что такое повышенное и пониженное атмосферное давление

Атмосферное давление

Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли (общая масса атмосферы равна 5,2*10 21 г, а 1 м 3 воздуха у земной поверхности весит 1,033 кг), эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.

На каждого из нас давит столб воздуха в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному.

Таким образом, внутреннее и внешнее давление уравновешиваются.

Нормальное атмосферное давление

За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм.

Опыт Торричелли

Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) — учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея.

Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты (рис. 2).

Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря — 760 мм рт. ст.

Рис. 2. Опыт Торричелли

Это принято считать за одну атмосферу (атм.). В международной системе единиц (СИ) 1 атм. = 101 325 Паскалей (Па). Блез Паскаль (1623-1662) — французский ученый, в честь которого названа единица давления.

Повышенное и пониженное атмосферное давление

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше — пониженным.

Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.

Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением температуры и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.

На земном шаре выделяются три пояса с преобладанием низкого атмосферного давления (минимумы) и четыре пояса с преобладанием высокого (максимумы).

В экваториальных широтах поверхность Земли сильно прогревается. Нагретый воздух расширяется, становится легче и поэтому поднимается вверх. В результате у земной поверхности близ экватора устанавливается низкое атмосферное давление.

У полюсов под воздействием низкой температуры воздух становится более тяжелым и опускается. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°.

В высоких слоях атмосферы, наоборот, над жаркими областями давление высокое (хотя и ниже, чем у поверхности Земли), а над холодными — низкое.

Общая схема распределения атмосферного давления такова (рис. 3): вдоль экватора расположен пояс низкого давления; на 30-40° широты обоих полушарий — пояса высокого давления; 60-70° широты — зоны низкого давления; в приполярных районах — области высокого давления.

В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, наоборот, образуются зимние максимумы: Азиатский и Северо-Американский.

Рис. 3. Общая схема распределения атмосферного давления

Летом в умеренных широтах Северного полушария пояс пониженного атмосферного давления восстанавливается. Огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум — формируется над Азией.

В тропических широтах материки всегда нагреты сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Таким образом, над океанами в течение всего года существуют максимумы: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский.

Линии, которые на климатической карте соединяют пункты с одинаковым атмосферным давлением, называются изобарами (от греч. isos — равный и baros — тяжесть, вес).

Чем ближе изобары друг к другу, тем быстрее изменяется атмосферное давлении на расстоянии. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом.

На образование поясов атмосферного давления у земной поверхности влияют неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В зависимости от времени года оба полушария Земли нагреваются Солнцем по-разному. Это обусловливает некоторое перемещение поясов атмосферного давления: летом — к северу, зимой — к югу.

Источник

Терапевт рассказала, как пережить низкое атмосферное давление

Врач-терапевт Надежда Чернышова в беседе с Москвой 24 посоветовала метеозависимым людям принимать контрастный душ и больше гулять в период низкого атмосферного давления.

Ранее ведущий сотрудник центра погоды «Фобос» Евгений Тишковец предупредил москвичей о рекордно низком атмосферном давлении в субботу, 20 ноября. По словам синоптика, в этот день оно составит 718 миллиметров ртутного столба. Тишковец пояснил, что при таком показателе человек как будто поднимается на высоту 300 метров.

По словам Чернышовой, начинать готовиться к понижению атмосферного давления лучше заранее.

«Это может быть прогулка по парку, скандинавская ходьба очень хороша, можно и в квартире около открытого окна, чтобы проветривалось, выполнить какой-то комплекс упражнений», – советует Чернышова.

Поможет справиться с низким атмосферным давлением и контрастный душ, говорит терапевт. Он, по словам специалиста, повысит тонус сердечно-сосудистой системы.

«Я предлагаю для тех, кто никогда этим не занимался, начать с очень простой вещи – контрастный душ для кистей рук. То есть когда мы моем руки, попеременно включаем то невыносимо горячую, то ледяную воду. Переключаем довольно быстро: держать руки то в сильно горячей, то в сильно холодной воде следует по 5–10 секунд. Трех таких циклов достаточно», – объясняет врач.

Чернышова предупреждает, что если человек простужен, плохо себя чувствует или ослаблен после болезни, то лучше сделать контраст минимальным или вовсе отложить до выздоровления.

Еще одна рекомендация специалиста в период низкого давления касается сна.

Чего делать точно не стоит, так это злоупотреблять в этот период крепким кофе, предупреждает специалист. «Дело в том, что кофе слишком сильно стимулирует нервную систему, чересчур ее подпитывает и в конечном итоге истощает. По крайней мере, в предшествующие дни постарайтесь ограничить или исключить кофе», – советует врач.

По словам Чернышовой, лучше отдать предпочтение бодрящим травяным сборам с женьшенем, китайским лимонником или зверобоем. Также можно выпить горячий напиток с лимоном и имбирем, уточнила специалист.

Врач добавила, что если человек абсолютно здоров, то низкое атмосферное давление на его самочувствие никак не повлияет. При этом поберечься стоит людям с хроническими сердечно-сосудистыми проблемами, тем, кто недавно переболел или имеет серьезные хронические заболевания, говорит терапевт. По словам эксперта, у них сосуды просто не успевают отреагировать на резкую перемену и привести в соответствие внутреннее давление с атмосферным.

«Это не значит, что в этот день надо лежать под одеялом. Активность все равно нужна, но серьезных дел, требующих большой концентрации внимания или большого количества физических сил, лучше на этот день не планировать. Пусть он пройдет в спокойном режиме, в рутинном щадящем варианте», – заключила Чернышова.

Ранее кардиолог, заслуженный врач РФ Юрий Кремнев рассказал, что после коронавируса могут наблюдаться скачки давления. Это, по словам специалиста, проявление постковидного синдрома, который через некоторое время может сам пройти.

Источник

Как атмосферное давление влияет на осадки

Согласно неумолимой статистике, география не входит в список популярных предметов на едином госэкзамене. Однако экзамен от этого не становится легче — материал порой является очень непростым, поэтому подготовка к ЕГЭ по географии должна быть серьезной. Сегодня мы подробно рассмотрим вопрос влияния атмосферного давления на осадки на нашей планете.

Что такое атмосферное давление?

Атмосферное давление — это давление, которое оказывает воздушная оболочка на поверхность Земли и все, что на ней находится. Столб воздуха, который давит на обычного человека, имеет весьма ощутимую высоту (около 100 км), а сила, с которой он это делает — более 10 тонн на 1 кв. м.

Почему же человечество не только до сих пор живо, но еще и практически не ощущает такое колоссальное воздействие? Дело в том, что давление внутренних жидкостей организма и растворенных в них газов уравновешивает давление атмосферы. Расхождение этих величин вызывает ухудшение самочувствия.

Атмосферное давление и его влияние на осадки

Показатели атмосферного давления различаются в зависимости от точки на поверхности планеты: так, его величина очень сильно зависит от высоты. В качестве среднего значения принято считать давление 760 мм ртутного столба. Для местностей, расположенных «в низинке», данный показатель увеличивается. При подъеме наблюдается противоположная картина: по мере удаления от Земли расстояние между молекулами газов растет и давление столба воздуха снижается. Кроме того, высота самого столба становится меньше и давит он не так сильно.

Для регистрации атмосферного давления могут использоваться следующие приборы:

Ртутный барометр включает металлическую чашку, которая заполнена ртутью, и запаянную с одного конца полую стеклянную трубку. Последняя также наполнена ртутью, а ее нижний открытый конец погружен в чашу. Вес столбика жидкости в трубке уравновешивает давление воздуха, которому подвергается ртуть в чашке.

Атмосферное давление и его влияние на осадки

Барометр снабжен миллиметровой шкалой, поэтому при измерении давления воздушных масс говорят о «миллиметрах ртутного столба» (мм рт. ст.). Как только столб воздуха начинает давить на ртуть в чаше сильнее, она выдавливается в трубку и столбик жидкости в ней растет (давление повышено). Чем меньше воздух давит на чашу, тем больше ртути сливается в нее обратно (давление понижено).

Анероид (он же металлический барометр) включает герметически закрытую тонкостенную металлическую коробочку воздух внутри которой разрежен. Изменение давления воздушной оболочки Земли приводит к колебанию стенок коробки: они способны выпячиваться или вдавливаться, вызывая таким образом перемещение стрелки по снабженной делениями шкале.

Барограф — самопишущий анероид, который также включает специальную коробку с тонкими стенками. Однако в этом случае колебания передаются не стрелке, а специальному перу. Показания записываются в виде линии, которая чертится пером на закрепленной на вращающемся барабане ленте.

Атмосферное давление и его влияние на осадки

Пояса атмосферного давления

Атмосферное давление не является постоянной величиной: оно непрерывно изменяется в зависимости от температуры и перемещения воздуха. Барометры стабильно фиксируют изменения показателей два раза в сутки:

Годовые показатели атмосферного давления также колеблются: на материках зимой воздух является максимально холодным и плотным, поэтому давление самое высокое в году. Летом наблюдается обратная картина и показатели минимальны. Над океаном наблюдается иные показатели, потому что вода прогревается и остывает медленнее.

Атмосферное давление и его влияние на осадки

Поверхность планеты нагревается неравномерно, поэтому на Земле выделяется несколько чередующихся поясов атмосферного давления. Начинается все с экватора, воздух над которым сильно нагревается и движется вверх, образуя зону пониженного давления. На высоте воздушные массы начинают расходиться к полюсам, на которых вследствие постоянных низких температур формируется зона повышенного давления. Если бы планета не вращалась, то воздух просто циркулировал бы между этими двумя зонами, однако из-за вращения массы отклоняются, остывают и опускаются к земной поверхности в районе тропиков, где остывший воздух устремляется к земле и формирует пояс повышенного давления. В умеренных широтах воздушные массы снова нагреваются, поднимаются и «оттекают» к полюсам. Так снова формируются два пояса — высокого и низкого атмосферного давления.

Как атмосферное давление влияет на осадки?

Распределение атмосферных осадков на Земле никак нельзя назвать равномерным: в одних местах влаги слишком много, в других — слишком мало. Такая неравномерность связана с зональностью атмосферного давления, о которой мы говорили ранее. В поясах низкого давления воздух постоянно нагревается и содержит много влаги, которая при подъеме вверх формирует облака и выпадает в виде осадков. Именно поэтому экваториальный пояс и другие области с низким давлением не испытывают недостатка во влаге.

В областях с высоким давлением холодный воздух, в котором содержится небольшое количество влаги, опускается к земной поверхности. Происходящие при этом нагрев и сжатие воздушных масс отдаляют их от точки насыщения. По этой причине в тропическом поясе и на полюсах осадки очень немногочисленны.

Источник

*§ 13—1. Влияние атмосферного давления на здоровье человека

Оглавление

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это сила, с которой атмосфера давит на каждый квадратный сантиметр земной поверхности. В международной системе СИ нормальное атмосферное давление составляет 101 325 Па, что соответствует 1 атм или 760 мм рт. ст.

Атмосферное давление является одним из наиболее значимых абиотических факторов, воздействующих на человека, и зависит от географической широты местности и высоты над уровнем моря. От атмосферного давления зависит концентрация кислорода в воздухе, который попадает в наши легкие. Как вы уже знаете из курса биологии 9-го класса, кислород необходим организму для выработки энергии, которая требуется для жизнедеятельности.

Чем выше находится местность над уровнем моря, тем ниже атмосферное давление и концентрация кислорода в воздухе. Снижение концентрации кислорода в крови человека компенсируется за счет увеличения частоты дыхательных движений и глубины дыхания. Данный механизм связан с работой дыхательного центра, расположенного в головном мозге. Также низкая концентрация кислорода в воздухе стимулирует образование гемоглобина и эритроцитов, что увеличивает кислородную емкость крови.

Адаптация к колебаниям атмосферного давления требует времени и происходит постепенно. Поэтому, например, при быстром подъеме на большую высоту организм часто не успевает адаптироваться, и человек испытывает недомогание.

В основном при снижении или повышении показателей атмосферного давления, к которым человек адаптировался, его самочувствие резко ухудшается. Рассмотрим, какое влияние оказывают на самочувствие человека значительные колебания этого важного абиотического фактора.

Негативное влияние резких колебаний атмосферного давления на самочувствие человека

При перепадах атмосферного давления на 10 мм рт. ст. от нормального для данной местности диапазона может происходить ухудшение самочувствия у людей с заболеваниями органов кровообращения (артериальная гипертензия, заболевания сердца). Так, при понижении атмосферного давления могут наблюдаться:

При повышении атмосферного давления могут наблюдаться следующие негативные симптомы:

На высоте около 2000 м из-за разницы атмосферного давления по сравнению с давлением на уровне моря возникает недостаток кислорода в воздухе, что может вызвать горную болезнь. В легкой форме при этом заболевании наблюдаются одышка, слабость, учащается сердцебиение, возможна потеря сознания. На больших высотах (свыше 5000 м) может развиться отек легких, а вследствие гипоксии мозга — кома. Лучшим способом предотвратить горную болезнь является постепенный набор высоты в течение нескольких дней.

Одной из профессиональных болезней является декомпрессионная (кессонная болезнь). Название эта патология получила от слова «кессон», которое обозначает камеру, предназначенную для проведения работ под водой. Развивается заболевание в основном у водолазов при быстрой смене давления в случае разгерметизации кессона, а также быстрого или аварийного подъема на поверхность. Болезнь обусловлена резким изменением парциального давления газов в крови.

Симптомами заболевания являются: синюшный оттенок лица, потоотделение, рвота, головокружение, сопровождаемые головными болями. Развивается слабость ног, может наступить паралич. У больного возникает кашель, дыхание становится поверхностным, наблюдается удушье. В последние годы из-за широкого распространения дайвинга это заболевание отмечается все чаще. В первые минуты после всплытия может наблюдаться потеря сознания. При проявлении симптомов пострадавшему необходимо незамедлительно оказать медицинскую помощь, в этом случае спустя 12 ч его состояние пострадавшего полностью восстанавливается.

Профилактика отрицательного воздействия резких перепадов атмосферного давления

Чтобы минимизировать отрицательное воздействие перепадов атмосферного давления и погодных условий в целом, необходимо придерживаться следующих рекомендаций.

Повторим главное. Резкие перепады атмосферного давления оказывают негативное влияние на здоровье человека, а также могут привести к горной и декомпрессионной (кессонной) болезням. Для профилактики отрицательного воздействия перепадов атмосферного давления необходимо вести здоровый образ жизни, а также регулярно проходить медицинские обследования.

Проверим знания

1. Зависит ли атмосферное давление от местности, где проживает человек?
2. Перечислите симптомы негативного влияния на здоровье людей повышеного атмосферного давления.
3. Какие расстройства здоровья вызывает пониженное атмосферное давление?
4. Какие факторы обусловливают горную и кессонную болезни?

1. Смогут ли жители города Мехико комфортно себя чувствовать в Минске? Ответ аргументируйте.
2. Как вы считаете, почему наиболее чувствительны к резким перепадам атмосферного давления люди с патологиями нервной и сердечно-сосудистой систем?

Индивидуальное домашнее задание. Изучив дополнительную научную и учебную литературу, подготовьте презентацию о работе дыхательного центра в организме человека.

Источник

Атмосферное давление

Атмосферное давление это сила, с которой атмосфера (воздух) давит на земную поверхность. Несмотря на то что мы не видим воздух и он нам кажется невесомым, это не так. У воздуха есть вес, который передается в виде давления. На каждый квадратный сантиметр земной поверхности атмосфера давит столбом, который берёт начало от крайней точки атмосферы и до точки на земной поверхности. Сила давления такого столба на 1 см квадратный составляет 1,33 кг. Несложно подсчитать, что при каком давлении на каждого человека (статистически подсчитано, что средняя площадь равна 1,6 квадратных метра) давит воздушная масса примерно в 16 тонн. Казалось бы, такое давление должно раздавливать людей, но этого не происходит. Связано это с физиологией организма, который также обладает своим давлением, которое сопоставимо с тем, что воздействует на него из атмосферы.

В качестве нормального атмосферного давления используется давление, которое характерно для 45 широты и абсолютного уровня моря. При таких условиях нормальное атмосферное давление составляет 760 мм ртутного столба.

Измерительные приборы

В географии есть 2 прибор, с помощью которых можно определить давление атмосферы:

Ртутный барометр это труба из стекла размером в 1 метр. Один конец это трубы плотно запаян, а другой опущен в миску, которая содержит ртуть. При первом переворачивании прибора, жидкость заполняет трубу и указывает текущее давление. Казалось бы ртуть должна полностью заполнить трубу, но этого не происходит. Причина именно в воздушном давлении. В дальнейшем под воздействием этого показателя ртуть поднимается или опускается в колбе, позволяя метеорологам говорить о текущем давлении в атмосфере.

«Анероид» переводится как «без жидкости». В результате прибор становится более «динамичным» и его без опасений можно переносить на любые расстояния. В его основе лежит круглая коробочка, из которой выкачан весь воздух, и которая абсолютно герметична. Она меняет свой размер в зависимости от атмосферного давления: расширяется при его повышении и сужается при снижении.

Влияние высоты на показатель

Одним из ключевых факторов изменения атмосферного давления является высота над уровнем моря. Если рассматривать этот вопрос упрощенно, то чем выше подниматься в атмосфере, тем давление становится меньше. Почему так происходит? Мы уже говорили про давящий столб на 1см2.

Если рассматривать две точки, из которых первая будет находиться на уровне Мирового океана, а вторая, например, на высокой горе, то длина столба, воздействующих на эти точки будет отличаться. Длина столба, давящая на горы, меньше, чем длина столба, давящая на нулевую отметку мирового океана, поэтому и атмосферное давление здесь меньше.

Второй важной характеристикой воздуха, непосредственно связанный с высокими уровнями, является плотностью. Мы часто слышим истории, что когда исследователи поднимаются на большие высоты, им становится тяжело дышать. Это же характерно и для воздухоплавателей. Происходит так потому, что чем выше тем плотность воздуха меньше. Так, если на высоте 12 км 1 кубический метр воздуха весит примерно 310 г, то на высоте 40 км он весит уже 4 г. В целом же ученые подсчитали, что если рассматривать исключительно тропосферу, как ближайший слой атмосферы к земле, то поднятие на каждые 100 м от уровня моря снижают значение атмосферного давления примерно на 10 мм ртутного столба. Поэтому зная, что на нулевой отметке давление составляет 760 мм ртутного столба, на основании показаний барометра можно определить текущую высоту местности.

Зависимость от температуры воздуха

Температура воздуха это один из ключевых факторов в формировании атмосферного давления. При нагревании воздух увеличивается, становится более плотным и одновременно более легким. В результате происходит снижение атмосферного давления. Если говорить о холодном воздухе, то он становится наоборот более тяжёлым, увеличивая атмосферное давление. Поэтому когда мы говорим о температуре воздуха, нужно понимать, что изменение этого показателя одновременно влечет и изменение воздушного давления.

Для понимания как происходит это движение (прежде всего замещение воздуха) посредством температур, можно рассмотреть циркуляцию в помещения. Воздух, нагреваясь от батареи, поднимается вверх к потолку. Там он находится какое-то время, остывает и опускается вниз. Затем он вновь попадает в батарее, нагревается и вновь поднимается вверх. Так происходит по замкнутому циклу.

Распределение давление по поясам

Рассматривая климатические зоны, мы отмечали, что они распределяются на Земле по поясному принципу. Для атмосферного давления, которое, как мы уже выяснили, так же сильно коррелирует с температурой воздуха, на нашей планете также прослеживается четкая поясность. На экваторе, где солнце светит наиболее интенсивно, установлен пояс низкого давления. От экватора теплый воздух посредством ветров движется к умеренным широтам. В ходе этого движения воздух остывает и тяжелеет, опускаясь вниз. Поэтому в районе 30-х широт образуется зона с высоким давлением.

Изобаты

Изобаты применяются в картографии, обозначая линии, которые соединяют метки, характеризующие равное атмосферное давление. Определение может показаться сложным, но на примерах ниже все станет понятно. Есть 2 вида таких точек: замкнутые и незамкнутые.

Примером замкнутой изобары может служить циклон. Внутри такой изобаты пониженное атмосферное давление, поскольку выпадает большое количество осадков, которые образуют испарение, а также которые мешают быстрому прогреву поверхности. В результате внутри образуется область низким давлением, а её окружает область с высоким давлением.

Примером незамкнутой изобары служит антициклон. В данном случае в центре находится область с высоким атмосферным давлением, а за ее пределами находится область с низким атмосферным давлением. Эти ситуации возникают, когда внутри изобаты длительное время отсутствуют осадки, и поверхность легко и быстро прогревается. Это и служит одним из источников высокого атмосферного давления. Такие изобаты чаще всего встречаются в южной части Тихого океана или в северной части Атлантического океана.

Источник