трех дней и дольше, это предвещает хорошую погоду, хотя бы все эти дни и лил, не переставая, дождь, и vice versa. Но если барометр медленно поднимается в дождливые дни, а с наступлением хорошей погоды тотчас же начинает падать, хорошая погода удержится очень недолго, и vice versa
  5. Весной и осенью резкое падение барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предсказывает грозу. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождем. Напротив, повышение ртутного стол ба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.
  6. Частые колебания уровня ртутного столба, то поднимающегося, то падающего, ни в коем случае не следует рассматривать как признак приближения длительного; периода сухой либо дождливой погоды. Только постепенное и медленное падение или повышение ртутного столба предвещает наступление долгого периода устойчивой погоды.
  7. Когда в конце осени, после долгого периода ветров и дождей, барометр начинает подниматься, это предвещает северный ветер в наступление морозов.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

Дата

Температура, °С

Осадки,

Атмосферное давление, мм рт.ст.

Облачность

28.01.2017

-3


765

ясно

29.01.2017

-6


761

пасмурно

30.01.2017

-4


767

ясно

31.01.2017

-5

 

763,5

пасмурно

01.02.2017

-6

 

751

пасмурно

02.02.2017

-12


758

пасмурно

03.02.2017

-12


753

пасмурно

04.02.2017

-5


754

ясно

05.02.2017

-16

 

755

ясно

06.02.2017

-23

 

764

ясно

07.02.2017

-21

 

769

ясно

08.02.2017

-15

 

765

пасмурно

09.02.2017

0

 

768

ясно

10.02.2017

0

 

764

пасмурно

Приборы для измерения атмосферного давления

Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы – барометры. Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт. ст. Нам известно, что при изменении высоты на 12 метров атмосферное давление изменяется на 1 мм рт. ст. Причём, при увеличении высоты атмосферное давление понижается, а при уменьшении – повышается.

Современный барометр сделан безжидкостным. Он называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.

Барометр-анероид – очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж девятиэтажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.


Барометр может служить для определения высоты полета самолета. Такой барометр называется барометрический высотомер или альтиметр. Идея опыта Паскаля легла в основу конструкции альтиметра. Он определяет высоту подъема над уровнем моря по изменению атмосферного давления.

При наблюдении погоды в метеорологии, если необходимо зарегистрировать колебания атмосферного давления в течение некоторого промежутка времени, пользуются самопишущим прибором – барографом.


Штормгласс (Storm Glass) (штормглас, нидерл. storm — «буря» и glass — «стекло»)— 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.


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 1831–36 Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле "Бигл", в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Барометр работает следующим образом. Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды, в жидкости образуются кристаллы различной формы. Штормгласс настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового. Принцип работы так и не получил полного научного объяснения. Барометр лучше работает находясь у окна, особенно в железобетонных домах, вероятно в этом случае барометр не так сильно экранируется.


Бароскоп – прибор для наблюдения за изменением атмосферного давления. Можно сделать бароскоп своими руками. Для изготовления бароскопа требуется следующее оборудование: Стеклянная банка объемом 0,5 литра.


  1. Кусок пленки от воздушного шарика.
  2. Резиновое кольцо.
  3. Легкая стрелка из соломы.
  4. Проволока для крепления стрелки.
  5. Вертикальная шкала.
  6. Корпус прибора.

Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах

При изменении атмосферного давления в жидкостных барометрах изменяется высота столба жидкости (воды или ртути): при уменьшении давления – уменьшается, при увеличении увеличивается. Значит, существует зависимость высоты столба жидкости от атмосферного давления. Но и сама жидкость давит на дно и стенки сосуда.

Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века эмпирически установил закон, названный законом Паскаля:

Давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

Для иллюстрации закона Паскаля на рисунке изображена небольшая прямоугольная призма, погруженная в жидкость. Если предположить, что плотность материала призмы равна плотности жидкости, то призма должна находиться в жидкости в состоянии безразличного равновесия. Это означает, что силы давления, действующие на грани призмы, должны быть уравновешены. Это произойдет только в том случае, если давления, т. е. силы, действующие на единицу площади поверхности каждой грани, одинаковы: p1 = p2 = p3 = p.


Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg, где m = ρghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно p = ρghS S

Такое же давление на глубине h в соответствии с законом Паскаля жидкость оказывает и на боковые стенки сосуда. Давление столба жидкости ρgh называют гидростатическим давлением.

Во многих устройствах, встречающихся нам в жизни, используются законы давления жидкости и газов: сообщающиеся сосуды, водопровод, гидравлический пресс, шлюзы, фонтаны, артезианский колодец и т.д.

Заключение

Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком изменения погоды. Надо знать: если давление падает, то ожидается пасмурная, дождливая погода, если же повышается — сухая погода, с похолоданием зимой. Если давление падает очень резко – возможна серьёзная непогода: шторм, сильная гроза или буря.

Еще в древности врачи писали о влиянии погоды на организм человека. В тибетской медицине есть упоминание: «боли в суставах усиливаются в дождливое время и в период больших ветров». Знаменитый алхимик, врач Парацельс отмечал: «Тому, кто изучил ветры, молнию и погоду, известно происхождение болезней».

Для того, чтобы человеку было комфортно, атмосферное давление должно быть равно 760 мм. рт. ст. Если атмосферное давление отклоняется, хоть на 10 мм, в ту или иную сторону, человек чувствует себя не комфортно и это может сказаться на его состоянии здоровья. Неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления — повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.

симптомы, лечение, как избавиться. Метеозависимость сегодня — как с ней бороться

Автор Admin На чтение 5 мин. Опубликовано Обновлено

Ошибочно считается, что погода влияет на самочувствие людей пожилого возраста. Что давление начинает повышаться либо понижаться с изменением температуры воздуха и обостряются всяческие заболевания у стариков. Но к сожалению, перепады атмосферного давления чувствуют и маленькие дети, и молодые люди.

Часто погода меняется аномально, не свойственно для определенного сезона. В летние дни приходит резкое похолодание с осенними температурами. Или зима проходит с плюсовой температурой. Все это сказывается на метеочувствительных людях не лучшим образом.

Метеозависимость подразумевает способность некоторых людей реагировать разнообразными недомоганиями на погодные изменения.

Как проявляется метеозависимость

Вы подвержены чувствительности при смене погоды, если ощущаете:

◉ Головную боль

◉ Одышку

◉ Ухудшение памяти

◉ Раздражительность

◉ Тревожность без оснований

◉ Боль в сердце

◉ Носовые кровотечения

◉ Поносы

◉ Запоры

◉ Снижение аппетита

◉ Упадок сил

◉ Дрожание рук

◉ Ломоту в спине и суставах

◉ Выраженную потливость

При наличии нескольких симптомов можно судить о метеочувствительности. При посещении врача обязательно пожалуйтесь на свои недомогания. Измеряйте давление в периоды температурных скачков. Желательно иметь дома препараты, которые помогут быстро при высоком давлении, сердечной боли.

Старайтесь раньше укладываться спать, чтобы увеличить время ночного отдыха. На столе должны преобладать молочные продукты и овощи с фруктами. Чай с кофе заменяйте на цикорий, травяные отвары.

Если прогулка невозможна из-за ухудшения самочувствия, проветривайте помещение постоянно.

Как погода влияет на нас

◈ Влажность воздуха

Низкая влажность плохо переносится астматиками. Высокая — гипертониками и страдающими артритами, артрозами.

◈ Температура воздуха

Понижение температур вызывает боли в голове у обладателей высокого давления. Резкое потепление способствует понижению уровня кислорода в воздухе. Поэтому страдают в этом случае сосуды.

◈ Магнитые бури

Существует зависимость обострений сердечно-сосудистых и легочных болезней от геомагнитных возмущений. Интенсивность недомоганий варьируется от головных болей до случаев смертности в эти периоды.

◈ Атмосферное давление

Идеальное давление в атмосфере для человека: 730-740 мм.рт.ст. Поэтому, когда давление меняется, страдают гипертоники также, как и гипотоники. Утомляемость в эти дни возрастает. Кто-то чувствует повышенное сердцебиение, слабость, сонливость.

Степени метеозависимости

▣ Легкая

Когда происходит резкая смена погоды, человек может чувствовать разбитое состояние. Небольшое недомогание не существенно влияет на работоспособность.

▣ Средняя

При такой степени скачет давление, меняется пульс. В пищеварительной системе, легких происходят изменения. Работа сердца меняется, что отражается на ЭКГ.

Кожа может сильно побледнеть или появляется желтоватый оттенок.

▣ Сильная

Тяжелая метеозависимость встречается у тех, кто имеет хронические серьезные заболевания. Проявляется следующими типами:

1. Мозговой тип. Человек чувствует звон в ушах, шум в голове, головокружение.

2. Сердечный тип. Проявление — одышка, сердечные боли.

3. Невротический. При перемене погоды больной становится раздражительным, плохо спит. Скачущее артериальное давление характерно для этого же типа.

Встречаются смешанные типы реагирования на резкие погодные перемены.

Народные средства от метеозависимости

Банальные советы о пользе занятий физкультурой действительно актуальны при повышенной чувствительности к погоде. Если не можете заниматься бегом, выберите скандинавскую ходьбу, совершайте спокойные прогулки. Нагрузки должны быть соразмерны вашему состоянию здоровья.

Иначе можете не помочь себе, а усугубить недомогание интенсивными нагрузками. На природе надо бывать чаще, прогуливаться в любую погоду. Тогда ее капризы сможете переносить легче.

Эффективны для снятия плохих симптомов при смене погоды народные средства.

Лимонная настойка

Высушите около ста грамм лимонной кожуры. Потом добавьте её к литру водки. Поставьте в темное место на три недели. Периодически трясите банку, перемешивая содержимое.

Когда настойка будет готова, пейте по 20-30 капель от метеочувствительности. Курс проводят по десять дней, пьётся она три раза в день. Далее следует перерыв на одну-две недели и повтор лечения.

Хмель с шиповником

Возьмите по две столовой ложке шиповника и хмеля шишек. Ягоды шиповника надо измельчить. В литровый или полутаролитровый термос все заваривают кипятком.

Дать настояться до четырех часов. Принимать по половине большой ложки за тридцать минут до еды. Средство повысит защитные силы и успокоит вас. Принимать следует три раза за день.

Травяная настойка

Для изготовления приготовьте:

Дягиль корень – 1 г

Мелисса – 10 г

Щепотка мускатного ореха

Цедра лимона – щепотка

Гвоздика – 1 бутон

Одним литром водки заливают смешанные компоненты. По прошествии двух недель настой надо процедить. Небольшими дозами добавляйте его в чай.

Тем, кто страдает сердечными болями, можно капать настойку на сахарный кусочек и съедать его. При мигренях — смоченным в настое ватным диском протрите виски.

Можете использовать отдельные травы россыпью или в пакетиках. Такие как гинко билоба, мелисса, лаванда. Они улучшат кровоснабжение в мозге и снизят вероятность головокружений.

 

Колебания атмосферного давления и самочувствие

 

 

 

 
 

 

 

 

В эти дни на европейской территории России наблюдаются резкие перепады атмосферного давления.

 

 

В минувшие выходные дни при прохождении североатлантического циклона через Центр страны, атмосферное давление резко упало. А в начале текущей недели циклон заменил антициклон, атмосферное давление во вторник резко поднимется  и продержится несколько дней повышенным. Во второй половине недели очередной североатлантический циклон пройдет по северу ЕТР. С ним опять ожидаются резкие взлеты и падения атмосферного давления.  

При ощутимом изменении атмосферного давления, как в меньшую, так и в большую сторону, организм человека нередко ощущает ухудшение самочувствия. Вот некоторые общепринятые рекомендации интернет сайта для снижения негативных симптомов действия высокого либо низкого атмосферного давления на наш организм.  

 

Антициклон   Антициклоном называется повышение атмосферного давления, которое сопровождается безветренной ясной погодой с отсутствием резких изменений температуры или уровня влажности. Повышенное атмосферное давление очень негативно влияет на здоровье человека, особенно если он аллергик, астматик или страдает повышенным артериальным давлением. Такие люди достаточно остро реагируют на различные вредные примеси в воздухе, количество которых ощутимо возрастает в сухую безветренную погоду. 

 

В организме человека антициклон проявляется головными и сердечными болями, снижением работоспособности, недомоганием и общей слабостью. Повышенное атмосферное давление негативно влияет на защитные функции организма путём уменьшения в крови количества лейкоцитов. Всё это существенно подрывает здоровье человека, делая его уязвимым к различным инфекционным заболеваниям.

 

Для того чтобы облегчить действие антициклона рекомендуется по утрам принимать контрастный бодрящий душ, проводить лёгкую гимнастику и ввести в свой ежедневный рацион больше фруктов, содержащих калий. Для снижения нагрузки на иммунную и нервную системы человека лучше на время отказаться от серьёзных и важных дел. По возможности необходимо больше отдыхать, чтобы быстрее восстановить силы, утраченные организмом в борьбе с негативным влиянием антициклона. 

 

Циклон   Циклоном называют снижение атмосферного давления, которое сопровождается обычно повышенной температурой, облачностью, влажностью и осадками. Наиболее подвержены действию циклона люди, страдающие низким артериальным давлением, нарушениями дыхательных функций, а также сердечнососудистыми проблемами.   Основными проявлениями негативного влияния циклона на организм человека являются: затруднение дыхания, одышка, нехватка воздуха и общая слабость. Это обусловлено недостатком кислорода в окружающем воздухе. Нередко во время циклона у человека повышается внутричерепное давление, в результате чего начинается сильная мигрень. Кроме этого возможны сбои в работе желудка и кишечника, которые связаны с интенсивным газообразованием.  С приходом циклона необходимо постоянно контролировать уровень своего кровяного давления. В этом вам поможет обильное питьё, контрастный душ, спокойный крепкий сон, а также утренняя чашечка кофе. Для поддержания общего здоровья в период пониженного атмосферного давления рекомендуется пить настойку из лимонника или женьшеня.    

 

Правила снижения симптомов метеозависимости   Атмосферное давление, а точнее его резкие перепады, чаще застают врасплох жителей мегаполисов. Полностью излечить эту форму метеозависимости практически невозможно, но соблюдая некоторые несложные правила, можно ощутимо облегчить состояние своего здоровья при сложных погодных условиях.   В первую очередь необходимо строго следить за своим распорядком дня и по возможности раньше ложиться спать. При резких перепадах атмосферного давления сон должен длиться не менее 9 часов. Для полноценного ночного отдыха рекомендуется выпивать на ночь стакан ромашкового или мятного чая, а проснувшись – сделать лёгкий массаж голеней и стоп, а уж затем только подниматься с постели. Для того чтобы взбодриться следует проводить ежедневную короткую гимнастику, которая поможет обрести тонус вашим сосудам. Необходимо исключить из списка гимнастических упражнений наклоны и приседания, так как они требуют соблюдения равновесия. После зарядки рекомендуется принять контрастный душ, который положительно влияет на здоровье всех внутренних систем и органов человека. 

 

  Хорошо поддержать нервную систему поможет комплекс витаминов, который следует принимать при перепадах атмосферного давления. Кушать нужно часто, но небольшими порциями, и ни в коем случае не перегружать тяжёлой пищей организм. Во время многочасовой работы за компьютером необходимо периодически делать перерыв, во время которого можно провести короткую гимнастику, сменить позу, а также самостоятельно сделать массаж шейной и височной зон. Для того чтобы максимально безболезненно перенести все погодные сюрпризы старайтесь избегать сильных перенапряжений и стрессов. Также в это время не рекомендуется проводить силовые тренировки и ответственные мероприятия. При перепадах давления полезным будет посетить бассейн, где спокойная обстановка и целебное действие воды помогут забыть обо всех неурядицах.

 

Метеозависимым людям рекомендуется увеличить потребление воды и фруктовых соков. При перепадах артериального давления следует больше отдыхать в положении лёжа. Вернуть организму тонус при пониженном давлении поможет сладкий тёплый чай.   Очень важно в эти сложные дни вовремя заметить тревожные признаки, которые могут свидетельствовать о серьёзных заболеваниях:  -  неприятные ощущения в груди, отдающие в плечо, лопатку или пупочную область;  -  внезапная утрата чувствительности в нижних и верхних конечностях;  -  чувство онемения половины лица;  -  затруднённая речь;  -  неожиданный приступ тошноты;  -  расфокусировка зрения или мелькание перед глазами мушек;  -  проблемы с дыханием.  

 

Желаем Вам бодрости и хорошего самочувствия независимо от величины атмосферного давления!  

 

 

 

        

Атмосферное давление - что это? Какое 👀 атмосферное давление считается низким, а какое высоким?

Все мы и окружающие нас вещи испытывают атмосферное давление, создаваемое невидимым и почти не ощущаемым нами воздухом. Впервые его успешно померил физик Торричелли в 1634 году.

На 1 см2 действует атмосфера весом около 1 кг. Человек не ощущает этого, так как газы, всегда имеющиеся в крови и находящиеся в полостях тела, уравновешивают внешнее воздействие.

Как давит воздух на Землю

Нормальным средним современная физика считает давление, когда столбик атмосферы над 1 см2 площади весит 1,033 кг. Показатели были получены на нулевом уровне моря при 0⁰С, на широте 45⁰. Эта масса поднимает ртуть в трубке барометра вверх на 760 мм. Иногда показатель фиксируют в других физических единицах – Паскалях.

Для измерения величины используют барометры:

  1. Ртутные.
  2. Металлические (анероиды).

Основная деталь ртутного – это запаянная стеклянная трубка, которая открытым концом опущена в емкость с ртутью. Земной воздух давит на серебристую жидкость, та поднимается по трубочке, рядом с которой помещают миллиметровую шкалу.

На сколько миллиметров поднялся столбик, таким и будет значение, показывающее, как сильно атмосфера давит на площадь 1 см2.

Ртутный барометр

Анероиды сделаны по другому принципу. По сути – это металлическая коробка, из которой откачали воздух. Атмосфера (она более плотная, чем содержимое коробки) давит на стенки, и они прогибаются. Через систему рычагов они соединяются со стрелкой, которая указывает на текущее значение.

Величина давления атмосферы колеблется вокруг нормальных значений и зависит от погоды. Минимум (641,3 мм рт.ст.) был зафиксирован внутри тайфуна «Нэнси», зародившегося в Тихом океане и обрушившегося на Японию в 1961 году.

Рекордно высоко поднялась ртуть в барометре (815,85 мм рт.ст.) однажды зимой в одном из городов Красноярского края в России. До этого рекордсменом считался Хубсубульский аймак в Монголии.

Почему оно не одинаковое

Атмосферное давление меняется и на это влияют:

  • высота точки над уровнем моря;
  • сезон;
  • время суток;
  • климатическая зона;
  • изменения температуры.

Чем выше, тем ниже

Чем выше точка над уровнем моря, тем все более разреженным становится воздух, тем ниже становится давление атмосферы. В нижних слоях воздушной оболочки земли давление убывает каждые 11 метров на 1 мм рт.ст.

Например, на высоте 20 км оно составляет лишь 47 мм рт.ст. Поэтому при подъеме на такое расстояние от поверхности Земли у человека закипает кровь и межтканевые жидкости. Если не находиться в герметической кабине самолета или аэростата, то смерть наступит почти мгновенно.

Известно, что в разных населенных пунктах планеты норма давления атмосферы своя. Это логично, так как находиться они могут на разной высоте. Так, например, Челябинск построен на возвышении — 226 м от нулевой отметки уровня мирового океана. Нормальное атмосферное давление для него — это 739 мм рт.ст.

Расположение Кургана по отношению к поверхности мирового океана – 72 м, и типичные показания барометра, которые можно считать нормальными – 753 мм рт. ст.

Перепады температуры

Какое время года на дворе – это тоже влияет на показатель. Зимой он выше, так как зимний воздух холоднее и плотнее. Летом – ниже, потому что воздух теплее и разреженнее.

Та же температурная причина изменений уровня ртутного столбика в течение суток. Суточные колебания происходят в пределах 4 – 5 мм, а сезонные — не превышают 30 мм рт. ст. Все те же физические явления объясняют то, что в Арктике и Антарктиде постоянно высокое атмосферное давление, а на экваторе – низкое.

Циклон, вид из космоса

Неравномерное прогревание воздуха — фактор, ответственный за формирование территорий с пониженным давлением, вокруг которых формируются циклоны. Снижение показаний барометра может указывать на возможность дождя.

Считается, что дождь, если ртуть ниже 760 мм. И если задуматься, какое атмосферное давление правомерно считать низким и, наоборот, высоким, то эта цифра и будет пограничным критерием.

Метеозависимые люди очень чувствительны к перепадам давления. Значение ниже 750 мм рт.ст. для многих из них связано с неприятными ощущениями.

Медики объясняют это тем, что при низких показаниях барометра давление газов внутри тела, в жидкостях и полостях, становится выше, чем снаружи. Это раздражает рецепторы в органах и человек может ощущать ломоту в суставах.

Кроме того, ощущается кислородное голодание, не редки случаи головокружений, сонливости, оглушенного состояния.

Давно вы имели по-настоящему КРУПНЫЙ УЛОВ?

Когда последний раз ловили десятки ЗДОРОВЕННЫХ щук/карпов/лещей?

Нам всегда хочется получать результат от рыбалки – поймать не три окунька, а десяток килограммовых щук – вот это будет улов! Каждый из нас мечтает о таком, но далеко не каждый умеет.

Хорошего улова можно достичь (и мы это с вами знаем) благодаря хорошей прикормке.

Ее можно приготовить в домашних условиях, можно купить в рыбацких магазинах. Но в магазинах дорого, а чтобы приготовить прикормку дома, нужно потратить уйму времени, да и, по праве говоря, далеко не всегда домашняя прикормка хорошо работает.

Вам знакомо то разочарование, когда вы купили прикормку или приготовили ее дома, а поймали три-четыре окунька?

Так может быть пора воспользоваться действительно рабочим продуктом, эффективность которого доказана как научно, так и практикой на реках и прудах России?

Fish Megabomb дает тот самый результат, который мы не можем достичь сами, тем более, стоит она дешево, что отличает от других средств и времени тратить на изготовление не нужно – заказал, привезли и вперед!

Конечно, лучше один раз попробовать, чем тысячу раз услышать. Тем более сейчас – самый сезон! Скидка в 50% при заказе это отличный бонус!

Узнайте подробнее про приманку!

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

Влияние повышенного атмосферного давления на артериальное давление человека

Резкое изменение погоды может ухудшить их самочувствие. Особенно остро реагируют на погодные колебания люди, у которых периодически наблюдается повышение показателей тонометра.

Содержание статьи

Влияние повышенного атмосферного давления на организм человека

Давление атмосферы, которое превышает показатель 760 мм рт. ст., считается повышенным. В течение всего календарного года это значение нередко увеличивается еще на 30 единиц, чем, несомненно, оказывает негативное влияние на человека, страдающего гипертонией.

Как правило, у таких пациентов возникает давящая головная боль в затылочной части, головокружение, сонливость, увеличивается чувство тревоги, страха, нередки случаи желудочного расстройства, а также скачки показателей.

Влияние повышенного атмосферного давления на организм человека чаще всего отмечается осенью, во время обострения вирусных инфекций и простудных заболеваний.

Даже здоровые люди в данный период способны ощутить легкое недомогание.

Нередко гипертоники остро реагируют не только на перепады атмосферного давления, но и на рост, либо же понижение температуры воздуха, влажности. Причинами такой чувствительности могут выступать:

  • частые простудные заболевания по причине низкого иммунитета;
  • нарушения в работе нервной системы;
  • патологии кровеносных сосудов;
  • возраст;
  • загрязненная экология;
  • малоподвижный образ жизни.

Повышенное атмосферное давление на здоровье гипертоников оказывает негативное воздействие. Как правило, в этот период нет осадков и ветра, что влечет за собой загрязнение воздуха. Метеорологи называют период повышенного атмосферного давления антициклоном. В этот промежуток времени пациенты жалуются на снижение работоспособности, слабость, пульсирующую головную боль. Атмосферное давление и гипертония могут спровоцировать и другие симптомы:

  • сердечная боль;
  • учащенный пульс и сердцебиение;
  • покраснение кожных покровов лица;
  • ухудшение зрения;
  • появление темных точек перед глазами.

Такое влияние атмосферного давления на артериальное давление чаще всего испытывают люди пожилого возраста, которые имеют хронические заболевания сердечнососудистой системы. Во время антициклона показатели у гипертоника могут достигать отметки 220/120. Подобные значения способны спровоцировать гипертонический криз, в результате которого может случиться инсульт, инфаркт миокарда или тромбоз. Также существует риск возникновения комы и даже летального исхода.

При повышении атмосферного давления, артериальное тоже увеличивается. Особенно остро это ощущается, когда антициклон сопровождается понижением температуры воздуха.

Повышенная влажность, в совокупности с сильным ветром может спровоцировать гипертермию – это состояние, при котором наступает переохлаждение организма за счет возбуждения особого отдела ЦНС. У пациентов сокращаются процессы теплоотдачи организма из-за спазмов сосудистой системы. Наряду с этим начинается термическое сопротивление организма, которое сопровождается сужением сосудов лица и конечностей.

Резкое переохлаждение организма может привести к острому сосудистому спазму и повышению давления. Его влияние отмечается на многих биологических процессах, в частности на составе крови, в котором уменьшается число защитного белка.

Планируя, к примеру, отдых в горах, следует знать, как влияет давление воздуха на высоте. Стоит отметить, что на возвышенности оно низкое. От такого атмосферного давления у людей с гипертонической болезнью могут проявиться следующие симптомы:

  • учащенный пульс и сердечные сокращения;
  • головная боль;
  • удушье;
  • кровь из носа.

Возникновение перечисленных симптомов происходит из-за недостатка кислорода, которого с поднятием на большой высоте становится очень мало. Организм, не получая его в достаточном объеме, испытывает кислородное голодание, что может привести даже к обморокам. Спускаясь под землю, или ныряя с аквалангом на большую глубину, гипертоники должны быть готовы к повышенному атмосферному давлению.

Как облегчить состояние гипертоника?

Организм человека способен приспосабливаться к любым условиям. При стабильной погоде, как правило, отмечается нормальное самочувствие. Однако при резкой смене циклона на антициклон, ситуация может кардинально поменяться. Если подобные изменения в погоде происходят слишком часто, организму требуется время для того, чтобы адаптироваться. 

Дискомфорт гипертоникам доставляет и низкое атмосферное давление, которое принято называть циклоном. В данный период можно наблюдать пасмурную погоду, сильные порывы ветра, повышенную влажность за счет выпадения осадков. Так же как и при повышенном атмосферном давлении, во время циклона у гипертоников учащается пульс и дыхание. А вот сокращение сердца, напротив, уменьшается, что приводит к одышке и быстрой утомляемости.

В период циклона наблюдается прямая зависимость артериального давления от атмосферного. По мере его снижения происходит понижение и показателей тонометра. Это приводит к тому, что у гипертоников могут проявляться такие симптомы, как:

  • головокружение;
  • снижение работоспособности;
  • головные боли.

Если на артериальное давление человека оказывает влияние погода, таким людям врачи рекомендуют не переутомляться. При высоком атмосферном давлении лучше избегать чрезмерных нагрузок. В этот период организм испытывает стресс, поэтому нуждается в полноценном отдыхе.

Так как атмосферное давление влияет на артериальное, при антициклоне, который сопровождается очень жаркой погодой, лучше не выходить на улицу, а находиться в проветриваемом помещении с кондиционером. Питание гипертоников в этот период должно быть сбалансированным, но низкокалорийным. Стоит отдавать предпочтение продуктам, богатым калием.

Снизить давление во время антициклона поможет достаточное потребление жидкости. Гипертоникам рекомендуется употреблять много чистой воды, отвары полезных лекарственных растений, не перетруждаться и больше отдыхать. Потому как атмосферное давление влияет на артериальное, с целью контроля его необходимо измерять несколько раз в день.

Чудотворное действие на человеческий организм оказывает здоровый сон, который длится не менее 8 часов. Помогает бороться с повышенным давлением и натуральный кофе.

Гипертоники могут себе позволить с утра выпить чашечку ароматного, бодрящего напитка.

Во время высокого атмосферного давления в сочетании с сильной жарой, нередко возникают такие осложнения, как кровоизлияние головного мозга и различные сердечные патологии. Высокая температура воздуха и низкая влажность способствуют уменьшению содержания кислорода в воздухе. Такие условия приводят к загустению крови и провоцируют тромбозы, инфаркты и инсульты.

Метеозависимость, несомненно, приводит к возникновению дискомфорта и ухудшению самочувствия больных, страдающих гипертонией. Их состояние здоровья в буквальном смысле некоторое время в году зависит от атмосферного давления. Таким пациентам необходимо заблаговременно просматривать прогнозы синоптиков, что позволит подготовиться к перепадам и следовать советам лечащего врача.

Влияние атмосферного давления на давление человека. Метеозависимые люди

Многие люди страдают различными нарушениями работы сердечно-сосудистой системы. При этом большое значение имеет уровень артериального давления как симптом патологии. Состояние здоровья человека часто зависит от погодных условий и атмосферного давления. Изменения показателей барометра затрагивают не только пациентов, но и здоровых людей. В науке есть определение понятия атмосферное давление - это сила удара столба воздуха о 1 см поверхности.Измеряется в гектопаскалях, миллибарах или миллиметрах ртутного столба.

В древности считалось, что воздух не имеет веса и, соответственно, не может привести ни к каким изменениям погоды или самочувствия. В дальнейшем ученые выяснили, как атмосферное давление влияет на давление человека.

Метеозависимые и здоровые люди

При показаниях барометра 760 мм ртутного столба самочувствие людей не меняется и находится в пределах нормы. Малейшие колебания атмосферного давления приводят к появлению таких симптомов, как головокружение, боли в суставах или чувство страха и беспокойства.У людей, не имеющих заболеваний, также может развиться недомогание. Это связано с низкой физической нагрузкой, в результате чего организм теряет тонус и не может быстро адаптироваться к условиям окружающей среды.

В год сила давления колеблется в пределах 30 мм. В течение дня значения могут колебаться от 1 до 3 мм рт. Изобразительное искусство. Здоровый человек этих изменений не ощущает, но метеозависимые люди с любыми проблемами со здоровьем могут эти отклонения почувствовать.

Чем выше высота над уровнем моря, тем ниже давление, и наоборот.Если человек достаточно длительное время проживает на одном участке с определенным значением измерительного прибора, то это не оказывает патологического влияния на состояние здоровья. Симптомы обычно возникают при резком изменении давления. При этом первыми колебания чувствуют люди, у которых есть какие-либо заболевания, острые или хронические.

Врачи довольно точно определили, как разные уровни атмосферного давления влияют на людей и какой дискомфорт они испытывают.

Под землей

При повышенном давлении воздуха у человека реже становится пульс, дыхательная функция угнетается.Кроме того, повышается свертываемость крови и перистальтика кишечника. Влияние атмосферного давления на давление человека возрастает пропорционально расстоянию, на которое человек спускается. Наиболее уязвимы к воздействию воздуха в этом случае люди, выполняющие работы на глубине. Уровень растворения газов в крови достигает максимального значения, повышает работоспособность и концентрацию. Однако большое количество кислорода оказывает токсическое действие и провоцирует возникновение заболеваний легких.Подъем рабочих с глубины осуществляется по принятым нормам. В случае нарушения скорости возврата пузырьки газа закупоривают сосуды, и может наступить летальный исход.

Над уровнем моря

Влияние атмосферного давления на давление человека, находящегося, например, в горах, проявляется в учащении дыхания и пульса, головных болях, приступах удушья и носовых кровотечениях. Симптомы возникают в процессе адаптации человека к условиям. Часто возникает необходимость в медицинской помощи людям, имеющим признаки кислородного голодания.Специалист поможет быстро адаптироваться к пониженному атмосферному давлению.

Люди, работающие на экстремальной высоте, во избежание смерти от недостатка кислорода помещаются в специальные костюмы или работают в закрытом помещении, где создается нормальное давление.

Влияние атмосферного давления на самочувствие обычных людей, местонахождение которых не связано с работой в экстремальных условиях, проявляется не так ярко. В случае внезапного изменения погодных условий, когда человек находится в той же местности, указанные выше симптомы проявляются незначительно.

Атмосферное давление и некоторые заболевания

Если рассматривать состояние здоровья более подробно, то у людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями, прежде всего, возникают нарушения со стороны сердца. Врачи рекомендуют в этом случае принимать обычные лекарства и соблюдать режим сна и покоя.

Влияние атмосферного давления на давление у человека, страдающего психическими расстройствами в стадии ремиссии, выражается в виде навязчивого страха или тревоги. Прием седативных средств или лечебных трав поможет уменьшить неприятные симптомы, сведя их проявление к минимуму.

При повреждении суставного аппарата при колебаниях давления в пораженных участках могут возникать приступы боли, сопровождающиеся слабостью и быстрой утомляемостью.

Влияние атмосферного давления на артериальное давление в большей степени проявляется у людей, страдающих хроническими патологиями - гипертонической или гипотонической. В этом случае необходимо обеспечить постоянный контроль давления, не допускающий критических значений.

Подробнее о метеопатии

Здоровые люди, как правило, почти не чувствуют изменения значений барометра, но недомогание может быть скрытым.Наиболее сложно для людей, чей организм реагирует не только на изменение атмосферного давления, но и на солнечную активность, магнитные бури и другие природные явления.

Одни считают, что метеорологическая зависимость - это болезнь, другие - временное явление. Однако постоянная чувствительность к перемене погоды, связанная с нарушением функционирования организма, говорит о том, что лечить метеопатию необходимо, начав, в первую очередь, с болезней. Уменьшится зависимость от атмосферного давления, и человек будет чувствовать себя намного лучше в любую погоду.

Рекомендации врача

Существуют методы, которые помогают людям чувствовать себя здоровее при резких изменениях погоды. К ним относятся: прием иммуномодуляторов, контрастный душ по утрам, легкая лечебная гимнастика и питание, богатое витаминами и минералами.

Кроме того, соблюдение врачебных рекомендаций поможет стабилизировать общее состояние, и человек сможет заниматься обычными делами. Во время циклона (низкое давление) или антициклона (повышенное давление) стоит избегать тяжелых физических нагрузок, волнений и решать важные вопросы.

Наука

Влияние атмосферного давления на здоровье изучается наука, изучающая влияние природных явлений на самочувствие людей - биометеорология, возникла давно. В рамках исследования были выявлены частые случаи метеопатии, а также зависимость от погодных условий людей больных и относительно здоровых. Ученые выяснили, что определенный процент наследственной чувствительности к погодным условиям влияет на наступление недомогания.

История и статистика

Открытие, сделанное в 1643 году итальянским физиком и математиком Торричелли, позволило продолжить исследования в области атмосферы и ее свойств. Было доказано, что воздух имеет вес и давит на один сантиметр поверхности Земли с силой 1,033 килограмма.

Наибольшее атмосферное давление было зарегистрировано зимой в поселке Туруханск Красноярского края (815 мм рт. Ст.), Наименьшее - во время урагана «Нанси» над Тихим океаном (641 мм рт. Ст.).Расположение аномальных участков говорит о том, что перепады давления возникают чаще, чем на других участках. Однако люди, живущие за Полярным кругом, стойко переносят подобные явления, так как постоянно находятся на этой территории.

p >> .

ГЛАВА 2. АТМОСФЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ

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

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

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

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

2,4 БАРОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН

В главах 4 и 7 мы рассмотрим факторы, контролирующие вертикальный профиль температуры атмосферы. Здесь мы сосредоточимся на объяснении вертикального профиля давления. Рассмотрим элементарный слой атмосферы (толщина dz, горизонтальная область A) на высоте z:

.

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

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

(2.3)

Переставляем урожайность

(2,4)

Левая часть по определению равна dP / dz. Следовательно,

(2,5)

Теперь, исходя из закона идеального газа,

(2.6)

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

(2,7)

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

(2,8)

что эквивалентно

(2.9)

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

(2.10)

приводя к компактной форме Барометрического закона:

(2.11)

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

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

(2.12)

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

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

.

2.2 Структура давления атмосферы: гидростатическое равновесие

2.2 Структура давления атмосферы: гидростатическое равновесие

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

Воздушная посылка в состоянии покоя с тремя силами в балансе

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

Есть 3 силы , определяющие гидростатическое равновесие:

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

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

    [2,11]

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

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

    [2,12]

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

    Fweight = -ρVg = -ρgAΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера.Список совместимых браузеров см. В разделе «Технические требования в ориентации».

    [2,13]

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

∑F = Fbottom + Ftop + Fweight = pbottomA − ptopA − ρgAΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Список совместимых браузеров см. В разделе «Технические требования в ориентации».

[2,14]

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

0 = pbottom-ptop-ρgΔz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Список совместимых браузеров см. В разделе «Технические требования в ориентации».

[2,15]

или:

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

[2,16]

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

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

[2,17]

Результатом является уравнение:

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

[2,18]

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

Уравнение гидростатики

Щелкните здесь, чтобы просмотреть стенограмму видео по уравнению гидростатики.

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

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

dpdz = −gpRdT или dpp = −gRdT dz = −MgR * T dz Это уравнение не отображается должным образом из-за несовместимого браузера. Список совместимых браузеров см. В разделе «Технические требования в ориентации».

[2,19]

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

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

[2,20]

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

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

Рассеянный свет у поверхности Земли.

Источник: НАСА

.

Тест 2-2: Использование силы уравнения гидростатики

Эта викторина даст вам возможность попрактиковаться в использовании уравнения гидростатики для изучения интересных и полезных свойств и количеств атмосферы.

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

Атмосферное давление: определение и факты

Книги по метеорологии часто описывают атмосферу Земли как огромный океан воздуха, в котором мы все живем. На диаграммах наша родная планета изображена как окруженная огромным атмосферным морем высотой в несколько сотен миль, разделенным на несколько различных слоев. И все же та часть нашей атмосферы, которая поддерживает всю жизнь, о которой мы знаем, в действительности чрезвычайно тонкая и простирается вверх только до 18 000 футов - чуть более 3 миль. И та часть нашей атмосферы, которую можно измерить с некоторой степенью точности, достигает примерно 25 миль (40 километров).Кроме того, дать точный ответ относительно того, где в конечном итоге заканчивается атмосфера, практически невозможно; где-то между 200 и 300 милями появляется неопределенная область, где воздух постепенно разжижается и в конечном итоге растворяется в космическом вакууме.

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

И этот газ - наша атмосфера.

Воздух имеет вес

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

Но, делая такое заявление, вы ошиблись бы !

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

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

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

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

Максимумы и минимумы

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

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

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

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

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

Системы высокого давления - это «купола плотности», которые давят вниз, тогда как системы низкого давления сродни «атмосферным долинам», где плотность воздуха меньше.Поскольку холодный воздух имеет меньшую способность удерживать водяной пар, чем теплый воздух, облака и осадки вызываются охлаждением воздуха.

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

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

Введите барометр

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

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

Как НЕ использовать барометр

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

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

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

Как правильно пользоваться барометром

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

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

.

атмосферное давление | Национальное географическое общество

Воздух вокруг вас имеет вес, и он давит на все, чего касается. Это давление называется атмосферным давлением или давлением воздуха. Это сила, действующая на поверхность со стороны воздуха над ней, когда гравитация притягивает ее к Земле.

Атмосферное давление обычно измеряется барометром. В барометре столбик ртути в стеклянной трубке поднимается или опускается по мере изменения веса атмосферы. Метеорологи описывают атмосферное давление по тому, насколько высоко поднимается ртуть.

Атмосфера (атм) - это единица измерения, равная среднему атмосферному давлению на уровне моря при температуре 15 градусов Цельсия (59 градусов Фаренгейта). Одна атмосфера составляет 1013 миллибар, или 760 миллиметров (29,92 дюйма) ртутного столба.

Атмосферное давление падает с увеличением высоты. Атмосферное давление на Денали, Аляска, примерно вдвое меньше, чем в Гонолулу, Гавайи. Гонолулу - город на уровне моря. Денали, также известный как гора Мак-Кинли, является самой высокой вершиной в Северной Америке.

По мере снижения давления количество кислорода, доступного для дыхания, также уменьшается. На очень больших высотах атмосферное давление и доступный кислород становятся настолько низкими, что люди могут заболеть и даже умереть.

Альпинисты используют баллон с кислородом при восхождении на очень высокие вершины. Им также нужно время, чтобы привыкнуть к высоте, потому что быстрый переход от более высокого давления к более низкому может вызвать декомпрессионную болезнь. Декомпрессионная болезнь, также называемая «изгибами», также является проблемой для аквалангистов, которые слишком быстро всплывают на поверхность.

Самолет создает в салоне искусственное давление, чтобы пассажирам было комфортно во время полета.

Атмосферное давление - индикатор погоды. Когда система низкого давления перемещается в область, это обычно приводит к облачности, ветру и осадкам. В системах высокого давления обычно бывает ясная безветренная погода.

.

Что такое атмосферное давление - Вселенная сегодня

[/ caption]

Простого 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 дает ее больше в

.

Смотрите также