Back to the topics list

ความกดอากาศ

บรรยากาศที่ล้อมรอบโลกมีน้ำหนักและกดทับสิ่งที่อยู่ข้างใต้ น้ำหนักของอากาศเหนือพื้นที่ที่กำหนดบนพื้นผิวโลกเรียกว่า ความดันบรรยากาศ เป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อสภาพอากาศและภูมิอากาศของโลก

ความดันบรรยากาศสามารถวัดได้ด้วยเครื่องมือที่เรียกว่าบารอมิเตอร์ และสิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่าความดันบรรยากาศ ในบารอมิเตอร์ คอลัมน์ของปรอทในหลอดแก้วจะขึ้นหรือลงเมื่อน้ำหนักของบรรยากาศเปลี่ยนแปลง นักอุตุนิยมวิทยาอธิบายความกดอากาศตามความสูงของปรอท

โดยปกติจะวัดเป็นมิลลิบาร์ (mb) หรือกิโลปาสคาล (kPa).

บรรยากาศ (atm) เป็นหน่วยวัดค่าความกดอากาศเฉลี่ยที่ระดับน้ำทะเล ณ อุณหภูมิ 15 องศาเซลเซียส (59 องศาฟาเรนไฮต์) หนึ่งบรรยากาศคือ 1,013 มิลลิบาร์ หรือ 760 มิลลิเมตร (29.92 นิ้ว) ของปรอท

ความกดอากาศเปลี่ยนแปลงที่ระดับความสูงต่างๆ เมื่อความดันลดลง ปริมาณออกซิเจนที่ใช้หายใจก็ลดลงเช่นกัน ในระดับความสูงที่สูงมาก ความกดอากาศและออกซิเจนที่มีอยู่จะลดต่ำลงจนผู้คนอาจป่วยและเสียชีวิตได้ ความกดอากาศสูงสุดอยู่ที่ระดับน้ำทะเลซึ่งมีความหนาแน่นของโมเลกุลอากาศมากที่สุด

นักปีนเขาใช้ออกซิเจนบรรจุขวดเมื่อขึ้นไปบนยอดเขาที่สูงมาก พวกเขายังต้องใช้เวลาในการทำความคุ้นเคยกับระดับความสูง เพราะการเคลื่อนจากความดันสูงไปยังความดันต่ำอย่างรวดเร็วอาจทำให้เกิดอาการบีบตัวได้ การเจ็บป่วยจากแรงกดทับเรียกอีกอย่างว่า "การโค้งงอ" เป็นปัญหาสำหรับนักดำน้ำที่ขึ้นสู่ผิวน้ำเร็วเกินไป

เครื่องบินสร้างแรงดันเทียมในห้องโดยสารเพื่อให้ผู้โดยสารรู้สึกสบายขณะบิน เมื่อคุณขึ้นเครื่องบิน ความดันบรรยากาศจะต่ำกว่าความดันอากาศภายในหูของคุณ หูของคุณอื้อเพราะพวกเขาพยายามปรับความดันให้เท่ากัน สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อเครื่องบินกำลังลงและหูของคุณต้องปรับให้เข้ากับความดันบรรยากาศที่สูงขึ้น

ความกดอากาศเป็นตัวบ่งชี้สภาพอากาศ เมื่อระบบความกดอากาศต่ำเคลื่อนเข้าสู่พื้นที่ มักจะทำให้เกิดเมฆ ลม และฝน ระบบความกดอากาศสูงมักจะนำไปสู่สภาพอากาศที่สงบและยุติธรรม

ความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเล – ความกดอากาศที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่กดลงบนร่างกายของเราคือที่ระดับน้ำทะเล นักวิทยาศาสตร์ใช้คำว่าบรรยากาศหนึ่งเพื่ออธิบายความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเล ความดันปกติที่ระดับน้ำทะเลคือ 14.7 psi (ปอนด์ต่อตารางนิ้ว) ความดันปกติที่ระดับน้ำทะเลวัดได้ 29.9213 นิ้ว (760 มม.) บนบารอมิเตอร์ ซึ่งหมายความว่าในทุกตารางนิ้วของร่างกายของเรา เหตุผลที่เราสามารถขยับมือไปมาได้ก็เพราะแรงดันนั้นเท่ากับแรงดันภายในและภายนอกร่างกายของเราด้วย

ระบบแรงดันต่ำ

ระบบความกดอากาศต่ำหรือที่เรียกว่าดีเปรสชัน คือบริเวณที่มีความกดอากาศต่ำกว่าบริเวณโดยรอบ ระดับต่ำสุดมักเกี่ยวข้องกับลมแรง อากาศอุ่น และการยกตัวของชั้นบรรยากาศ ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ปกติแล้วระดับต่ำจะก่อให้เกิดเมฆ หยาดน้ำฟ้า และสภาพอากาศปั่นป่วนอื่นๆ เช่น พายุโซนร้อนและพายุไซโคลน

พื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำมักไม่มีช่วงเวลากลางวันที่รุนแรง (กลางวันกับกลางคืน) หรืออุณหภูมิตามฤดูกาลที่รุนแรง เนื่องจากเมฆที่ปกคลุมพื้นที่ดังกล่าวจะสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ที่ส่องเข้ามากลับคืนสู่ชั้นบรรยากาศ เป็นผลให้พวกเขาไม่สามารถให้ความอบอุ่นได้มากในตอนกลางวัน (หรือในฤดูร้อน) และในตอนกลางคืนพวกเขาจะทำหน้าที่เป็นผ้าห่มเพื่อกักเก็บความร้อนไว้ด้านล่าง

ระบบแรงดันสูง

ระบบความกดอากาศสูง ซึ่งบางครั้งเรียกว่าแอนตีไซโคลน คือบริเวณที่ความกดอากาศสูงกว่าบริเวณโดยรอบ ระบบเหล่านี้เคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาในซีกโลกเหนือและทวนเข็มนาฬิกาในซีกโลกใต้เนื่องจากผลกระทบของโคริโอลิส

บริเวณความกดอากาศสูงมักเกิดจากปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการทรุดตัว หมายความว่าเมื่ออากาศเย็นลงจะหนาแน่นขึ้นและเคลื่อนที่ลงสู่พื้นดิน ความดันเพิ่มขึ้นที่นี่เนื่องจากมีอากาศมากขึ้นเติมช่องว่างที่เหลือจากด้านล่าง การทรุดตัวยังทำให้ไอน้ำส่วนใหญ่ในชั้นบรรยากาศระเหย ดังนั้นระบบความกดอากาศสูงจึงมักเกี่ยวข้องกับท้องฟ้าแจ่มใสและอากาศสงบ

ซึ่งแตกต่างจากพื้นที่ที่มีความกดอากาศต่ำ การไม่มีเมฆหมายความว่าพื้นที่ที่มีแนวโน้มจะประสบกับความกดอากาศสูงนั้นจะมีอุณหภูมิกลางวันและตามฤดูกาลมากเป็นพิเศษ เนื่องจากไม่มีเมฆที่จะปิดกั้นรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามาหรือดักจับรังสีคลื่นยาวที่ส่งออกไปในเวลากลางคืน

ภูมิภาคบรรยากาศ

ทั่วโลกมีหลายภูมิภาคที่มีความกดอากาศสม่ำเสมออย่างน่าทึ่ง ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดรูปแบบสภาพอากาศที่คาดเดาได้ยากในภูมิภาคต่างๆ เช่น เขตร้อนหรือขั้วโลก

• ร่องความกดอากาศต่ำบริเวณเส้นศูนย์สูตร – บริเวณนี้อยู่ในบริเวณเส้นศูนย์สูตรของโลก (0 ถึง 10 องศาเหนือและใต้) และประกอบด้วยอากาศอุ่น เบา อากาศจากน้อยไปมาก และอากาศที่ไหลมาบรรจบกัน เนื่องจากอากาศที่ไหลมาบรรจบกันนั้นเปียกชื้นและเต็มไปด้วยพลังงานส่วนเกิน มันจึงขยายตัวและเย็นลงเมื่อมันลอยขึ้น ทำให้เกิดเมฆและฝนตกหนักที่เด่นชัดทั่วบริเวณ ร่องความกดอากาศต่ำนี้ยังก่อตัวเป็นเขตบรรจบระหว่างเขตร้อนและลมค้าขาย
• หย่อมความกดอากาศสูงกึ่งเขตร้อน – ตั้งอยู่ระหว่าง 20 องศาถึง 35 องศาเหนือ/ใต้ ซึ่งเป็นโซนอากาศร้อนและแห้งที่ก่อตัวขึ้นเมื่ออากาศอุ่นลงมาจากเขตร้อนจะร้อนขึ้น เนื่องจากอากาศร้อนสามารถกักเก็บไอน้ำไว้ได้มากกว่า จึงค่อนข้างแห้ง ฝนตกหนักตามเส้นศูนย์สูตรยังช่วยขจัดความชื้นส่วนเกินส่วนใหญ่ออกไปด้วย ลมที่พัดผ่านในพื้นที่สูงกึ่งเขตร้อนเรียกว่า ลมตะวันตก
• หย่อมความกดอากาศต่ำบริเวณขั้วโลก – พื้นที่เหล่านี้อยู่ที่ละติจูด 60 องศาเหนือ/ใต้ และมีสภาพอากาศที่เย็นและชื้น ขั้วโลกใต้เกิดจากการพบกันของมวลอากาศเย็นจากละติจูดที่สูงกว่าและมวลอากาศที่อุ่นกว่าจากละติจูดที่ต่ำกว่า ในซีกโลกเหนือ การพบกันของพวกเขาก่อตัวขึ้นที่ขั้วโลก ซึ่งก่อให้เกิดพายุไซโคลนความกดอากาศต่ำที่ก่อให้เกิดฝนตกในแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือและส่วนใหญ่ของยุโรป ในซีกโลกใต้ พายุรุนแรงจะก่อตัวขึ้นตามแนวรบเหล่านี้ และทำให้เกิดลมแรงและหิมะตกในแอนตาร์กติกา
• หย่อมความกดอากาศสูงบริเวณขั้วโลก – ตั้งอยู่ที่ 90 องศาเหนือ/ใต้ และมีอากาศหนาวเย็นและแห้งมาก ด้วยระบบเหล่านี้ ลมจะเคลื่อนตัวออกจากขั้วโลกในแอนติไซโคลนซึ่งจะเคลื่อนตัวลงมาและแยกออกจากกันเพื่อก่อตัวเป็นขั้วตะวันออก อย่างไรก็ตามพวกมันอ่อนแอเพราะมีพลังงานเพียงเล็กน้อยในเสาเพื่อทำให้ระบบแข็งแรง แอนตาร์กติกสูงนั้นแข็งแกร่งกว่า เนื่องจากมันสามารถก่อตัวเหนือผืนดินที่เย็นกว่าแทนที่จะเป็นทะเลที่อุ่นกว่า

จากการศึกษาจุดสูงสุดและจุดต่ำสุดเหล่านี้ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถเข้าใจรูปแบบการหมุนเวียนของโลกได้ดีขึ้น และทำนายสภาพอากาศเพื่อใช้ในชีวิตประจำวัน การเดินเรือ การขนส่ง และกิจกรรมสำคัญอื่นๆ ทำให้ความกดอากาศเป็นองค์ประกอบสำคัญของอุตุนิยมวิทยาและวิทยาศาสตร์บรรยากาศอื่นๆ

ไอโซบาร์

แผนที่สภาพอากาศแบบละเอียดแสดงความดันบรรยากาศโดยใช้เส้นโค้งที่เรียกว่าไอโซบาร์ เช่นเดียวกับไอโซเทอร์มสำหรับอุณหภูมิ ไอโซบาร์จะเชื่อมต่อจุดทั้งหมดที่มีความดันบรรยากาศเท่ากัน อย่างไรก็ตาม มีความแตกต่างอย่างหนึ่งระหว่างไอโซบาร์ ความดันที่ผิวดินจะน้อยลงเมื่อระดับความสูงของพื้นผิวสูง ดังนั้นความดันจะถูก "แก้ไข" ให้เท่ากับระดับน้ำทะเล ความดันที่ถูกแก้ไขคือสิ่งที่คุณจะวัด ณ สถานที่นั้น หากคุณสามารถขุดเหมืองลึกมากจนถึงระดับน้ำทะเล และวางบารอมิเตอร์ของคุณไว้ที่ก้นหลุม ความดันที่ถูกแก้ไขจะใช้กับแผนที่อากาศ