Как найти изменение давления воздуха

Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.

Давление атмосферы на разных высотах

Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?

Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.

Миллиметры ртутного столба и гектопаскали

В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.

Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.

Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?

Связь плотности воздуха и высоты. Особенности

Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.

График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой

Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P₀=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?

Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р₀/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р₀/4 и т. д.

Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.

Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.

Изменение давления воздух с высотой. Барометрическая формула

По
какому закону меняется атмосферное
давление с высотой?

Допустим,
что известно давление на одном уровне.
Какое оно в тот же момент на другом
уровне? Возьмем вертикальный столб
воздуха с поперечным разрезом, равным
единице, и выделим в этом столбе тонкий
слой, ограниченный снизу поверхностью
на высоте Z , а сверху – поверхностью на
высоте (Z+dZ).
Толщина слоя dZ.

(-P+dP)

Z+dZ

Z

P

-gρd

Рисунок 3.1 –
Силы, которые действуют на элементарный
объем воздуха

На
нижнюю поверхность выделенного
элементарного объема соседний воздух
действует с силой давления, которая
направленная снизу вверх. Модуль этой
силы на рассмотренной поверхности
площадью, равной единице, и будет
давлением воздуха Р на этой поверхности.
На верхнюю поверхность элементарного
объема соседний воздух действует с
силой давления, которая направлена
сверху вниз. Модуль этой силы P+dP
есть давление на верхней границе. Это
давление отличается от давления на
нижней границе на маленькую величину
dр, причем заранее не известно, будет dр
положительным или отрицательной, то
есть будет давление на верхней границе
выше или ниже, чем на нижней границе.

Что
касается сил давления, которые действуют
на боковые стенки объема, то допустим,
что в горизонтальном направлении
атмосферное давление не меняется. Это
значит, что силы давления, которые
действуют со всех сторон на боковые
стенки, уравновешиваются: их равнодействующая
равняется нулю. Отсюда вытекает, что
воздух в горизонтальном направлении
не имеет ускорения и не перемещается.

Кроме
того, на рассмотренный элементарный
объем действует сила тяжести, которая
направленная вниз и равняется ускорению
свободного падения g, умноженному на
массу воздуха во взятом объеме. Поэтому
при вертикальном разрезе, равном единице,
объем равняется dz, масса воздуха в нем
равняется ρdz, где ρ – плотность воздуха,
а сила тяжести равняется gρdz.

Сила
тяжести gρdz и сила давления Р+dp направлены
вниз; возьмем их с отрицательным знаком.
Вверх направлена сила давления Р, ее
возьмем с знаком “ + “.

В состоянии
равновесия:

—
( Р + dp ) + Р – gρdz = 0

или
dр = — gρdz
(3.4)

Отсюда
следует, что при движении вверх атмосферное
давление падает.

Уравнение
(3.4) называется основным
уравнением статики атмосферы.

=
— gp

—
gp = 0

— g = 0,

—— падение давления на единицу прироста
высоты, то есть вертикальный барический
градиент (вертикальный градиент
давления).

—
вертикальный барический градиент,
отнесенный к единице массы и направленный
вверх.

Основное
уравнение статики выражает условие
равновесия между двумя силами, которые
действуют на единицу массы воздуха по
вертикали – вертикальным барическим
градиентом и силой тяжести.

Чтобы
получить уравнение для изменения
давления при конечном приросте высоты
нужно проинтегрировать уравнение (3.4)
в пределах от уровня z₁
до z₂ с
давлением от Р₁
до Р₂.
При этом плотность воздуха ρ есть
переменной величиной, функцией высоты.

dp
=
— gρdz

ρ =

dp = —
dz
ли

= —dz
(3.5)

Проинтегрируем
уравнение (3.5)

= —

ln p₂
– ln p₁
= —

Температура
– величина перемена, зависит от высоты.
Но эта зависимость не может быть точно
описана математической функцией.
Поэтому, берут среднее значение
температуры T_m
между уровнями z₁
и z₂.
Тогда среднюю температуру можно вынести
за знак интеграла.

ln p₂
– ln p₁
= —

ln
= —(
z₂
– z₁
) (3.6)

Потенцируем
уравнения 3.6, и получим:

(3.7)

Уравнение (3.7)
называется барометрической формулой.

Эта
формула показывает, как меняется
атмосферное давление с высотой в
зависимости от температуры воздуха.

С помощью
барометрической формулы можно решить
три задачи:

1. зная
   давление на одном уровне и среднюю
   температуру слоя воздуха, найти давление
   на другом уровне;

2. зная
   давление на обоих уровнях и среднюю
   температуру слоя воздуха, найти разность
   уровней (барометрическое нивелирование
   );

3. зная
   разность уровней и значения давления
   на них, найти среднюю температуру слоя
   воздуха.

В
случае расчетов для влажного воздуха
берется значение R для сухого воздуха,
умноженное на (1 + 0,378).

Важным
вариантом первой задачи есть приведение
давления к уровню моря.
Зная давление на некоторой станции,
расположенной на высоте Z
над уровнем моря, и температуру t
на этой станции, вычисляют сначала
среднюю температуру на рассмотренной
станции и на уровне моря. Для уровня
станции берется фактическая температура,
а для уровня моря – та же температура,
но увеличенная в той мере, в которой в
среднем меняется температура воздуха
с высотой. Средний вертикальный градиент
температуры в тропосфере принимается
равным 0,6 °С /100 г.

Итак,
если станция имеет высоту 200 м и температура
на ней 16 °С, то для уровня моря температура
принимается равной 17,2 °С , а средняя
температура составит 16,6 °С. После этого
по давлению на станции и по полученной
средней температуре определяется
давление на уровне моря. Приведение
давления к уровню моря необходимо
потому, что на приземные карты погоды
всегда наносится давление, приведенное
к уровню моря. Этим исключается влияние
расхождений в высотах станций на значение
давления и становится возможной выяснить
горизонтальное распределение давления.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

                                                           
Урок-практикум.

Решение практических  задач на определение
изменений температуры и давления воздуха с высотой.

Цель урока: решать географические задачи,
развивать умения высчитывать температуру воздуха и атмосферное давление на
разных высотах, способность анализировать, делать выводы. Повышать интерес к
изучению предмета географии.

Оборудование: Компьютерная презентация,
тетрадь для практических работ

Автор Супрычев А. В.

Форма урока по дидактической цели: урок
обобщения и систематизации знаний.

Методы: Практическая работа. Решение
задач.

    Ход урока.

Организационный момент.

Проверка готовности класса к уроку.
Ученики готовятся к уроку, приветствуют учителя.

Актуализация знаний.

1.
Как называется воздушная оболочка Земли?

2.
Из каких газов состоит воздух атмосферы?

3.
Как происходит нагревание воздуха?

4.
Изменяется температура воздуха с высотой?

5.
Для людей каких профессий нужны знания о температуре воздуха?

Учитель
подводит учащихся к выводу о необходимости получения навыков и умений  решения
задач по географии.

Объявляет тему урока Решение
практических  задач на определение изменений температуры и давления воздуха с
высотой.

(слайд
2) Задачи на определение изменения температуры

(слайд3) Вспомним Как
изменяется температура с высотой?

При
изменении высоты на 1000 метров (1 км) температура воздуха изменяется на 6°С.
Причём, при увеличении высоты температура воздуха понижается, а при уменьшении
— повышается.

(слайд
4) На какую высоту поднялся самолет, если за его бортом температура -30°С, а у
поверхности Земли +12°С?

(слайд
5) Решение.

1) 
-30 – 12= 42

2) 
42 : 6 = 7 км

Ответ:
7 км

(
слайд 6) Какова температура воздуха на Памире, если в июле у подножия
она составляет +36°С?
Высота Памира 6 км.

(Слайд
7) Решение.

1)
6°Сх6= 36

2)
+36°С- 36=0°С

Ответ:
0°С

(
слайд На высоте 8 км температура равна -18°С. Какова в это время
температура
у поверхности?

Решение

1) 
8 х 6 = 48

2)
-18 + 48=  30

Ответ:
30 °С

(слайд
9) Задачи на изменение атмосферного давления

(слайд 10)Вспомним

Как изменяется атмосферное давление с  изменением
высоты?

•        
На 10,5 м подъема давление
падает на 1 мм рт. ст.

(слайд 11)

Какова высота горы, если у подножья атмосферное
давление 765 мм рт. ст., а на вершине 720 мм рт. ст.?

(слайд 12)
Решение

1)  765 — 720 = 45  мм рт. ст.

2)   45 • 10,5 = 472,5 м высота.

              Ответ: 472,5 м.

(слайд 13)
На вершине горы высотой 3,5 км
барометр показал 720 мм рт. ст.
Каково давление у подножья

(слайд 14) Решение

1) 3500 : 10,5 = 333

2) 720 + 333= 1053 мм рт. ст.

Ответ:  1 053 мм рт. ст.

(слайд 15)
Шахта глубиной 200 м, на поверхности
атмосферное давление 752 мм рт. ст.
 Найти давление на дне шахты.

(слайд 16)
Решение

1)        200 · 10,5 = 19

2)        752+19 =771 мм рт.ст.

Ответ: 771 мм рт. ст.

( слайд 17)
На дне карьера барометр зафиксировал
давление 780 мм рт. ст. у поверхности земли — 760 мм рт. ст. Найти глубину
карьера.

(слайд 18)
Решение

1)  780 — 760 = 20

2)  20 х10,5 = 210 м.

Ответ: 210 м

Закрепление.

Выполнение практической работы №5 в тетради для
практических работ  Супрычева А. Н.

Итог урока.

Какую работу мы сегодня выполняли?

Чему научились?

Кто даволен сегодня своей работой?

Домашнее задание. Повторить

Подготовиться к контрольной работе.

Ртутный барометр состоит из металлической чашки, наполненной ртутью, и полой стеклянной трубки, запаянной с одного конца. Последний заполняется ртутью, а его нижний открытый конец погружается в чашку. Вес столба жидкости в трубке уравновешивает давление воздуха, которому подвергается ртуть в чашке.

Атмосферное давление на уровне моря. Атмосферное давление

Давление воздуха в одной и той же точке земной поверхности не остается постоянным, а изменяется в зависимости от различных процессов, происходящих в атмосфере. В качестве «нормального» атмосферного давления условно считается давление 760 мм рт. ст. т. е. одна (естественная) атмосфера (§ 154).

Давление воздуха на уровне моря во всех частях света в среднем близко к атмосферному. Видно, что давление воздуха уменьшается по мере подъема над уровнем моря, соответственно. Его плотность уменьшается. Воздух становится все более разреженным. Если вы откроете хорошо закупоренный контейнер в долине на вершине горы, немного воздуха выйдет наружу. Напротив, если вы откроете его у подножия горы, небольшое количество воздуха попадет в пробку наверху. На высоте около 6 км давление и плотность воздуха снижаются примерно вдвое.

Каждой высоте соответствует определенное давление воздуха. Поэтому можно измерить давление в определенной точке на вершине горы или в корзине воздушного шара, чтобы определить, как меняется атмосферное давление с высотой. Высота над уровнем моря или высота воздушного шара. Чувствительность обычных передних глаз настолько велика, что подъем на 2-3 метра в передней части глаза приведет к значительному смещению индекса. Поднимаясь или опускаясь по лестнице с анатомическими структурами, постепенное изменение давления происходит прямолинейно. Этот опыт удобно проводить на пологой лестнице станции метро. Часто анекдоты калибруются непосредственно по росту. Положение стрелки указывает на высоту, на которой находится прибор. Такие роговицы называются альтиметрами (рис. 295). Ими оснащаются самолеты, позволяя пилоту определять объем полета.

Рисунок 295.Высота полета самолета. Длинные стрелки считаются в сотнях метров, короткие — в километрах. Перед полетом головка может быть обнулена под стрелкой на поверхности земли.

Падение давления воздуха при подъеме объясняется так же, как падает давление в глубокой воде при подъеме со дна на поверхность. Воздух на уровне моря сжимается под действием веса всей атмосферы Земли, тогда как более высокие слои атмосферы сжимаются только под действием веса воздуха, находящегося над этими слоями. В целом, изменение давления от точки к точке в атмосфере или под действием силы тяжести подчиняется тем же законам, что и давление на жидкость. Давление одинаково во всех частях горизонтального уровня — внизу давление уменьшается за счет веса столба воздуха, высота которого равна высоте перехода, а сечение перехода равно единице.

Рис. 296.Изображение уменьшения давления с высотой. Справа — колонны одинаковой толщины, взятые на разных высотах. Самая толстая заштрихованная колонка наиболее сжатого воздуха.

Однако из-за высокой компрессии газа общая картина распределения давления на высоте в атмосфере существенно отличается от распределения давления жидкостей. На самом деле, планируйте снижение давления воздуха с высотой. Оси оператора изображают высоту и так далее. На определенном уровне (например, над уровнем моря), а ось пиков показывает давление (рис. 296). Поднимитесь по лестнице на высоту. Чтобы найти давление на следующем этапе, необходимо равномерно удалить вес столба воздуха на высоте. Однако с увеличением высоты плотность воздуха уменьшается. Поэтому потеря давления при подъеме на следующую ступень тем меньше, чем выше лестница. Поэтому давление снижается неравномерно по мере роста. Высота, на которой плотность воздуха увеличивается, мала, а давление быстро падает. Плотность воздуха уменьшается, и давление снижается.

Барическая ступень

1 Высота, на которой давление должно повыситься или понизиться, чтобы его изменил HPA (экстракт), называется барометрическим шагом. Барометрический шаг удобно использовать для решения задач, не требующих высокой точности, чтобы оценить давление по известным различиям в высоте над уровнем моря. Из фундаментального закона статики, барометрический шаг (h) равен: h = -dz/Δp= 1/g m/gpa. При температуре воздуха 0°C и давлении 1000 гПа барометрический шаг равен 8 /hPa. Таким образом, для повышения давления на 1 HPA требуется увеличение на 8 метров.

При повышении температуры и высоты над уровнем моря (в частности, на 0,4% на градус тепла). Другими словами, он прямо пропорционален температуре и обратно пропорционален давлению. Обратной стороной парикмахера является вертикальный парикмахер. То есть, изменение давления при подъеме или опускании на 100 метров. При температуре 0°C и давлении 1000 гПа это составляет 12,5 гПа.

Приведение к уровню моря

Давление адаптируется к уровню моря, чтобы все метеостанции посылали короткие телеграммы. Для того чтобы сравнить давление на станциях, расположенных на разных высотах, давления наносятся на обзорную карту и приводятся к уровню моря, который является единой точкой отсчета. При давлении на уровне моря используется короткий тип Лапласа вида Z 2 -Z 1 = 18400 (1+λT)LG (P 1 /P 2). Это означает, что, зная давление и температуру на уровне Z 2, мы можем найти давление (P 1) на уровне моря (Z 1 = 0).

Расчет давления на высоте H от давления P o до уровня моря и температуры:.

Где P o — давление PA на уровне моря pa-m — молекулярный вес сухого воздуха 0,029 кг/моль- g — ускорение силы тяжести 9,81 м/с²-р. Предельная температура воздуха k, t = t + 273, где t — температура °C-h — высота m.

На более низких высотах атмосферное давление снижается на 1 мм рт. ст. на каждые 12 метров подъема. На больших высотах эта закономерность прерывается.

Атмосферное давление — это давление столба воздуха на единицу поверхности. Она выражается в килограммах на см2, но в прошлом эта величина измерялась только с помощью ртутных наличников, поэтому принято выражать эту величину в миллиметрах ртути (ММГ). Нормальное атмосферное давление составляет 760 мм рт. ст. или 1,033 кг/см2 и интерпретируется как воздух (1 АТА).

Некоторые операции могут потребовать работы при повышенном или пониженном атмосферном давлении. Это может иметь большое значение (от 0,15-0,2 ата до 5-6 ата и более).

Влияние пониженного атмосферного давления на организм

На больших высотах атмосферное давление снижается. Чем больше высота над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление. Так, на высоте 1000 м он составляет 734 мм рт. ст., 2000 м — 569 мм, 3000 м — 526 мм рт. ст. и на высоте 15000 м — 90 мм рт. ст.

Снижение атмосферного давления вызывает изменения в крови в виде более частого и глубокого дыхания, более частых (менее сильных) ударов сердца, небольшого снижения артериального давления и увеличения количества красных кровяных телец. Клетки.

Негативное воздействие низкого атмосферного давления на организм основано на недостатке кислорода. Это связано с тем, что при нормальном функционировании дыхательной и кровеносной систем в организм поступает меньше кислорода из-за снижения парциального давления кислорода при уменьшении атмосферного давления. В результате кровь не полностью насыщается кислородом и органы и ткани не полностью снабжаются им, что приводит к недостатку кислорода (анаэробии). Эти изменения более серьезны при работе с высокоскоростными подъемными механизмами (например, канатами), где происходит быстрое падение атмосферного давления, которое возникает при быстром подъеме на большую высоту. Быстро развивающийся недостаток кислорода влияет на клетки мозга, что вызывает головокружение, тошноту и иногда рвоту, нарушение двигательной координации, потерю памяти, сонливость и снижение окислительных процессов в мышечных клетках из-за недостатка кислорода.

Согласно практике, подъем на высоту более 4500 метров, где атмосферное давление не превышает 430 мм рт. ст., трудно переносится без кислорода для дыхания, а на высоте 8000 метров (давление 277 мм рт. ст.) люди теряют чувствительность.

Летом зоны низкого атмосферного давления восстанавливаются в более теплых широтах Северного полушария. Над Азией формируется огромная область низкого атмосферного давления, ориентированная на тропики, — азиатский минимум.

Какие последствия действия атмосферного давления

Возьмите трубку с плунжером, опустите один конец в емкость с водой, поднимите плунжер вверх, и вода поднимется за плунжером (рис. 102). Это возможно только в том случае, если давление воды в резервуаре выше, чем давление под поршнем. Из-за давления веса уровень воды под поршнем выше, чем давление в емкости, и вода не может подняться из-за более высокого давления. Вода должна вернуться в емкость. В результате к жидкости в контейнере прикладывается дополнительное давление, которое превышает давление жидкости в толще воды под поршнем. Это давление создается молекулами в атмосфере. Действуя на свободную поверхность воды, атмосферное давление в соответствии с законом Паскаля передается одинаково во всех направлениях.

Поскольку под поршнем нет воздуха, вода поступает в трубу под неравномерным давлением.

Каково значение атмосферного давления

Значение атмосферного давления довольно высокое. Это может быть подтверждено многими экспериментами.

Возьмите два полых полушария с хорошо отполированными поперечными сечениями. Один из них имеет специальное приспособление с краном, в который можно закачивать воздух.

Закрепите одну из полусфер на штативе, подсоедините снизу другую полусферу и начните откачивать воздух из полости с помощью насоса на кране. Нижнее полушарие плотно прижимается к верхнему полушарию. Это возможно только в том случае, если давление в полости баллона меньше внешнего давления.

В результате того, что воздушный насос вытягивает воздух, давление в полусферической полости уменьшается, но внешнее давление остается неизменным. Поэтому нижнее полушарие сильно давит на верхнее. SW.

Величина силы, действующей на уменьшение давления воздушного шара, может быть определена по весу груза, который может быть удержан при размещении его нижним полушарием. Когда кран открывается и входит в полость, взвешенная нижняя полусфера падает.

Как начали исследовать атмосферное давление

Подобный эксперимент был проведен и описан немецким естествоиспытателем Отто Герике, мэром Магдебурга в 1654 году.

Отто Герике (1602-1686) был немецким физиком, изучавшим атмосферное давление. С помощью «Магдебургской полусферы» он показал влияние атмосферного давления. Он также изучал электрические явления и объяснял природу трения. Он создал первый электрический двигатель.

Он остался в истории науки благодаря своей сезонной производительности (рис. 103).

В новейшем процессе используется ряд устройств, основанных на действии атмосферного давления. Для расчета результатов необходимо знать значение атмосферного давления.

Метод измерения атмосферного давления был впервые предложен итальянским ученым Эванджелистой Тричелли.

Эванджелиста Тричелли (1608-1647) был итальянским ученым. Он первым измерил атмосферное давление с помощью сконструированного им ртутного барометра. Он доказал, что высота ртутного столба барометра приблизительно равна высоте барометра.

Он обнаружил, что если закрытую с одной стороны трубку полностью заполнить ртутью, а затем перевернуть и опустить в сосуд с ртутью, то исчезнет только часть этой ртути (рис. 104). Высота ртутного столба в этом эксперименте составляла приблизительно 760 мм. Результаты эксперимента позволили сделать вывод, что давление столба ртути уравновешивается атмосферным давлением, действующим на свободную поверхность ртути в контейнере. Атмосферное давление при таких условиях называется нормальным. С тех пор в науку была введена единица измерения атмосферного давления. Это миллиметр ртути (MMHG).

Как рассчитать атмосферное давление

Выразим значение 760 мм (нормальное) для столба ртути в единице измерения давления Паскаль. Из предыдущего параграфа мы знаем, что давление жидкости рассчитывается по ее типу.

Учитывая плотность ртути, получаем

При копировании материалов с сайта Evkova.org, пожалуйста, посетите www.evkova.orgへのアクティブなリンクを作成する必要があります.

Сайт создан группой преподавателей на некоммерческой основе для дополнительных молодых людей.

Сайт написан, поддерживается и управляется группой учителей

Telegram и логотип Telegram являются торговыми марками Telegram Corporation FZ-LLC.

Сайт предназначен для информационных целей и ни в коем случае не является публичным тендером, как это определено в статье 437 Гражданского кодекса Российской Федерации. Анна Евкова не оказывает услуг.

Летом зоны низкого атмосферного давления восстанавливаются в более теплых широтах Северного полушария. Над Азией формируется огромная область низкого атмосферного давления, ориентированная на тропики, — азиатский минимум.

Норма атмосферного давления

Воздействие атмосферы считается нормальным, если атмосферное давление находится на уровне моря на широте 45°. Отображение температуры — 0 градусов Цельсия. В 1644 году, благодаря Эванджелисте Торренчели и Винченцо Вивиани, это значение составило 760 мм. Стоит отметить, что эти первооткрыватели были учениками самого Галилео Галилея. Люди чувствуют себя более комфортно при стандартных значениях 750-760 мм рт. ст. Однако эти измерения не всегда абсолютно точны во всех областях в течение года.

Повышение и понижение давления

Когда барометрическое давление превышает стандартное значение 760 мм рт. ст., воздействие атмосферы увеличивается. В противоположном случае она уменьшается. В течение 24-часового периода между утром и вечером показатели давления значительно возрастают. Низкое давление наблюдается во второй половине дня и после полуночи. Эти изменения связаны с тем, что происходят изменения температуры и движения воздуха. На Земле существует три зоны преимущественно низкого давления и четыре зоны преимущественно высокого давления. Зоны атмосферного давления образуются на планете потому, что тепло от солнца и вращение Земли неравномерны. Солнце не так сильно нагревает земное полушарие в течение года. Отопление зависит от времени года.

Важно: Эксперты зафиксировали падение атмосферного давления в Москве на 727 мм рт. ст. В 2015 году аномальное артериальное давление в Москве составляло 778 мм рт. ст. Кроме того, Москва расположена на границе протяженного циклона, центральная часть которого находится над Латвией.

Влияние на человека. Антициклон

Антициклон определяется как повышение атмосферного давления. В эти периоды мало ветра, погода солнечная и нет резких перепадов температуры. Уровень влажности остается нормальным. Высокое атмосферное давление оказывает негативное влияние на здоровье человека. В частности, на людей с аллергией, астмой и высоким кровяным давлением негативно влияют изменения артериального давления. В периоды высокого давления люди испытывают головные боли и дискомфорт. Считается, что такие периоды приводят к снижению производительности и страданиям. В зависимости от высоты высокого давления, оно может эффективно или неэффективно защищать организм от болезней.

Важно: Чтобы легче переносить высокое давление, эксперты рекомендуют есть больше фруктов, включая калий, заниматься легкими физическими упражнениями и чередовать горячий и холодный душ. Чтобы улучшить работу иммунной и нервной систем, необходимо на время забыть о серьезных проблемах, которые могут поставить под угрозу ваше здоровье. Людям, страдающим от негативных симптомов, в последнее время требуется больше времени на отдых, чтобы восстановиться.

Давление воздуха в одной и той же точке земной поверхности не остается постоянным, а изменяется в зависимости от различных процессов, происходящих в атмосфере. В качестве «нормального» атмосферного давления условно считается давление 760 мм рт. ст. т. е. одна (естественная) атмосфера (§ 154).

Как атмосферное давление влияет на осадки?

Распределение осадков на планете совсем не равномерно. В одних местах влаги слишком много, в других — слишком мало. Эта неравномерность обусловлена зонированием атмосферного давления, описанным ранее. В зонах низкого давления воздух постоянно нагревается и содержит много влаги. Когда влага поднимается вверх, она образует облака и выпадает в виде дождя. Именно поэтому экваториальные зоны и другие регионы низкого давления не лишены влаги.

В зонах высокого давления холодный воздух, содержащий мало или совсем не содержащий влаги, опускается на поверхность почвы. Нагревание и уплотнение образовавшихся газовых масс выводит их из точки насыщения. Именно поэтому в тропиках и полярных регионах выпадает очень мало осадков.

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это сила, с которой давит на единицу земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверх­ности земли до верхней границы атмосферы. Атмосферное давле­ние является одной из важнейших характеристик состояния ат­мосферы и одним из основных физических свойств воздуха, свя­занных с его плотностью и температурой.

Плотность есть отношение массы вещества к его объему. Так, 1 м³ воды при температуре 4°С имеет массу 1 т, а 1 м³ воздуха при 0°С и нормальном давлении имеет массу 1,293 кг. Следова­тельно, при указанных условиях плотность воды составляет 1000 кг/м³, а плотность воздуха 1,293 кг/м³. Таким образом, плот­ность воздуха примерно в 800 раз меньше плотности воды.

Плотность атмосферы быстро уменьшается с высотой. Полови­на всей массы атмосферы сосредоточена в <нижнем ее слое до высоты около 5,5 «м. На высоте 300 км плотность ее уже в 4-Ю¹⁰ раз меньше, чем на уровне моря. С дальнейшим увеличением вы­соты разреженность газов продолжает увеличиваться, и без четко выраженной верхней границы атмосфера постепенно переходит в межпланетное пространство.

Атмосферное давление обычно измеряется высотой ртутного столба в трубке барометра. Давление атмосферы удерживает столб ртути в трубке на определенной высоте. На уровне моря высота ртутного столба в трубке в среднем около 760 мм. При этом масса ртутного столба сечением в 1 см² составляет пример­но 76-13,6=1,0336 кг. Это означает, что атмосферное давление на уровне моря обычно около 1,033 кг/см².

Атмосферное давление долгое время выражали в миллимет­рах (мм) ртутного столба, т. е. линейной мерой измеряли силу. Чтобы измерять давление в единицах силы, в 1930 г. была уста­новлена новая международная единица давления — бар (от древ­негреческого барос — тяжесть), равная давлению 1 млн. дин на площадь 1 см², что соответствует 750,1 мм рт. ст. В практике в качестве единицы давления использовалась тысячная часть ба­ра —миллибар. С 1980 г. в качестве международной единицы для измерения атмосферного давления принят паскаль (Па) —давле­ние, вызываемое силой в 1 ньютон на площадь 1 м²:

1 Па = 1 Н/м² = Ю-⁵ бар = 0,01 мбар.

Для практических целей используют гектопаскаль (гПа). По­скольку до сих пор шкала приборов для измерения атмосферного давления градуирована в миллиметрах или миллибарах (мбар), то надо знать их соотношение:

1 гПа = 1 мбар =0,75 мм рт. ст.

Ускорение свободного падения на земном шаре увеличивается от экватора к полюсам и уменьшается с высотой. Чтобы исклю­чить зависимость высоты ртутного столба, уравновешивающего атмосферное давление, от этих факторов, измеренное атмосферное давление приводят к ускорению свободного падения на широте 45° и на уровне моря. Давление, равное массе ртутного столба высотой 760 мм, имеющего температуру 0,0 °С и находящегося на широте 45° и на уровне моря, называют нормальным атмосферным давлением. Оно округленно составляет 1013 гПа.

Рекомендуемые материалы

Для измерения атмосферного давления применяют барометры. На наземных метеорологических станциях используют станцион­ные чашечные барометры, а для полевых, экспедиционных, судо­вых, самолетных и тому подобных измерений предназначены ба­рометры-анероиды. Для непрерывной записи атмосферного давле­ния предназначен барограф.

Изменение давления с высотой. Барическая ступень

Непосредственные наблюдения и теоретические соображения показывают, что плотность и давление воздуха уменьшаются с высотой. Если на уровне моря давление составляет в среднем¹ примерно 1013 гПа, то на высоте 5,5 км оно уже около 500 гПа, а на высоте 20 км — менее 50 гПа.

Изменение давления с высотой характеризуют барической сту­пенью. Барическая ступень есть то расстояние по вертикали, на котором давление меняется на 1 гПа. Барическая ступень может быть вычислена по формуле:

/г = 8291(1+0,0040 м/гПа,

где р — давление (в гПа) и I — температура (в °С) в той же точ­ке, для которой вычисляется барическая ступень.

Допустим, что давление составляет 1000 гПа, температура 5° С. Тогда

*    я

=        — (1 + 0,004 • 5) = 8,0 (1 + 0,02) « 8 м/гПа.

Следовательно, при заданных исходных условиях давление уменьшается на 1 гПа при подъеме примерно на 8 м.

Вместе с этой лекцией читают «8 Организация интерфейса МП».

Как видно из формулы, барическая ступень несколько изменя­ется при изменении температуры и давления воздуха (табл. 2) . Например, при давлении 1000 гПа и изменении температуры от — 40 до 40° С барическая ступень возрастает на 2,6 м/гПа. При 0° С ее значение равно 8 м/гПа.

Зная барическую ступень, атмосферное давление, температуру воздуха и высоту над уровнем моря в одном из двух пунктов, лежащих на разной высоте, можно по разности давлений в этих пунктах определить разность их высот, а отсюда найти и высоту второго пункта над уровнем моря. Этот способ определения вы­соты пункта называется барометрическим, нивелированием.. Баро­метрическое нивелирование бывает необходимо при экспедицион­ных исследованиях в горных местностях для приближенного оп­ределения высоты различных форм рельефа.

Изменчивость давления на поверхности Земли. Горизонтальный барический градиент

Атмосферное давление в разных точках земной поверхности в один и тот же момент неодинаково, так как оно зависит от сте­пени нагревания или охлаждения воздуха над этими точками, от характера имеющихся над ними воздушных течений и ряда дру­гих причин. Информацию об атмосферном давлении дают метео­рологические станции. Поскольку они расположены на разных высотах, а давление зависит от высоты места, то его значения, измеренные на разных станциях, нельзя непосредственно сравни­вать между собой. Их нужно сначала привести к какой-либо одинаковой высоте. За такую высоту принят уровень моря.

Чтобы получить наглядное представление о распределении давления по земному шару, на географическую карту наносят давление, измеренное в одно и то же время в разных пунктах и приведенное к уровню моря. Затем пункты, в которых давление одинаково, соединяют плавными линиями. Эти линии называют изобарами. Описанный способ картирования распределения дав­ления по территории позволяет устанавливать расположение об­ластей пониженного и повышенного давления на земном шаре! (рис. 2) и наблюдать за их передвижением, что имеет важное значение для прогноза погоды.

Изменение давления вдоль горизонтали, направленной перпен­дикулярно к изобарам в сторону от высокого давления к низкому, приходящееся на расстояние в 100 км, называют горизонтальным, барическим градиентом. Эта величина обычно составляет около 1—2 гПа/100 км. Горизонтальный барический градиент вызывает горизонтальное движение воздуха, т. е. ветер.