Back to the topics list

ciśnienie atmosferyczne

Atmosfera otaczająca Ziemię ma ciężar i naciska na wszystko, co znajduje się pod nią. Ciężar powietrza nad danym obszarem na powierzchni Ziemi nazywa się ciśnieniem atmosferycznym. Jest to ważny czynnik wpływający na pogodę i klimat na Ziemi.

Ciśnienie atmosferyczne można zmierzyć za pomocą przyrządu zwanego barometrem, który jest również znany jako ciśnienie barometryczne. W barometrze kolumna rtęci w szklanej rurce podnosi się lub opada wraz ze zmianą ciężaru atmosfery. Meteorolodzy opisują ciśnienie atmosferyczne na podstawie wysokości słupka rtęci.

Zwykle jest mierzony w milibarach (mb) lub kilopaskali (kPa).

Atmosfera (atm) to jednostka miary równa średniemu ciśnieniu powietrza na poziomie morza w temperaturze 15 stopni Celsjusza (59 stopni Fahrenheita). Jedna atmosfera to 1013 milibarów lub 760 milimetrów (29,92 cala) słupa rtęci.

Zmiany ciśnienia atmosferycznego na różnych wysokościach. Wraz ze spadkiem ciśnienia zmniejsza się również ilość tlenu dostępnego do oddychania. Na bardzo dużych wysokościach ciśnienie atmosferyczne i dostępny tlen spadają tak nisko, że ludzie mogą zachorować, a nawet umrzeć. Najwyższe ciśnienie występuje na poziomie morza, gdzie gęstość cząsteczek powietrza jest największa.

Wspinacze górscy używają butli z tlenem, kiedy wspinają się na bardzo wysokie szczyty. Potrzebują również czasu, aby przyzwyczaić się do wysokości, ponieważ szybkie przejście z wyższego ciśnienia na niższe może spowodować chorobę dekompresyjną. Choroba dekompresyjna, zwana też „zakrętami”, to także problem płetwonurków, którzy zbyt szybko wychodzą na powierzchnię.

Samoloty wytwarzają sztuczne ciśnienie w kabinie, aby pasażerowie mogli czuć się komfortowo podczas lotu. Gdy wznosisz się samolotem, ciśnienie atmosferyczne spada poniżej ciśnienia powietrza w uszach. Twoje uszy pękają, ponieważ próbują wyrównać lub dopasować ciśnienie. To samo dzieje się, gdy samolot leci w dół, a twoje uszy muszą dostosować się do wyższego ciśnienia atmosferycznego.

Ciśnienie atmosferyczne jest wskaźnikiem pogody. Kiedy system niskiego ciśnienia przenosi się na dany obszar, zwykle prowadzi to do zachmurzenia, wiatru i opadów. Systemy wysokiego ciśnienia zwykle prowadzą do ładnej, spokojnej pogody.

Ciśnienie powietrza na poziomie morza – Największe ciśnienie powietrza wywierające nacisk na nasze ciała występuje na poziomie morza. Naukowcy używają terminu jedna atmosfera do opisania ciśnienia na poziomie morza. Normalne ciśnienie na poziomie morza wynosi 14,7 psi (funty na cal kwadratowy). Normalne ciśnienie na poziomie morza mierzy 29,9213 cala (760 mm) na barometrach. Oznacza to, że na każdym centymetrze kwadratowym naszego ciała. Powodem, dla którego jesteśmy w stanie poruszać rękami w przód iw tył, jest to, że ciśnienie jest równe ciśnieniu wewnątrz i na zewnątrz naszych ciał.

Systemy niskociśnieniowe

Układ niskiego ciśnienia, zwany także depresją, to obszar, w którym ciśnienie atmosferyczne jest niższe niż w otaczającym go obszarze. Niże są zwykle związane z silnymi wiatrami, ciepłym powietrzem i podnoszeniem się atmosfery. W tych warunkach upadki zwykle powodują chmury, opady i inne burzliwe warunki pogodowe, takie jak burze tropikalne i cyklony.

Obszary podatne na niskie ciśnienie nie mają ekstremalnych temperatur dziennych (dzień i noc) ani ekstremalnych temperatur sezonowych, ponieważ chmury obecne nad takimi obszarami odbijają docierające promieniowanie słoneczne z powrotem do atmosfery. W rezultacie nie mogą się tak bardzo nagrzewać w ciągu dnia (lub latem), a nocą działają jak koc, zatrzymując ciepło poniżej.

Systemy wysokociśnieniowe

Układ wysokiego ciśnienia, czasami nazywany antycyklonem, to obszar, w którym ciśnienie atmosferyczne jest wyższe niż w otaczającym obszarze. Systemy te poruszają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli północnej i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara na półkuli południowej z powodu efektu Coriolisa.

Obszary wysokiego ciśnienia są zwykle spowodowane zjawiskiem zwanym osiadaniem, co oznacza, że gdy powietrze w wyżu się ochładza, staje się gęstsze i przesuwa się w kierunku ziemi. Ciśnienie wzrasta tutaj, ponieważ więcej powietrza wypełnia przestrzeń pozostawioną po niżu. Osiadanie odparowuje również większość pary wodnej z atmosfery, więc systemy wysokiego ciśnienia są zwykle kojarzone z czystym niebem i spokojną pogodą.

W przeciwieństwie do obszarów o niskim ciśnieniu, brak chmur oznacza, że obszary podatne na wysokie ciśnienie doświadczają ekstremalnych temperatur dziennych i sezonowych, ponieważ nie ma chmur blokujących dochodzące promieniowanie słoneczne lub zatrzymujących wychodzące promieniowanie długofalowe w nocy.

Regiony atmosferyczne

Na całym świecie istnieje kilka regionów, w których ciśnienie powietrza jest niezwykle stałe. Może to skutkować niezwykle przewidywalnymi wzorcami pogodowymi w regionach takich jak tropiki lub bieguny.

• Równikowa rynna niskiego ciśnienia - obszar ten znajduje się w obszarze równikowym Ziemi (od 0 do 10 stopni na północ i południe) i składa się z ciepłego, lekkiego, wznoszącego się i zbieżnego powietrza. Ponieważ zbiegające się powietrze jest wilgotne i pełne nadmiaru energii, rozszerza się i ochładza, gdy się unosi, tworząc chmury i obfite opady deszczu, które są widoczne na całym obszarze. To koryto strefy niskiego ciśnienia tworzy również międzytropikalną strefę konwergencji i pasaty.
• Subtropikalne komórki wysokiego ciśnienia – położone między 20 a 35 stopni na północ/południe, jest to strefa gorącego, suchego powietrza, które tworzy się, gdy ciepłe powietrze opadające z tropików staje się cieplejsze. Ponieważ gorące powietrze może pomieścić więcej pary wodnej, jest stosunkowo suche. Ulewne deszcze wzdłuż równika również usuwają większość nadmiaru wilgoci. Dominujące wiatry w subtropikalnych wyżach nazywane są wiatrami zachodnimi.
• Subpolarne komórki niskiego ciśnienia – obszary te znajdują się na 60 stopniach szerokości geograficznej północnej/południowej i charakteryzują się chłodną, wilgotną pogodą. Niż subpolarny jest spowodowany spotkaniem mas zimnego powietrza z wyższych szerokości geograficznych i cieplejszych mas powietrza z niższych szerokości geograficznych. Na półkuli północnej ich spotkanie tworzy front polarny, który wytwarza niskociśnieniowe burze cykloniczne odpowiedzialne za opady atmosferyczne na północno-zachodnim Pacyfiku iw dużej części Europy. Na półkuli południowej wzdłuż tych frontów rozwijają się silne burze, które powodują silne wiatry i opady śniegu na Antarktydzie.
• Polarne ogniwa wysokiego ciśnienia – znajdują się pod kątem 90 stopni na północ/południe i są wyjątkowo zimne i suche. W tych systemach wiatry oddalają się od biegunów w antycyklonach, które opadają i rozchodzą się, tworząc bieguny wschodnie. Są jednak słabe, ponieważ w biegunach jest mało energii, aby wzmocnić systemy. Antarktyczny wyż jest jednak silniejszy, ponieważ jest w stanie uformować się nad zimnym lądem zamiast nad cieplejszym morzem.

Badając te wzloty i upadki, naukowcy są w stanie lepiej zrozumieć wzorce cyrkulacji Ziemi i przewidzieć pogodę do wykorzystania w życiu codziennym, nawigacji, żegludze i innych ważnych czynnościach, czyniąc ciśnienie powietrza ważnym elementem meteorologii i innych nauk o atmosferze.

Izobary

Szczegółowe mapy pogodowe pokazują ciśnienie atmosferyczne za pomocą krzywych zwanych izobarami. Podobnie jak w przypadku izotermy temperatury, izobara łączy wszystkie punkty z tym samym ciśnieniem atmosferycznym. Istnieje jednak jedna różnica między izobarami. Ciśnienie na powierzchni lądu jest mniejsze tam, gdzie wzniesienie powierzchni jest wysokie, więc ciśnienie jest „skorygowane” do poziomu morza. Skorygowane ciśnienie jest tym, co zmierzyłbyś w miejscu, gdybyś mógł wykopać bardzo głęboką kopalnię aż do poziomu morza i umieścić barometr na dnie otworu. Skorygowane ciśnienie jest używane na mapach pogodowych.