Ciśnienie atmosferyczne jest jedną z najważniejszych cech klimatycznych, które mają wpływ na warunki pogodowe i ludzi. Przyczynia się do powstawania cyklonów i antycyklonów, prowokuje rozwój chorób sercowo-naczyniowych u ludzi. Dowody na wagę powietrza sięgają XVII wieku i od tego czasu proces badania jego wibracji jest jednym z najważniejszych dla prognostów pogody.
Jaka jest atmosfera
Słowo "atmosfera" ma pochodzenie greckie, dosłownie tłumaczy się jako "para" i "piłka". To gazowa powłoka wokół planety, która obraca się wraz z nią i tworzy jedno całe kosmiczne ciało. Rozciąga się od skorupy ziemskiej, wnikając w hydrosferę, a kończy w egzosferze, stopniowo spływając w przestrzeń międzyplanetarną.
Atmosfera planety jest jej najważniejszym elementem, zapewniającym możliwość życia na Ziemi. Zawiera tlen niezbędny dla człowieka, od tego zależą wskaźniki pogodowe. Granice atmosfery są bardzo arbitralne. Ogólnie przyjmuje się, że zaczynają się w odległości około 1000 kilometrów od powierzchni ziemi inastępnie, w odległości kolejnych 300 kilometrów, płynnie przechodzą w przestrzeń międzyplanetarną. Zgodnie z teoriami, które wyznaje NASA, ta gazowa powłoka kończy się na wysokości około 100 kilometrów.
Powstał w wyniku erupcji wulkanicznych i parowania substancji w ciałach kosmicznych, które spadły na planetę. Dziś atmosfera Ziemi składa się z azotu, tlenu, argonu i innych gazów.
Historia odkrycia ciśnienia atmosferycznego
Do XVII wieku ludzkość nie myślała o tym, czy powietrze ma masę. Nie było też pojęcia, czym jest ciśnienie atmosferyczne. Kiedy jednak książę Toskanii postanowił wyposażyć słynne florenckie ogrody w fontanny, jego projekt zakończył się fiaskiem. Wysokość słupa wody nie przekraczała 10 metrów, co przeczyło wszelkim ówczesnym wyobrażeniom o prawach natury. Tu zaczyna się historia odkrycia ciśnienia atmosferycznego.
Uczennica Galileo, włoski fizyk i matematyk Evangelista Torricelli, zajął się badaniem tego zjawiska. Przy pomocy eksperymentów na cięższym pierwiastku, rtęci, kilka lat później był w stanie udowodnić obecność ciężaru w powietrzu. Najpierw stworzył próżnię w laboratorium i opracował pierwszy barometr. Torricelli wyobraził sobie szklaną rurkę wypełnioną rtęcią, w której pod wpływem ciśnienia pozostała taka ilość substancji, która wyrównałaby ciśnienie atmosfery. W przypadku rtęci wysokość kolumny wynosiła 760 mm. W przypadku wody - 10,3 metra, to jest dokładnie towysokość, do której podniosły się fontanny w ogrodach Florencji. To on odkrył dla ludzkości, czym jest ciśnienie atmosferyczne i jak wpływa na ludzkie życie. Bezpowietrzna przestrzeń w tubie została nazwana po nim „pustką Torricelli”.
Dlaczego i jak powstaje ciśnienie atmosferyczne
Jednym z kluczowych narzędzi meteorologii jest badanie ruchu i ruchu mas powietrza. Dzięki temu możesz zorientować się, w wyniku czego powstaje ciśnienie atmosferyczne. Po tym, jak udowodniono, że powietrze ma wagę, stało się jasne, że jak na każde inne ciało na planecie działa siła grawitacji. To właśnie powoduje ciśnienie, gdy atmosfera jest pod wpływem grawitacji. Ciśnienie atmosferyczne może ulegać wahaniom ze względu na różnice w masie powietrza w różnych obszarach.
Gdzie jest więcej powietrza, tam jest wyżej. W rozrzedzonej przestrzeni obserwuje się spadek ciśnienia atmosferycznego. Powodem zmiany masy powietrza jest jego temperatura. Jest ogrzewany nie promieniami Słońca, ale z powierzchni Ziemi. Po podgrzaniu powietrze staje się lżejsze i unosi się, a schłodzone masy powietrza opadają, tworząc stały, ciągły ruch mas powietrza. Każdy z tych strumieni ma inne ciśnienie atmosferyczne, co powoduje pojawienie się wiatrów na powierzchni naszej planety.
Wpływ na pogodę
Ciśnienie atmosferyczne jest jednym z kluczowych terminów w meteorologii. Pogoda na Ziemi jest kształtowana przezwpływ cyklonów i antycyklonów, które powstają pod wpływem spadków ciśnienia w gazowej powłoce planety. Antycyklony charakteryzują się wysokimi prędkościami (do 800 mm Hg i powyżej) i niską prędkością, podczas gdy cyklony to obszary o niższych prędkościach i dużej prędkości. Tornada, huragany, tornada powstają również w wyniku nagłych zmian ciśnienia atmosferycznego - wewnątrz tornada gwałtownie spada, osiągając 560 mmHg.
Ruch powietrza powoduje zmiany warunków pogodowych. Wiatry powstające pomiędzy obszarami o różnych poziomach ciśnienia wyprzedzają cyklony i antycyklony, w wyniku czego powstaje ciśnienie atmosferyczne, które tworzy określone warunki pogodowe. Ruchy te rzadko są systematyczne i bardzo trudne do przewidzenia. W obszarach, w których zderzają się wysokie i niskie ciśnienie atmosferyczne, zmieniają się warunki klimatyczne.
Wskaźniki standardowe
Średnia w idealnych warunkach wynosi 760 mmHg. Poziom ciśnienia zmienia się wraz z wysokością: na nizinach lub obszarach poniżej poziomu morza ciśnienie będzie wyższe, na wysokości, gdzie powietrze jest rozrzedzone, przeciwnie, jego wskaźniki spadają o 1 mmHg z każdym kilometrem.
Zredukowane ciśnienie atmosferyczne
Zmniejsza się wraz ze wzrostem wysokości ze względu na odległość od powierzchni Ziemi. W pierwszym przypadku proces ten tłumaczy się zmniejszeniem oddziaływania sił grawitacyjnych.
Ogrzewając się z Ziemi, gazy tworzące powietrze rozszerzają się, ich masa staje się lżejsza i wznoszą się do wyższych warstw atmosfery. Ruch następuje do momentu, gdy sąsiednie masy powietrza będą mniej gęste, wtedy powietrze rozchodzi się na boki, a ciśnienie się wyrównuje.
Tradycyjnymi obszarami o niższym ciśnieniu atmosferycznym są tropiki. Na terenach równikowych zawsze obserwuje się niskie ciśnienie. Jednak strefy o zwiększonym i obniżonym indeksie są nierównomiernie rozmieszczone na Ziemi: w tej samej szerokości geograficznej mogą występować obszary o różnych poziomach.
Wysokie ciśnienie atmosferyczne
Najwyższy poziom na Ziemi obserwuje się na biegunie południowym i północnym. Dzieje się tak dlatego, że powietrze nad zimną powierzchnią staje się zimne i gęste, zwiększa się jego masa, w związku z czym jest silniej przyciągane do powierzchni przez grawitację. Opada, a przestrzeń nad nim wypełniają cieplejsze masy powietrza, w wyniku czego powstaje ciśnienie atmosferyczne o podwyższonym poziomie.
Wpływ na osobę
Normalne wskaźniki, charakterystyczne dla obszaru zamieszkania osoby, nie powinny mieć żadnego wpływu na jej samopoczucie. Jednocześnie ciśnienie atmosferyczne i życie na Ziemi są ze sobą nierozerwalnie związane. Jego zmiana - wzrost lub spadek - może wywołać rozwój chorób sercowo-naczyniowych u osób z wysokim ciśnieniem krwi. Osoba może odczuwać ból w okolicy serca, drgawkibezprzyczynowy ból głowy, obniżona wydajność.
Dla osób cierpiących na choroby układu oddechowego antycyklony mogą stać się niebezpieczne, powodując wysokie ciśnienie krwi. Powietrze opada i staje się gęstsze, wzrasta koncentracja szkodliwych substancji.
Podczas wahań ciśnienia atmosferycznego u ludzi spada odporność, spada poziom leukocytów we krwi, dlatego nie zaleca się obciążania organizmu fizycznie ani intelektualnie w takie dni.
