En azından fizik dersleri ve hava durumu tahminleri sayesinde herkes atmosfer basıncına aşinadır. Ek olarak, baskının bir kişi üzerindeki etkisinin nüansları da ilgi çekicidir.
Atmosferik basınç nedir?
Atmosfer basıncı - bu gezegenimizin gaz kabuğunun, içindeki tüm nesnelere ve dünyanın yüzeyine etki eden atmosfer basıncıdır. Basınç, birim alan başına atmosferde etki eden kuvvete karşılık gelir.
Daha basit bir ifadeyle, çevremizdeki havanın yeryüzünde ve nesnelerde hareket ettiği kuvvet budur. Atmosferik basınçtaki değişiklikleri takip ederek, hava koşulları diğer faktörlerle birlikte tahmin edilebilir.
Atmosferik basınç neden ve neden oluşturulur?
Dünya atmosferini ve çeşitli meteorolojik olayları inceleyen uzmanlar, hava kütlelerinin nasıl hareket ettiğini dikkatlice izler. Bu, belirli bir bölgenin iklim koşullarını etkileyen ana faktördür. Bu gözlemler atmosfer basıncının neden oluştuğunu anlamayı mümkün kıldı.
Yerçekimi suçlamaktır. Birçok deney yoluyla, havanın hiç ağırlıksız olmadığı kanıtlanmıştır. Belirli bir ağırlığa sahip çeşitli gazlardan oluşur. Böylece, Dünya'nın yerçekimi kuvveti hava üzerinde etki eder, bu da basınç oluşumuna katkıda bulunur.
İlginç gerçek: gezegendeki tüm hava (veya Dünya'nın tüm atmosferi) 51 x 10 ağırlığında14 ton
Dünyanın her yerinde, hava kütlesi aynı değildir. Buna göre, atmosferik basınç seviyesi de dalgalanmaktadır. Daha fazla hava kütlesine sahip bölgelerde daha yüksek bir basınç vardır. Daha az hava varsa (bu gibi durumlarda nadir de denir), basınç daha düşüktür.
Atmosferin ağırlığı neden değişir? Bu fenomenin sırrı hava kütlelerinin ısıtılmasında yatmaktadır. Gerçek şu ki, hava ısıtması hiç güneş ışığından değil, dünya yüzeyinden kaynaklanmaktadır.
Yanında hava ısınır ve daha hafif hale gelir. Şu anda, soğutulmuş akışlar ağırlaşır ve azalır. Bu süreç devam ediyor. Her hava akımının kendi basıncı vardır ve farkı rüzgara neden olur.
Atmosferik bileşim basıncı nasıl etkiler?
Atmosfer çok miktarda gaz içerir. Çoğunlukla azot ve oksijendir (% 98). Ayrıca karbondioksit, neon, argon, vb. Var. Atmosfer 1-2 km kalınlığında bir sınır tabakasıyla başlar ve yaklaşık 10.000 km yükseklikte, gezegenler arası boşluğa sorunsuz bir şekilde geçtiği bir dışküre ile biter.
Atmosferin bileşimi yoğunluğa bağlı basıncı etkiler. Her bileşenin kendi yoğunluğu vardır. Yükseklik arttıkça, atmosferin tabakası ve daha düşük yoğunluğu daha incedir. Buna göre, basınç azalır.
Atmosferik basınç ölçümü
Uluslararası Birimler Sisteminde atmosfer basıncı paskal (Pa) olarak ölçülür. Ayrıca Rusya'da çubuk, milimetre cıva ve türevleri gibi birimler kullanılır. Kullanımları, basıncın ölçüldüğü enstrümanlardan kaynaklanır - cıva barometreleri. 1 mmHg, yaklaşık 133 Pa'ya karşılık gelir.
Barometreler iki tiptir:
- sıvı;
- mekanik (aneroid barometre).
Sıvı barometreler cıva ile dolu. Bu cihazın icadı İtalyan bilim adamı Evangelista Torricelli'nin bir liyakatidir. 1644'te açık bir deliği olan bir sıvıya düşen bir kap, cıva ve bir şişe ile bir deney yaptı.
Basınçtaki bir değişiklikle cıva yükseldi veya şişeye düştü. Ölçekli modern cıva barometreleri en doğru olarak kabul edilir, ancak çok uygun değildir, bu nedenle meteoroloji istasyonlarında kullanılırlar.
Daha yaygın aneroid barometreler. Böyle bir cihazın tasarımı, içinde nadir hava bulunan metal bir kutu sağlar. Basınç düştüğünde kutu genişler. Artan basınçla, kutu küçülür ve bağlı yay üzerinde hareket eder. Yay, terazideki basınç seviyesini gösteren oku tahrik eder.
İlginç gerçek: Standart bir basınç birimi vardır (fiziksel miktarların diğer birimlerinin yanı sıra). Mutlak baskıyı olabildiğince doğru gösteren birincil standart, Mendeleev All-Russian Araştırma Metroloji Enstitüsü'ndedir (St. Petersburg).
İnsanlar için atmosfer basıncı
Normal atmosfer basıncı - Deniz seviyesinde (45 0 enlem) 0 temperature sıcaklıkta 760 mm Hg veya 101 325 Pa'dir. Ayrıca, atmosfer 1.033 kg'lık bir kuvvetle dünya yüzeyinin her santimetrekaresine etki eder. 760 mm yüksekliğinde bir cıva sütunu, bu hava sütununun kütlesini dengeler.
Deney sırasında Torricelli tarafından 760 mm'lik bir gösterge de belirlenmiştir. Ayrıca, şişe civa ile doldurulduğunda, üstte bir boşluk kaldığını fark etti. Daha sonra bu fenomene "Torricellium boşluğu" adı verildi. Daha sonra bilim adamı, deneyi sırasında bir boşluk yarattığını, yani herhangi bir maddeden arınmış bir alan olduğunu henüz bilmiyordu.
760 mmHg'lik standart bir basınçta, bir kişi en rahat hisseder. Önceki verileri dikkate alırsanız, hava yaklaşık 16 tonluk bir kuvvete sahip bir kişiye basar. O zaman neden bu baskıyı hissetmiyoruz?
Gerçek şu ki, vücudun içinde de baskı var. Sadece insanlar değil, aynı zamanda hayvan dünyasının temsilcileri de atmosfer basıncına uyum sağladı. Her organ, belirli bir kuvvetin etkisi altında oluşturuldu ve geliştirildi. Atmosfer vücuda etki ettiğinde, bu kuvvet tüm yüzeye eşit olarak dağılır. Böylece, basınç dengelidir ve biz bunu hissetmiyoruz.
Atmosferik basınç normu, iklim normuyla karıştırılmamalıdır. Her bölgenin yılın belirli bir süresi için kendi standartları vardır. Örneğin, Vladivostok sakinleri şanslıydı, çünkü ortalama yıllık atmosferik basınç göstergesi neredeyse 761 mm Hg normuna eşit.
Ve dağlık bölgelerde (örneğin Tibet'te) bulunan yerleşimlerde, basınç çok daha düşüktür - 413 mmHg. Bu, yaklaşık 5000 m yüksekliğe bağlıdır.
Basınçta artış ve azalma
Basınç 760 mm işaretini aştığında. Hg. Art., Artmış olarak adlandırılır ve gösterge normalden daha az olduğunda - düşük.
24 saat içinde birkaç atmosferik basınç düşüşü meydana gelir. Sabah ve akşam yükselir ve öğleden sonra ve gece saat 12'den sonra azalır. Bu, hava sıcaklığının değişmesi ve buna bağlı olarak akışlarının hareket etmesi nedeniyle oluşur.
Kışın, en düşük atmosfer basıncı anakara üzerinde gözlenir, çünkü hava düşük bir sıcaklığa ve yüksek bir yoğunluğa sahiptir. Yaz aylarında, tam tersi bir durum gözlenir - minimum basınç vardır.
Daha küresel bir ölçekte, basınç seviyesi de sıcaklığa bağlıdır. Dünya'nın yüzeyi farklı şekilde ısınır: gezegen jeoid (mükemmel yuvarlak değil) şekline sahiptir ve Güneş'in etrafında döner. Bazı bölgeler daha fazla ısınır, diğerleri daha az ısınır. Bu nedenle, atmosferik basınç gezegenin yüzeyi üzerinde bölgesel olarak dağıtılır.
Bilim adamları, düşük basıncın hakim olduğu 3 kemeri ve hakim maksimuma sahip 4 kemeri ayırt ederler. Ekvator bölgesi en fazla ısınır, böylece hafif ılık hava yükselir ve yüzeye yakın düşük basınç oluşur.
Kutupların yakınında, tam tersi doğrudur: soğuk hava düşüyor, bu yüzden burada yüksek basınç not ediliyor. Gezegenin yüzeyi üzerindeki basınç dağılım modeline bakarsanız, minima ve maxima kayışlarının değiştiğini göreceksiniz.
Ayrıca, yıl boyunca Dünya'nın her iki yarıküresinin eşit olmayan ısınmasını hatırlamanız gerekir.Bu, düşük ve yüksek basınç kayışlarının belirli bir yer değiştirmesine yol açar. Yaz aylarında kuzeye, kışın güneye doğru hareket ederler.
İnsan etkisi
Atmosferik basıncın insan vücudu üzerinde ciddi bir etkisi vardır. Havanın vücudumuza baskı yaptığı kuvvet ve karşı saldırı ile ilgili yukarıdakilerin tümünü dikkate alırsak, bu oldukça doğaldır.
Bilim ve tıp tarafından doğrulanan bir meteorolojik bağımlılık kavramı vardır. Meteopatlar, vücudu normdan minimum basınç sapmalarına bile cevap veren kişilerdir. Ayrıca bazı kronik hastalıkları olan insanları (özellikle kardiyovasküler, sinir sistemi vb.) İçerir.
Genel olarak, insan vücudu iklim koşullarındaki değişikliklere uyum sağlayabilir. Örneğin, tamamen farklı hava koşullarına sahip bir ülkeye seyahat ederken, iklime alışmak birkaç gün sürebilir.
Normdan önemli sapmalar kesinlikle herhangi bir kişi için fark edilir olacaktır. Buna hem yüksek hem de düşük tansiyon dahildir.
Sıradan yaşamda, atmosfer basıncında bir kişinin refahının kötüleşmediği kritik bir seviyeye yükselme (yukarıda belirtilen hava durumuna bağlı ve kronik olarak hasta hariç). Örneğin, büyük derinliklere daldığında etkisini hissedebilirsiniz.
Düşük atmosfer basıncı daha tehlikelidir. Etkisi yüksek irtifada kolayca hissedilebilir. Karbondioksit miktarının arttığı irtifa hastalığı kavramı vardır. Bu durumda oksijen hacmi, aksine, azalır, bu nedenle vücudun dokuları oksijen açlığını hisseder. Gemiler buna hızla tepki verir, vücuttaki keskin bir basınç artışına neden olur.
Siklon
Siklon - Bu, birkaç bin kilometreye kadar çapa sahip dikey bir eksen etrafında bir girdap şeklinde dönen büyük bir hava kütlesidir. Bu girdapın merkezinde, düşük bir basınç gözlenir.
Kuzey Yarımkürede, bir siklonun atmosferik girdabı Güney Yarımküre'de saat yönünün tersine döner. Siklonlar düzenli olarak oluşur, çünkü oluşumları doğrudan Dünya'nın dönüşüyle ilişkilidir. Ekvatorun yakınında siklon yoktur.
Siklonlar iki tiptir:
- Tropikal. Tropikal enlemlerde görülür, nispeten küçük boyutlarda farklılık gösterir. Bununla birlikte, rüzgarın büyük, yıkıcı bir gücü ile karakterizedirler.
- Ekstra tropikal. Kutupsal ve ılıman enlemlerde oluşur. Birkaç bin kilometrelik bir çapa ulaşın.
İlginç gerçek: Tropikal siklonlarda “fırtınanın gözü” sıklıkla görülür - bu, girdapın tam ortasında yaklaşık 20 km, temiz ve sakin havanın kaldığı bir alandır.
Siklonun ana ayırt edici özellikleri, kuvvetli rüzgarlar, fırtınalar, fırtınalar, fırtınalar, yağış şeklinde kendini gösteren devasa enerjidir. Güçlü tropikal siklonlara benzersiz isimler veya isimler verilir, örneğin Katrina (2005), Nina (1975), Dorian (2019).
Antisiklon
antisiklon - Bu sadece siklonun tersi değil. Bu fenomenin farklı bir oluşum mekanizması vardır. Dünyanın her iki yarıküresindeki rüzgar, siklona göre ters yönde hareket eder.
Antisiklon yüksek bir basınç alanıdır. Kapalı izobarlarla karakterizedir - bunlar aynı atmosfer basıncına sahip yerleri işaretleyen çizgilerdir.
Antisiklon, yılın zamanına uygun kararlı hava koşulları getirir. Yaz aylarında sakin, sıcak hava, kışın soğuktur. Az sayıda bulut veya tamamen yokluğu ile karakterizedir.
Bazı bölgelerde antisiklonlar oluşur. Örneğin, çoğunlukla büyük buz kütleleri üzerinde ortaya çıkarlar: Antarktika, Grönland ve Arktik'te. Tropik bölgelerde de bulunur.
Antisiklonlar ayrıca bir tehlike ve hoş olmayan sonuçlar taşır. Yangınlara, uzun süreli kuraklıklara katkıda bulunabilirler.Büyük şehirlerde uzun bir rüzgar yokluğunda, özellikle solunum yolu hastalıkları olan kişiler için akut olan zararlı maddeler ve gazlar birikir.
İlginç gerçek: Belirli bir alan üzerinde oluşan ve hiçbir yere hareket etmeyen bloke edici siklonlar vardır. Ancak, diğer hava kütlelerini geçmezler. Genellikle 5 günden fazla sürmezler, ancak Rusya'nın Avrupa kısmında düzenli olarak antiksiklonlar yaklaşık bir ay sürer. En son 2015'teydi. Sonuç ısı, kuraklık, orman yangınlarıdır.
Atmosferik basınç yükseklikle nasıl değişir? Formül tablosu
Atmosferik basınç doğrudan irtifaya bağlıdır. Basınç ne kadar yüksek olursa basınç o kadar düşük olur. Deniz seviyesinden 12 m yükselirseniz, barometredeki cıva çubuğu 1 mm azalacaktır.
Basınç genellikle mmHg yerine hektopaskal olarak gösterilir. st.: 1 mm = 133,3 Pa = 1,3333 hPa. Yükseklik ve basınç arasındaki ilişki basit bir formül kullanılarak gösterilebilir:
/H / ∆P = 12 m / mmHg. st veya ∆h / ∆P = 9 m / hPa,
burada heighth yükseklik değişikliğidir,
--P - basınç değişimi.
Böylece, 9 metreye yükseldiğinde, basınç seviyesi 1 hPa azalır. Bu göstergeye barik sahne denir. Atmosferik basınç normu 1013 hPa'dır (1000'e kadar yuvarlanabilir).
Farklı bir yükseklikteki basınç değişimini hesaplamak için bu veriler nasıl kullanılır? Örneğin, 90 m kaldırırken, basınç 10 hPa azalacaktır. Bu durumda, 900 m'ye yükseldiğinde, basıncın 0'a düştüğü ortaya çıkıyor.
Ancak hava yoğunluğu da yükseklikle değişir, bu nedenle daha büyük bir mesafe söz konusu olduğunda (1.5-2 km'den başlayarak), tüm hesaplamalar bu gösterge dikkate alınarak yapılmalıdır.
Yükseklikte atmosferik basınç değişiklikleri grafiği yukarıdakilerin tümünü açıkça göstermektedir. Düz bir çizgi değil, kavisli bir çizgi şeklini alır. Atmosferin yoğunluğunun aynı olmaması nedeniyle, artan irtifa ile basınç daha yavaş düşmeye başlar. Bununla birlikte, asla sıfıra ulaşmayacaktır, çünkü her yerde bir tür madde vardır - Evrende boşluk yoktur.
Dağlarda atmosfer basıncı
Dağlarda basınç yine de daha düşük olacak. Bir kişinin aynı anda nasıl hissettiği, yüksekliğe ve ek koşullara bağlıdır. Örneğin, normal nemde 3.000 m'lik bir tırmanış zayıflığa ve düşük performansa neden olabilir. Bunun nedeni oksijen eksikliğidir.
Nemli bir iklimde, benzer duyumlar zaten 1000 m rakımda ortaya çıkar Gerçek şu ki, su molekülleri oksijen moleküllerini yer değiştirir - nemli havada daha azdır. Ve kuru bir iklimde, neredeyse 5000 m'ye kadar tırmanabilirsiniz.
Farklı yükseklikler ve etkileri:
- 5 km - oksijen eksikliği hissi.
- 6 km, kalıcı yerleşimlerin bulunduğu maksimum yüksekliktir.
- 8.9 km - Everest'in yüksekliği. Su + 68 ℃ sıcaklıkta kaynar. Kısa bir süre için, eğitimli insanlar bu seviyede olabilir.
- 13.5 km - sadece saf oksijen varlığında kalmak güvenlidir. Özel koruma olmadan kalabileceğiniz maksimum izin verilen yükseklik.
- 20 km - insanlar için kabul edilemez bir yükseklik. Sadece kapalı bir kabinde bulunmaya tabidir.