Что такое давление воздуха определение. Понятие атмосферное давление

От того, какое давление в атмосфере на данный момент, иногда очень сильно зависит самочувствие человека, ведь атмосфера нашей планеты оказывает давление на все, что находится внутри нее. Атмосферное давление влияет на здоровье и самочувствие человека, поэтому ученые различных специальностей выявляют эти изменения и следят за атмосферным давлением, которое подвергается постоянным колебаниям. В нашем материале мы расскажем вам, какое нормальное атмосферное давление для человека в мм ртутного столба и паскалях.

От чего зависит атмосферное давление

Для начала разберем, что такое атмосферное давление. Это сила давления воздушного столба на определенную единицу площади поверхности.

Идеальные условия для измерения атмосферного давления - это широта 45 градусов и температура воздуха 0°С. Измерение также должно проводиться на уровне моря.

Но стоит отметить, что из-за изменения высоты местности над уровнем моря будет меняться и атмосферное давление. Но при этом оно также будет считаться нормой, поэтому нормальное атмосферное давление свое у каждой местности.

Атмосферное давление также зависит от времени суток: ночью атмосферное давление всегда выше, так как температура воздуха ниже. Но человек этого не замечает, так как отличия составляет 1-2 мм ртутного столба. Кроме того, на местности, которая находится близко к полюсам земли, колебание атмосферного давление становится заметнее. А вот на экваторе колебаний нет.

Какое нормальное атмосферное давление для человека

Принято считать, что нормальное атмосферное давление в мм ртутного столба составляет 760 мм ртутного столба. То есть на 1 квадратный сантиметр площади столб воздуха давит с такой силой, как столб ртути высотой 760 мм. Это и есть норма атмосферного давления Земли, которое не оказывает отрицательного влияния на организм человека.

Нормальное атмосферное давление человек не чувствует из-за растворенных газов воздуха в тканевых жидкостях, которые все уравновешивают. Но при этом оно все равно оказывается на нас давление, равное 1,033 кг на 1 квадратный сантиметр тела.

Но каждый человек должен индивидуально понять, какое атмосферное давление считается нормальным для здоровья, так как это во многом зависит от адаптации человека. Например, многие люди могут спокойно подниматься и вершину горы, не чувствуя изменения атмосферного давления, а другие - падают в обморок от быстрых изменений атмосферного давления.

Только резкое колебание АД может значительно сказаться на самочувствии человека, если атмосферное давление повышается или понижается быстрее, чем на 1 мм рт. столба за 3 часа.

Отметим также, что миллиметры ртутного столба - это не стандартная единица изменения АД. В мире принято узнавать норму атмосферного давления в паскалях. 100 кПа - нормальное атмосферное давление для человека в паскалях. А 760 мм рт. столба - это 101,3 кПа.

Нормальное атмосферное давление для Москвы

Столица Российской Федерации находится на Среднерусской возвышенности. В Москве всегда пониженное давление, ведь город находится выше уровня моря (максимальная точка выше уровня моря - 255 метров в Теплом Стане, а средний показатель - 130-150 метров над поверхностью моря).

Норма атмосферного давления в Москве составляет 746-749 мм ртутного столба. Точный результат дать очень сложно, так как в столице России неравномерный рельеф. Также на нормальное атмосферное давление на человека в Москве влияет время года. Норма атмосферного давления весной и летом всегда немного повышается, а зимой и осенью - понижается. Если вы постоянно живете в Москве, то вы будете комфортно себя чувствовать при АД в Москве от 745 до 755 мм рт. столба.

Нормальное давление в Санкт-Петербурге

Высота Северной столицы над уровнем моря меньше, чем высота Москвы. Поэтому поэтому норма АД здесь чуть выше. Нормальное давление атмосферное в Питере колеблется от 753 до 755 мм.рт.ст.

Для самых низкорасположенных районов Санкт-Петербурга характерна «классическая» норма АД. Максимальное давление в СПб может приближаться к 780 мм.рт.ст - такое повышение способен привести за собой мощный антициклон.

Норма давления атмосферы по регионам

Известно, что каждой конкретной местности соответствуют определенные нормальные показатели атмосферного давления. Показатель изменяется в соответствии с высотой объекта над уровнем моря. Изменение показателей возникает по причине движения воздушных масс между местностями с разным давлением. Давление атмосферы изменяется по причине неравномерного прогрева воздуха над поверхностью нашей планеты. Влияние оказывает целый ряд факторов:

• Особенности ландшафта
• Вращение планеты
• Разница в теплоемкости воды и земной поверхности
• Различия отражающих способностей воды и земли

В итоге образуются циклоны и антициклоны, формирующие погодные условия местности. Циклон подразумевает быстродвижущиеся вихри с пониженным уровнем АД. Летний циклон - это дождливая и прохладная погода, зимой - потепление и снег. Для антициклона характерно высокое атмосферное давление, летом они приносят сухую и жаркую погоду, зимой - морозную и ясную.

Самое низкое атмосферное давление на экваторе, а самое низкое на Северном и Южном полюсах. Величина атмосферного давления колеблется и в зависимости от времени суток - самое высокое в 9-10 и 21-22 часа.

Даже в пределах небольшой площади измерения атмосферного давления могут изменяться. Например, для Средней Азии нормальное АД - это 715-730 мм.рт.ст. А для Средней полосы России колебания АД на уровне 730-770 миллиметров ртутного столба. В Мехико, столице Мексики показатель атмосферного давления может снижаться до 580 мм.рт.ст, поскольку город расположен свыше 2000 метров над уровнем моря. А атмосферное давление в Китае и того ниже: например, в тибетском городе Лхаса среднегодовой показатель АД - приблизительно 487 мм.рт. столба. Город расположен в 3500 метров над уровнем моря.

Нормальное атмосферное давление для регионов России в мм ртутного столба

В зимние месяцы над большей частью территории РФ наблюдается повышенный уровень атмосферного давления. Наиболее высокое АД в этот период наблюдается над Монгольским Алтаем и Якутией - около 772 мм.рт.ст. Самое низкое давление в областях над Баренцевым, Беренговым и Охотским морями - 753 мм.рт.ст. Для Владивостока нормальное АД - 761 мм.рт.ст

Как мы уже сказали, в пределах одного региона атмосферное давление может значительно различаться. Отличаться могут даже показатели Москвы и Московской области, поскольку имеют немного разные высоты над уровнем моря. Поэтому предоставляем данные нормального атмосферного давления по российским городам. Но следует помнить: даже в пределах одного города данные могут незначительно отличаться, в зависимости от возвышенности района.

Как измерить атмосферное давление

Давление атмосферы в конкретной области измеряют либо с помощью специальных приборов: ртутного барометра, барометра анероида, жидкостного и электронного барографа, либо по специальной формуле, если известна высота местности и давление на уровне моря.

Формула для определения давления выглядит следующим образом: P=P0 * e^(-Mgh/RT)

• PO - давление на уровне моря в Паскалях
• M - молярная масса воздуха -0.029 кг/моль
• g - Земное ускорение свободного падения, примерно 9,81 м/с²
• R - универсальная газовая постоянная - 8.31 Дж/моль К
• T - температура воздуха в Кельвинах. Измеряеися по формуле: t по Цельсию + 273
• h - высота над уровнем моря ва метрах

Ртутный барометр - это стеклянная трубка длиной приблизительно 80 см, внутри которой находится ртуть. Эта трубка запаяна с одной стороны и открыта с другой, открытый конец погружен в чашу со ртутью. Высота столбика жидкости, начинающегося от уровня чашки, сообщит о показателях атмосферного давления на данный момент. Такими приборами пользоваться небезопасно, поэтому применяют их в основном в лабораторных условиях, на метеорологических станциях и на промышленных объектах, где очень важна точность замеров. В обиходе часто используют электронные барометры, цифровые метеорологические станции можно использовать даже в походных и домашних условиях, и стоят они недорого.

В о п р о с ы & О т в е т ы

света : Чему равно атмосферное давление?

Admin :

Давлением называют физическую величину, характеризующую интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) сил F, с которыми одно тело действует на поверхность S другого. Например, фундамент на грунт, жидкость на стенки сосуда и т.п. Если силы распределены по поверхности равномерно, то P = F / S. Давление измеряется в паскалях (Па), атмосферах (атм), барах, а также в мм ртутного столба и др.

Паскаль (gfcrfkm) - еденица измерения давления, названная в честь французского математика и физика Блеза Паскаля. Один поскаль равен давлению, вызванному силой в 1 ньютон, распределённой по поверхности равной 1 квадратному метру. Стоит сказать, что нормальное атмосферное давление принято считать равным 101 325 Па или 760 мм ртутного столба.

Бар - единица измерения, название которой произошло от греческого слова "тяжесть", внесистемная. Один бар равен 100000 ньютону на квадратный метр. (в соответствии с ГОСТ 7664-61) Один бар также равен 750.06 мм ртутного столба.

Миллиметр ртутного столба - еденица измерения атмосферного давления, примерно равная 133 Па. Эта еденица измерения давления появилась в связи с изобретением барометра (fhjvtnh) для измерения атмосферного давления. В барометре используется именно ртуть, т.к. именно ртуть имеет очень высокую плотность (более 13 тонн на кубический метр) и низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.

Атмосферой (атмасфера, fnvjcathf) как единицей измерения называют внесистемную единицу измерения давления, которая равна 101 325 Па и 760 мм ртутного столба, т.е. нормальному атмасферному давлению. Существуют стандартная атмосфера (физическая атмасфера) и техническая атмосфера. Они примерно равны, но используются в разных случаях.

Ещё в глубокой древности человек замечал, что воздух оказывает давление на наземные предметы, особенно во время бурь и ураганов. Он пользовался этим давлением, заставляя ветер двигать парусные суда, вращать крылья ветряных мельниц. Однако долго не удавалось доказать, что воздух имеет вес. Только в XVII веке был поставлен опыт, доказавший весомость воздуха. Поводом к этому послужило случайное обстоятельство.

В Италии в 1640 году герцог Тосканский задумал устроить фонтан на террасе своего дворца. Воду для этого фонтана должны были накачивать из соседнего озера, но вода не шла выше 32 футовм. Герцог обратился за разъяснениями к Галилею, тогда уже глубокому старцу. Великий ученый был смущен и не нашелся сразу, как объяснить это явление. И только ученик Галилея, Торричелли, после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута. Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и в 1643 году изобрел прибор для измерения атмосферного давления — барометр.

Итак, на 1 см² земной поверхности воздух оказывает давление, равное 1,033 кг . Такое давление на 1 см² испытывают все предметы, находящиеся на Земле, а также и человеческое тело. Если принять площадь поверхности тела человека в среднем равной около 15 000 см², то, очевидно, что она находится под давлением порядка 15 500 кг.

Почему же человек не испытывает никаких неудобств и не чувствует этой тяжести? А происходит это потому, что давление распределяется равномерно по всей поверхности тела и внешнее давление уравновешивается внутренним давлением воздуха, наполняющим все наши органы. Организм человека (да и не только он, а еще многих представителей фауны) приспособлен к атмосферному давлению, при нём развились все органы, и только при нём они могут нормально функционировать. При систематической и долгой тренировке человек может приспособиться и жить при пониженном давлении.

Атмосферное давление можно измерять в миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.), а также в миллибарах (мб), но в настоящее время за единицу атмосферного давления в системе СИ принят Паскаль и гектоПаскаль (гПа). ГектоПаскаль численно равен миллибару (мб). Атмосферное давление равное 760 мм. рт. ст. = 1 013,25 гПа = 1 013,25 мбар. принято считать нормальным.

Но это вовсе не означает, что такая величина атмосферного давления является климатической нормой для всех регионов и в течение всего года.

Жителям Владивостока повезло: среднее атмосферное давление за год составляет около 761 мм. рт. ст. , хотя и жители горной деревушки Ток-Джалунг в Тибете на высоте 4 919 м тоже не страдают, а атмосферное давление там при температуре 0˚С всего 413 мм. рт. ст.

Каждое утро в сводках погоды передаются данные об атмосферном давлении по Владивостоку и по просьбе радиослушателей не в гПа, а в мм. рт. ст. на уровне моря.

Почему атмосферное давление, измеренное на суше, чаще всего приводят к уровню моря?

Дело в том, что атмосферное давление убывает с высотой и довольно существенно. Так, на высоте 5 000 м оно уже примерно в два раза ниже. Поэтому для получения представления о реальном пространственном распределении атмосферного давления и для сравнимости его величины в различных местностях и на разных высотах, для составления синоптических карт и т.п., давление приводят к единому уровню, т.е. к уровню моря.

Измеренное на площадке метеостанции, расположенной на высоте 187 м над уровнем моря, атмосферное давление, в среднем на 16-18 мм. рт. ст. ниже, чем внизу на берегу моря.

На рисунке представлен годовой ход среднего месячного атмосферного давления по Владивостоку . Такой ход атмосферного давления (с зимним максимумом и летним минимумом) является типичным для континентальных районов, а по величине годовой амплитуды (около 12 мм. рт. ст.) может быть отнесен к переходному типу: от материкового к океаническому.

Для сравнения величина амплитуды в и составляет 15-19 мм. рт. ст., а в и всего 3,75 мм. рт. ст.

На самочувствие человека, достаточно долго проживающего в определённой местности, обычное (характерное) давление не должно вызывать особого ухудшения самочувствия, а происходит сбой чаще всего при резких непериодических колебаниях атмосферного давления, и, как правило, ≥2-3 мм. рт. ст. / 3 часа. В этих случаях даже у практически здоровых людей падает работоспособность, ощущается тяжесть в теле, появляется головная боль .

Повлиять на погоду мы не в состоянии, но помочь своему организму пережить этот тяжелый период совсем несложно.

Как пережить колебания атмосферного давления в течение дня?

При прогнозе значительного ухудшения погодных условий, то есть резких перепадов атмосферного давления, прежде всего следует не паниковать, успокоиться, максимально снизить физическую нагрузку. Для тех, у кого адаптационные реакции протекают довольно сложно, необходимо посоветоваться с врачом о назначении соответствующих лекарственных средств.

Специально для Примпогоды ведущий климатолог Примгидромета Э. А. Мендельсон

Про атмосферное давление упоминают даже в прогнозах погоды, но какова его природа? От чего зависит низкое и высокое атмосферное давление? Как его изменение отражается на здоровье человека?

Что это такое?

Ещё в 1638 году люди плохо представляли, что такое явление, вообще, существует, пока Герцог Тосканский не решил украсить Флоренцию фонтанами на большой высоте. Его попытка с треском провались, так как выше десяти метров вода не поднималась. Тогда и наступило время первых опытов в этой области.

С развитием науки стало ясно, что давление является физической величиной, которая сообщает о количестве силы, перпендикулярно примененной к единице площади какой-либо поверхности. Атмосфера - не исключение. На нашу планету она давит при помощи воздуха, который присутствует повсеместно.

Масса окружающего нас воздуха в миллионы раз меньше земной, но этого вполне достаточно, чтобы все предметы и существа испытывали на себе его влияние. Ежедневно на нас давит около пятнадцати тонн воздуха, однако мы не можем этого почувствовать, ведь внутреннее давление человеческого тела такое же, как и атмосферное.

Низкое и высокое атмосферное давление

Как и любую физическую величину, давление можно измерить. В Международной системе единиц для этого используют паскаль (Па), в России также применяют бары и миллиметры ртутного столба.

В качестве среднего значения принят показатель при температуре ноль градусов на уровне моря на широте 45 градусов. Он обозначается как нормальное атмосферное давление и составляет 760 миллиметров ртутного столба или 101325 паскалей.

От чего зависит атмосферное давление? В первую очередь от количества воздуха на единицу площади: чем его меньше, тем ниже давление и наоборот. Оно напрямую зависит от высоты. На больших высотах воздух более разряженный, поэтому его показатель с поднятием уменьшается. На высоте 5 км его сила меньше всего в два раза, на высоте 20 км - примерно в 18 раз.

Давление склонно изменяться в разное время суток и сезоны. Важным фактором является температура. Ночью, когда температура падает, давление чуть более низкое, чем днем. На континентах высокое атмосферное давление отмечается в зимний период, низкое - в летний.

Зональность давления

Области Земного шара прогреваются неодинаково, в результате распределение давления происходит зонально. В одних местах воздух нагревается и уменьшает свое давление. Поднимаясь вверх и постепенно охлаждаясь, он перемещается на соседние участки, увеличивая давление там.

Подобное перераспределение воздушных масс хорошо заметно в экваториальном поясе, где из-за высоких температур давление всегда пониженное, а в соседних тропических поясах оно обычно повышенное. В Антарктиде и Северном полюсе постоянное высокое давление является следствием притока воздуха с умеренных широт.

Как уже говорилось выше, давлению свойственны сезонные колебания, однако эти изменения не слишком значительны. В целом показатели давления являются устойчивыми: на планете постоянно существуют зоны повышенного и пониженного давления.

Влияние высокого атмосферного давления

Ощутить силу этого явления на себе человек может, поднимаясь в горы. Многим знакомо закладывание ушей, когда преодолеваешь порой незначительные подъемы. Почувствовать его можно, нырнув глубоко под воду, кстати, максимальная глубина такого погружения без специального снаряжения составляет не больше 170 метров (хотя и это довольно рискованно).

В повседневной жизни человек также ощущает изменения давления, особенно если происходят резкие перепады. Высокое атмосферное давление сопровождается ясной погодой и сухостью, вредные вещества в воздухе чувствуются резче. В результате обостряются аллергии и проблемы с органами дыхания.

Повышение давления ярко отражается на самочувствии гипертоников. Способствуя уменьшению лейкоцитов в крови, оно может ослабить иммунитет. Поэтому в периоды повышенного давления человеку сложнее бороться с инфекциями и другими заболеваниями.

Люди различных профессий должны знать о понятии атмосферного давления: медики, летчики, ученые, полярники и другие. Оно напрямую воздействует на специфику их работы. Атмосферное давление – это величина, что помогает предсказать и спрогнозировать погоду. Если оно повышается, то это говорит о том, что погода будет солнечная, а если давление понижается, то это предвещает ухудшение погодных условий: появляется облачность и идут атмосферные осадки в виде дождя, снега, града.

Понятие и сущность атмосферного давления

Определение 1

Атмосферное давление – это сила, которая действует на поверхность. Иными словами, в каждой точке атмосферы давление равно массе вышележащего столба воздуха с основанием, которое равно единице.

Единицей измерения атмосферного давления является Паскаль (Па), который приравнивается силе в 1 Ньютон (Н), что действует на площадь в 1 м2 (1 Па = 1 Н/м2). Атмосферное давление в метрологии выражается в гектопаскалях (гПа) с точностью до 0,1 гПа. А 1 гПа, в свою очередь, равен 100 Па.

В качестве единицы измерения атмосферного давления до недавнего времени использовался миллибар (мбар) и миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.). Давление измеряется абсолютно на всех метеорологических станциях. Для того чтобы составить приземные синоптические карты, которые отражают погодные условия в данный период времени, давление на уровне станции приводят в соответствие со значениями уровня моря. Благодаря этому можно выделить области с высоким и низким атмосферным давлением (антициклоны и циклоны), а также атмосферные фронты.

Определение 2

Среднее атмосферное давление на уровне моря, которое определяется на широте 45 градусов, при температуре воздуха 0 градусов, составляет 1013,2 гПа. Данная величина принимается за стандартную, она получила название «нормальное давление».

Измерение атмосферного давления

Мы часто забываем о том, что воздух имеет вес. У поверхности Земли плотность воздуха составляет 1,29 кг/м3. Еще Галилей доказал, что воздух имеет вес. А его ученик, Эванджелиста Торричелли, смог доказать, что воздух оказывает влияние на все тела, которые расположены на земной поверхности. Это давление стали называть атмосферным.

По формуле расчета давления столба жидкости рассчитать атмосферное давление нельзя. Ведь для этого необходимо знать высоту столба жидкости и плотность. Однако у атмосферы не существует четкой границы, а с ростом высоты уменьшается плотность атмосферного воздуха. Поэтому Эванджелиста Торричелли предложил иной метод для определения и нахождения атмосферного давления.

Он взял стеклянную трубку длиной около метра, которая с одного конца была запаяна, налил в нее ртуть и опустил открытой частью в чашу с ртутью. Немного ртути вылилось в чашу, но основная часть осталась в трубке. Каждый день количество ртути в трубе незначительно колебалось. Давление ртути на определенном уровне создается при помощи веса столба ртути, поскольку в верхней части трубки воздуха над ртутью нет. Там расположен вакуум, который получил название «торричеллиева пустота».

Замечание 1

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что атмосферное давление приравнивается давлению ртутного столбца в трубке. Измерив высоту ртутного столбца, можно рассчитать давление, что производит ртуть. Оно приравнивается атмосферному. Если атмосферное давление повышается, то ртутный столбец в трубке Торричелли увеличивается, и наоборот.

Рисунок 1. Измерение атмосферного давления. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Приборы для измерения атмосферного давления

Для измерения атмосферного давления используются такие виды приборов:

• станционный барометр чашечный ртутный СР-А (для диапазона 810-1070 гПа, что характерен для равнин) или СР-Б (для диапазона 680-1070 гПа, который наблюдается на высокогорных станциях);
• барометр-анероид БАММ-1;
• барограф метеорологический М-22А.

Наиболее точными и часто используемыми являются ртутные барометры, которые применяются для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях. Они располагаются в помещениях в специально оборудованных шкафах. Доступ к ним строго ограничен в целях техники безопасности: с ними могут работать только специально подготовленные специалисты и наблюдатели.

Более распространенными являются барометры-анероиды, которые применяются для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях и на географических стационарах для маршрутных исследований. Зачастую они применяются для барометрического нивелирования.

Барограф М-22А чаще всего используется для фиксации и непрерывной регистрации каких-либо изменений атмосферного давления. Они могут быть двух типов:

• для того чтобы зарегистрировать суточное изменение давления, применяется М-22АС;
• для того чтобы зарегистрировать изменение давления в течение 7 дней, применяется М-22АН.

Устройство и принцип действия приборов

Рассмотрим для начала чашечный ртутный барометр. Данный прибор состоит из стеклянной калиброванной трубки, которая заполнена ртутью. Ее верхний конец запаян, а нижний погружается в чашу с ртутью. Чашка ртутного барометра состоит из трех частей, которые соединены резьбой. Средняя чаша внутри имеет диафрагму со специальными отверстиями. Благодаря диафрагме затрудняется колебание ртути в чаше, предотвращая тем самым попадание воздуха.

В верхней части чашечного ртутного барометра есть отверстие, сквозь которое чаша сообщается с воздухом. В некоторых случая отверстие закрывается винтом. В верхней части трубки воздуха нет, поэтому под влиянием атмосферного давления столбик ртути поднимается в колбе до определенной высоты на поверхность ртути в чаше.

Масса столба ртути приравнивается к величине атмосферного давления.

Следующим прибором является барометр. Принцип его устройства заключается в следующем: стеклянная трубка защищается металлической оправой, на которую наносится шкала измерения в паскалях или миллибарах. Верхняя часть оправы имеет продольный прорез для того, чтобы наблюдать за положением ртутного столбика. Для максимально точного отчета мениска ртути располагается кольцо с нониусом, которое перемещается вдоль шкалы при помощи винтика.

Определение 3

Шкала, которая предназначена для определения десятых долей, называется компенсированная шкала.

От загрязнения она предохраняется защитным кожухом. В средней части барометра вмонтирован термометр для того, чтобы учитывать влияние температуры окружающей среды. По его показаниям вводится температурная поправка.

С целью исключения искажений показаний ртутного барометра вводится ряд поправок:

• температурная;
• инструментальная;
• поправки на ускорение силы тяжести в зависимости от высоты над уровнем моря и широты места.

Барометр-анероид БАММ-1 используется для замеров атмосферного давления в приземных условиях. Его чувствительным элементом является блок, который состоит из трех соединенных анероидных коробок. Принцип устройства барометра-анероида основывается на деформации мембранных коробок под действием атмосферного давления и трансформацией линейных перемещений мембран при помощи передаточного механизма в угловые перемещения стрелы.

В качестве приемника выступает металлическая анероидная коробка, которая оснащена гофрированным дном и крышкой, воздух из них полностью выкачивается. Пружина оттягивает крышку коробки и предохраняет ее от сплющивания воздушным давлением.

Рисунок 2. Подтверждение существования атмосферного давления. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ