Атмосферний тиск

Повітря, що оточує Землю, має масу, і незважаючи на те, що маса атмосфери приблизно в мільйон разів менша за масу Землі (загальна маса атмосфери дорівнює 5,2*10 21 г, а 1 м 3 повітря біля земної поверхні важить 1,033 кг), ця маса повітря чинить тиск на всі об'єкти, що знаходяться на земній поверхні. Сила, з якою повітря тисне на земну поверхню, називається атмосферним тиском.

На кожного з нас тисне стовп повітря 15 т. Такий тиск здатний розчавити все живе. Чому ж ми його не відчуваємо? Пояснюється це тим, що тиск усередині нашого організму дорівнює атмосферному.

Таким чином, внутрішній та зовнішній тиск врівноважуються.

Нормальний атмосферний тиск

За нормальний атмосферний тиск умовно прийнято тиск повітря на рівні моря на широті 45° та при температурі 0°С. В цьому випадку атмосфера тисне на кожен 1 см 2 земної поверхні з силою 1,033 кг, а маса цього повітря врівноважується стовпчиком ртутним висотою 760 мм.

Досвід Торрічеллі

Величина 760 мм була вперше отримана 1644 р. Еванджеліст Торрічеллі (1608-1647) та Вінченцо Вівіані (1622-1703) - учнями геніального італійського вченого Галілео Галілея.

е.. Торрічеллі запаяв з одного кінця довгу скляну трубку з діленнями, наповнив ртуттю і опустив у чашку з ртуттю (так було винайдено перший ртутний барометр, який отримав назву трубки Торрічеллі). Рівень ртуті в трубці знизився, оскільки частина ртуті вилилася в чашку і встановилася лише на рівні 760 мм. Над стовпчиком ртуті утворилася порожнеча, яка отримала назву Торрічеллієвої порожнечі (Рис. 2).

е..Торрічеллі вважав, що тиск атмосфери на поверхню ртуті в чашці врівноважується вагою стовпа ртуті в трубці. Висота цього стовпа над рівнем моря – 760 мм рт. ст.

Мал. 2. Досвід Торрічеллі

Це вважають за одну атмосферу (атм.). У міжнародній системі одиниць (СІ) 1 атм. = 101 325 Паскалей (Па). Блез Паскаль (1623-1662) - французький вчений, на честь якого названа одиниця тиску.

1 Па = 10 -5 бар; 1 бар = 0,98 атм.

Підвищений та знижений атмосферний тиск

Тиск повітря на планеті може змінюватися в широких межах. Якщо тиск повітря більший за 760 мм рт. ст., то воно вважається підвищеним, менше - зниженим.

Так як з підйомом вгору повітря стає все більш розрідженим, атмосферний тиск знижується (у тропосфері в середньому 1 мм на кожні 10,5 м підйому). Тому для територій, що розташовані на різній висоті над рівнем моря, середнім буде своє значення атмосферного тиску. Наприклад, Москва лежить на висоті 120 м над рівнем моря, тому середній атмосферний тиск для неї 748 мм рт. ст.

Атмосферний тиск протягом доби двічі підвищується (вранці та ввечері) та двічі знижується (після полудня та після опівночі). Ці зміни пов'язані зі зміною температури та переміщенням повітря. Протягом року на материках максимальний тиск спостерігається взимку, коли повітря переохолоджене та ущільнене, а мінімальне — влітку.

Розподіл атмосферного тиску по земній поверхні має яскраво виражений зональний характер. Це зумовлено нерівномірним нагріванням земної поверхні, отже, і зміною тиску.

На земній кулі виділяються три пояси з переважанням низького атмосферного тиску (мінімуми) та чотири пояси з переважанням високого (максимуми).

В екваторіальних широтах поверхня Землі сильно прогрівається. Нагріте повітря розширюється, стає легше і тому піднімається нагору. В результаті біля земної поверхні поблизу екватора встановлюється низький атмосферний тиск.

У полюсів під впливом низької температури повітря стає важчим і опускається. Тому у полюсів атмосферний тиск, підвищений у порівнянні з широтами на 60-65 °.

У високих шарах атмосфери, навпаки, над спекотними областями тиск високий (хоч і нижче, ніж у Землі), а над холодними — низький.

Загальна схема розподілу атмосферного тиску така (рис. 3): вздовж екватора розташований пояс низького тиску; на 30-40 ° широти обох півкуль - пояси високого тиску; 60-70 ° широти - зони низького тиску; у приполярних районах – області високого тиску.

Внаслідок того, що в помірних широтах Північної півкулі взимку атмосферний тиск над материками сильно підвищується, пояс низького тиску переривається. Він зберігається лише над океанами у вигляді замкнутих областей зниженого тиску — Ісландського та Алеутського мінімумів. Над материками, навпаки, утворюються зимові максимуми: Азіатська та Північно-Американська.

Мал. 3. Загальна схема розподілу атмосферного тиску

Влітку в помірних широтах Північної півкулі пояс зниженого атмосферного тиску відновлюється. Величезна область зниженого атмосферного тиску з центром у тропічних широтах - Азіатський мінімум - формується над Азією.

У тропічних широтах материки завжди нагріті сильніше, ніж океани, і тиск над ними нижчий. Таким чином, над океанами протягом усього року існують максимуми: Північно-Атлантичний (Азорський), Північно-Тихоокеанський, Південно-Атлантичний, Південно-Тихоокеанський та Південно-Індійський.

Лінії, які на кліматичній карті з'єднують пункти з однаковим атмосферним тиском, називаються ізобарами (Від грец. Isos - рівний і baros - вага, вага).

Чим ближче до ізобари один до одного, тим швидше змінюється атмосферний тиск на відстані. Розмір зміни атмосферного тиску на одиницю відстані (100 км) називається баричним градієнтом.

На утворення поясів атмосферного тиску біля земної поверхні впливають нерівномірний розподіл сонячного тепла та обертання Землі. Залежно від пори року обидві півкулі Землі нагріваються Сонцем по-різному. Це зумовлює деяке переміщення поясів атмосферного тиску: влітку – на північ, взимку – на південь.

• Великі географічні відкриття
• Карти та плани місцевості
  • Умовні знаки та позначення на географічних картах
    • Чисельний, іменований та лінійний масштаб карти
    • Види географічних карт
    • Географічні координати
    • Сонячна система
      • Меркурій
      • Венера
      • Марс
      • Юпітер
      • Сатурн
      • Уран
      • Нептун
      • Гірські породи та мінерали
      • Склад та будова атмосфери
        • Зміна температури повітря на Землі
        • Сонячна радіація
        • Атмосферний тиск
        • Швидкість, сила та напрям вітру
        • Циркуляція атмосфери
        • Атмосферні опади
        • Клімат на Землі
          • Умовні знаки, що відображають погоду
          • Зміна клімату Землі
          • Що таке погода | Типи погоди
          • Гідросфера
            • Рівень світового океану
            • Світовий океан
              • Забруднення Світового океану
              • Вода Світового океану