что дает атмосферное давление

Атмосферное давление

Введение

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека.

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

Методы исследования

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

II. Практическая часть:

III. Заключительная часть:

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы. Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека. Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление — это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли. Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли. Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт. ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха. Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

Дата

Температура, °С

Осадки,

Атмосферное давление, мм рт.ст.

Источник

Что такое атмосферное давление и на что оно влияет?

Все тела во Вселенной имеют свойство притягиваться друг к другу. Крупные и массивные обладают более высокой силой притяжения по сравнению с мелкими. Этот закон присущ и нашей планете. Земля притягивает к себе любые объекты, которые на ней находятся, в том числе окружающую ее газовую оболочку – атмосферу. Хотя воздух намного легче планеты, он имеет большой вес и давит на всё, что находится на земной поверхности. Таким образом возникает атмосферное давление.

Что такое атмосферное давление?

Под атмосферным давлением понимают гидростатическое давление газовой оболочки на Землю и расположенные на ней объекты. На разной высоте и в различных уголках земного шара оно имеет различные показатели, но на уровне моря стандартным принято считать 760 мм ртутного столба.

Это означает, что на квадратный сантиметр любой поверхности оказывает давление воздушный столб массой 1,033 кг. Соответственно, на квадратный метр приходится давление более чем в 10 тонн.

О существовании давления атмосферы люди узнали только в XVII столетии. В 1638 году тосканский герцог решил приукрасить свои сады во Флоренции красивыми фонтанами, но неожиданно обнаружил, что вода в построенных сооружениях не поднимается выше 10,3 метров.

Решив выяснить причину подобного явления, он обратился за помощью к итальянскому математику Торричелли, который путем опытов и анализа определил, что воздух имеет вес.

Как измеряется атмосферное давление?

Атмосферное давление – один из важнейших параметров газовой оболочки Земли. Поскольку в разных местах оно различается, для его замеров используют специальное устройство – барометр. Обычный бытовой прибор представляет собой металлическую коробку с основанием из гофры, в которой напрочь отсутствует воздух.

При росте давления эта коробка сжимается, а при снижении давления, напротив, расширяется. Вместе с движением барометра двигается прикрепленная к нему пружинка, которая оказывает влияние на стрелку на шкале.

На метеорологических станциях используют жидкостные барометры. В них давление измеряют по высоте ртутного столбика, заключенного в стеклянную трубку.

Почему его измеряют?

Поскольку атмосферное давление создается вышележащими пластами газовой оболочки, по мере повышения высоты оно изменяется. На него могут оказывать влияние как плотность воздуха, так и высота самого воздушного столба. Кроме того, давление меняется в зависимости от места на нашей планете. Это связано с тем, что разные районы Земли расположены на различных высотах над уровнем моря.

Кстати, время от времени над земной поверхностью создаются медленно передвигающиеся области повышенного или пониженного давления. В первом случае они носят название антициклоны, во втором – циклоны. В среднем показатели давления на уровне моря варьируются от 641 до 816 мм ртутного столба, хотя внутри торнадо могут опускаться до 560 мм.

Как атмосферное давление влияет на погоду?

Распределение атмосферного давления по Земле является неравномерным. Это связано с движением воздуха и его способностью создавать так называемые барические вихри.

В северном полушарии вращение воздуха по часовой стрелке приводит к образованию нисходящих воздушных потоков (антициклонов). Они приносят в конкретную местность ясную либо малооблачную погоду с полным отсутствием дождя и ветра.

Но если воздух вращается против часовой стрелки, то над землей образуются восходящие вихри. Они характерные для циклонов, с сильными осадками, шквальными ветрами, грозами. Кстати, в южном полушарии циклоны движутся по часовой стрелке, антициклоны – против нее.

Как оно влияет на человека?

На каждого человека давит воздушный столб массой от 15 до 18 тонн. В иных ситуациях такой вес мог бы раздавить всё живое, но давление внутри нашего организма равняется атмосферному. Поэтому при нормальных показателях в 760 мм ртутного столба мы не испытываем никакого дискомфорта.

Если же атмосферное давление выше или ниже нормы, некоторые люди (особенно пожилые или больные) чувствуют недомогание, головную боль, отмечают обострение хронических болезней.

Чаще всего неприятные ощущения человек испытывает на больших высотах (например, в горах), поскольку в таких районах давление воздуха ниже, чем на уровне моря.

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

Атмосферное давление

Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. Атмосферное давление измеряется барометром. Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт.ст. (Международная стандартная атмосфера — МСА, 101 325 Па ).

Содержание

История

Изменчивость и влияние на погоду

Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой.

На картах давление показывается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря.

Атмосферное давление — очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

Стандартное давление

Барическая ступень

Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется барической (барометрической) ступенью. Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например для оценки давления по известной разности высот. Из основного закона статики барическая ступень (h) равна: h=-∆z/∆p=1/gρ [м/гПа]. При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа нужно подняться на 8 метров.

С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, — вертикальный барический градиент, то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.

Приведение к уровню моря

Приведение давления к уровню моря производится на всех метеостанциях, посылающих синоптические телеграммы. Чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, на синоптические карты наносится давление, приведённое к единой эталонной отметке — уровню моря. При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа: z₂-z₁=18400(1+λt)lg(p₁/p₂). То есть, зная давление и температуру на уровне z₂ можно найти давление (p₁) на уровне моря (z₁=0).

Вычисление давления на высоте h по давлению на уровне моря P_o и температуре воздуха T:

где P_o — давление Па на уровне моря [Па]; M — молярная масса сухого воздуха 0,029 [кг/моль]; g — ускорение свободного падения 9,81 [м/с²]; R- универсальная газовая постоянная 8,31 [Дж/моль К]; T — абсолютная температура воздуха [К], T = t + 273, где t — температура в °C; h — высота [м].

Источник

Кардиолог оценила зависимость артериального давления от атмосферного

Величина артериального давления зависит от множества факторов, однако организм может приспособиться к пребыванию в различных климатических условиях. При этом атмосферное давление в самочувствии человека играет небольшую роль, рассказала «Известиям» 9 ноября врач-кардиолог «СМ-Клиника» Дарья Сергеева.

Она напомнила, что в нормальных условиях атмосферное давление составляет 760 мм.рт.ст. Проблемы со здоровьем могут возникать при резком подъеме выше 2000 м над уровнем моря, где атмосферное давление снижается до 600–650 мм.рт.ст. Это явление получило название «горная болезнь». Однако ее симптомы, среди которых одышка, головная боль и тошнота, связаны с тем, что в кровь поступает меньше кислорода.

Сергеева отметила, что «Зависимость» от атмосферного давления находится в области психологии.

«Зная, что в прогнозе погоды передают резкое падение (или подъем) атмосферного давления, человек начинает волноваться, прислушиваться к своим ощущениям, накручивать себя, и из-за этого действительно может ухудшиться самочувствие», — пояснила специалист.

Она отметила, что ученые десятилетиями изучают взаимосвязь между климатическими условиями и различными заболеваниями. Например, коллектив ученых из Будапешта пять лет исследовал взаимосвязь между различными климатическими факторами и частотой госпитализации пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Согласно наблюдениям, госпитализации росли, когда погода резко менялась (перепад более 5 градусов в течение суток), а также в осенне-зимний период, рассказала Сергеева. Однако в действительности влияют на здоровье понижение в крови уровня витамина D, сухой нагретый воздух в помещениях, снижение физической активности. Резкое вдыхание морозного воздуха при выходе на улицу также может вызвать у предрасположенных людей бронхоспазм, спазм сосудов и в итоге резкое повышение артериального давления.

Спровоцировать появление сердечно-сосудистых заболеваний может ожирение, курение, диабет, малоподвижный образ жизни, а также гипертония. Нормальным артериальным давлением для человека в любом возрасте является 135/85 и менее.

Источник