Атмосферное давление — что это и от чего оно зависит, норма для человека и как реагирует организм на отклонения от нормы

Обновлено 22 июля 2022 381 Автор: Дмитрий Петров
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. В прогнозе погоды среди хорошо известных показателей (температура, осадки, влажность, скорость ветра и др.) присутствует и атмосферное давление.

Выражается оно не в привычных для нас единицах измерения (атмосфера, бар, паскаль), а в миллиметрах ртутного столба.

О том, откуда взялось это давление, как его измеряют, что за «ртутный столб» и как он влияет на здоровье человека, расскажем ниже.

Физическая сущность

Небесные тела, в том числе и Земля, притягивают к себе окружающую их материю, включая и газовую оболочку – атмосферу (если таковая имеется). Сила притяжения (его ещё называют гравитационным полем) зависит от массы тела. Земля тяжелей Луны в 80 раз, поэтому Луна является спутником Земли, а не наоборот.

Притянутый Землёй воздух давит на её поверхность, создавая таким образом атмосферное давление.

На уровне моря давление атмосферного воздуха составляет чуть больше 1 кг/см2. Подсчитано, что на человека средних размеров давит воздушный столб массой 13-15 тонн, а на ладонь – порядка 150 кг.

Но мы этого не ощущаем, так как давление внешней среды уравновешиваются давлением, создаваемым воздухом в тканях нашего тела.

Нормальное атмосферное давление

За эталон принято считать атмосферное давление на уровне моря на широте 45 градусов при температуре 0 градусов Цельсия. Оно составляет 760 мм ртутного столба и называется нормальным.

При отклонении в большую сторону давление будет повышенным, в меньшую сторону – пониженным. Если пользоваться принятой в физике международной системой измерения (СИ), то нормальному давлению будет соответствовать величина 101 325 паскалей (Па).

Там, где не нужна абсолютная точность, пользуются понятием стандартное давление, т.е. 760 мм рт. ст. = 100 000 Па.

От чего зависит уровень атмосферного давления

По регионам земного шара атмосферное давление распределяется неравномерно, поскольку зависит от ряда взаимосвязанных факторов.

1. Высота – чем выше находится точка измерения над уровнем моря, тем меньшее давление со стороны атмосферы она испытывает.
   Объясняется это уменьшением веса воздушного столба: с набором высоты он становится короче, а воздух в нём – разреженным, а значит, более лёгким.

   На высоте 5 км атмосферное давление составляет лишь половину от нормального, на 15-ти км оно меньше в 8 раз, на 20-ти км – в 18 раз.

2. Температура – по мере нагрева плотность воздуха уменьшается, а при охлаждении – увеличивается. В течение суток температура меняется несколько раз, а вместе с ней и давление:
   утром и вечером оно повышается, а после полудня и полуночи – снижается.

   На морозе воздух холоднее и плотнее, чем в жару, а следовательно, и давление в зимний период будет больше по сравнению с летним.

   Температура у поверхности земли может колебаться в пределах -600 С — +600 С, а давление «скакать» от 640 до 790 рт.ст.

3. Перемещение континентальных и морских воздушных масс (муссоны, пассаты, тайфуны, цунами и т.п.), приводящее к образованию тёплых и холодных воздушных фронтов, а также зон с пониженным или повышенным давлением (циклонов и антициклонов).
4. Географическое положение – на Земле существуют пояса, характеризующиеся стабильно высоким или низким атмосферным давлением.
   В экваториальном поясе из-за высоких температур давление всегда пониженное, а в холодных полярных широтах – повышенное. В тропиках давление выше, чем в зонах с умеренным климатом.

Атмосферное давление подвержено сезонным колебаниям, но общую картину это не меняет. Показатели давления в целом носят устойчивый характер, а зоны повышенного и пониженного давления остаются неизменными.

Климатические пояса

Между основными поясами расположены переходные климатические пояса: субэкваториальный, субтропический, субарктический, субантарктический.

В зоне пониженного атмосферного давления между 5—10° по обе стороны от экватора господствует Экваториальный климат — климат экваториальной депрессии. В Евразии отмечается уменьшение осадков по территории с запада на восток.

В Северной Америке горные хребты Кордильер являются естественной границей, отделяющей побережье с морским климатом от внутри материковых районов с континентальным климатом.

Погода, в отличие от климата — это мгновенное состояние некоторых характеристик (температура, влажность, атмосферное давление).

Климат в узком смысле — локальный климат — характеризует данную местность в силу её географического местоположения. Несовпадения с ними в конкретные периоды считаются отклонениями от этих норм.

Важнейшим элементом климата, влияющим на остальные его характеристики, в первую очередь на температуру, является лучистая энергия Солнца.

В тропосфере к ним относят пассаты, муссоны, а также переносы воздушных масс, связанные с циклонами и антициклонами. В наиболее прогреваемых местах нагретый воздух имеет меньшую плотность и поднимается вверх, таким образом образуется зона пониженного атмосферного давления. Аналогичным образом образуется зона повышенного давления в более холодных местах.

Так как чем ближе к экватору и дальше от полюсов расположена местность, тем лучше она прогревается, в нижних слоях атмосферы существует преобладающее движение воздуха от полюсов к экватору. В верхних слоях тропосферы образуется обратное движение воздушных масс: от экватора к полюсам.

Климатические пояса и типы климатов Земли:

И в районах около 30 градусов северной и южной широты движение становится направленным с запада на восток параллельно экватору. В результате попавшему в эти широты воздуху некуда деваться на такой высоте, и он опускается вниз к земле.

Здесь образуется область наиболее высокого давления. В течение года эта зона смещается от экватора в более нагретое летнее полушарие.

В результате в некоторых местах, особенно в бассейне Индийского океана, где основное направление переноса воздуха зимой — с запада на восток, летом оно заменяется противоположным.

Циклоническая деятельность связывает зону тропической циркуляции с циркуляцией в умеренных широтах и между ними происходит обмен тёплым и холодным воздухом. В результате междуширотного обмена воздухом происходит перенос тепла из низких широт в высокие и холода из высоких широт в низкие, что приводит к сохранению теплового равновесия на Земле.

В России и на территории бывшего СССР используется классификация типов климата, предложенная известным советским климатологом Б. П. Алисовым.

Морской климат господствует над океанами и распространяется на части материков, подвергающиеся воздействиям морских воздушных масс. Как правило, при мусонном климате бывает обильное осадками лето и очень сухая зима.

В мире широко распространена классификация климатов, предложенная русским учёным В. Кёппеном (1846—1940).

Пояса атмосферного давления

Классификация неоднократно усовершенствовалась, и в редакции Г. Т. Треварта(англ.)русск. Горный климат — «климатические условия в горных местностях». Аридный климат — «климат пустынь и полупустынь». Нивальный климат — «климат, где твёрдых осадков выпадает больше, чем может растаять и испариться.» В результате образуются ледники и сохраняются снежники.

В результате восточный пассатный перенос воздушных масс заменяется на западный муссонный, с которым связана основная часть выпадающих здесь осадков. На западе континентов господствует средиземноморский климат (полусухие субтропики) с летними антициклонами и зимними циклонами.

Арктический и антарктический климатические пояса

Преобладание западных ветров наиболее заметно над океанами и в Южном полушарии.

Умеренный морской климат формируется над океанами и распространяется достаточно далеко на западные области континентов благодаря преобладанию переноса воздуха с запада на восток.

Характеризуется нежарким летом и относительно тёплой зимой, неравномерным распределением осадков, в среднем 900—1200 мм в год, снежный покров неустойчивый.

Самый континентальный климат на северо-востоке Евразии — в Оймяконе (Якутия) средняя температура января — —50°С, минимальная — —70°С. В континентальных районах снега мало, на Камчатке, островах Сахалине и Хоккайдо снежный покров достаточно высокий. Аналогичный климат Южного полушария — Субантарктический климат захватывает сушу только на субантарктических островах и на Земле Грейама.

Полярный климат характеризуется круглогодичными отрицательными температурами воздуха и скудными осадками (100—200 мм в год). Господствует в зоне Северного Ледовитого океана и в Антарктиде.

В классификации Кёппена к полярному климату относятся не только зоны ледового климата, но и климат зоны распространения тундры. Он проявляется в закономерной смене всех наблюдаемых в этой местности типов погоды. Климат оказывает влияние на живую и неживую природу.

Климат формируется в результате взаимодействия многих факторов: количества солнечной радиации, поступающей на земную поверхность; циркуляции атмосферы; характера подстилающей поверхности. Такой климат называется континентальным, так как он типичен для мест, расположенных в глубине континентов.

Экваториальный климат

Теплые течения согревают атмосферу в тех районах, где они протекают. Большая роль в формировании климата принадлежит рельефу. Проявляется зависимость климата и от господствующих ветров. На территории Восточно-Европейской равнины в течение почти всего года преобладают западные ветры, приходящие с Атлантического океана, поэтому зимы на этой территории сравнительно мягкие.

Прибор для измерения атмосферного давления

Атмосферное давление измеряют приборами, называемыми барометрами. Их существует два типа: ртутные и металлические (анероиды).

Первый был изобретён в XVII веке итальянцем Э.Торичелли. Его основной элемент – заполненная ртутью стеклянная трубка, верхний конец которой запаян, а нижний (открытый) погружен в чашку со ртутью. Вес столбика ртути в трубке уравновешивается давлением атмосферного воздуха, действующим на поверхность чашки.

Если рядом с трубкой установить градуированную шкалу, можно отслеживать колебания давления по изменению высоты ртутного столбика. Ртутными барометрами пользуются на метеостанциях, так как они дают очень точные показания.

К тому же к этому прибору можно подключить самописец, который будет фиксировать колебания давления за определённый период и записывать их на бумажную ленту.

Барометр-анероид появился позже, в середине XIX века. Его сконструировал французский инженер Л.Види. Принцип действия прибора довольно прост: мембранная металлическая коробка, из которой выкачан воздух (т.е. внутри неё находится вакуум), чутко реагирует на изменение давления (при его повышении коробка сжимается, а при снижении – разжимается).

Перемещение мембраны трансформируется рычажным механизмом в круговое движение стрелки-указателя по циферблату, проградуированному согласно показаниям ртутного барометра. Этот прибор даёт некоторую погрешность, но она в большинстве случаев вполне допустима.

Тропические и субтропические пояса — ветра, осадки, температура

Тропические и субтропические пояса — богатейшие природные зоны по разнообразию растительного и животного мира. Тропический пояс – один из основных климатических поясов планеты, а субтропический – один из переходных.

Они характеризуются довольно жарким климатом, так как расположены недалеко от экватора.

Формирование тропиков и субтропиков происходит под постоянным повышенным давлением атмосферы, что приводит к установлению малой облачности и самыми жаркими по сравнению с остальными поясами температурами.

Тропический пояс

Тропический пояс по своему климату разделяет входящие в него природные зоны на сухие и влажные. Отличительным признаком обоих подзон считают постоянные сильные сухие ветра-пассаты, дующие вдоль экватора.

Сухие тропики обладают достаточно жарким сухим климатом. Средняя температура самых теплых месяцев достигает+30 — +35 градусов, а самых холодных никогда не опускается ниже +10 градусов. Высокое атмосферное давление привело к тому, что на территории этой природной зоны крайне низкая облачность, осадков выпадает мало, до 200 мм в год.

Влажные участки тропиков отличаются выпадением большого объема осадков, достигающих до 7000 мм в год. Климат там такой же жаркий, как и в сухих.

Субтропический пояс

Субтропический пояс располагается сразу после тропического. Эту зону ученые разделяют в зависимости от количества выпавших осадков на влажные и полу влажные. Летом средняя температура субтропического пояса достигает 20-25 градусов тепла, а зимой – не ниже 5 градусов тепла.

Природные зоны субтропического пояса встречаются на многих материках нашей планеты. Это обусловило большое количество типов климата этой природной зоны. Пожалуй, именно субтропический пояс может похвастаться разнообразием этих условий. По типу климата описываемая зона подразделяется:

• Средиземноморский климат с характерным ему зимним обильным увлажнением;
• Континентальный климат с довольно скудным увлажнением;
• Муссонный климат с обильным увлажнением в летний период

Природные зоны

Тропический пояс привычно делится на следующие природные зоны начиная с востока на запад:

• Зона влажных тропических лесов;
• Зона редколесий;
• Зона сухих лесов и жарких саванн;
• Зона тропических полупустынь и пустынь.

Как правило, человек мало заселил все зоны, за исключением некоторых районов восточных участков.

Растительный мир

Тропический пояс благодаря своему выгодному расположению могут похвастаться богатым растительным миром. Именно в этой природной зоне произрастает более 75% всех существующих на Земле представителей флоры.

Болотистые леса

В болотах тропического леса происходит сильное обеднение почвы кислородом, из-за чего видовой состав растений здесь скудный. У всех представителей флоры имеется внешняя корневая система, позволяющая получать достаточно кислорода. Обычно такой тип влажного леса образуется в заболоченных низинах и характеризуется незначительным разнообразием видов.

Мангры

Мангровые леса растут в прибрежных районах либо в областях с умеренным климатическим поясом, обязательным условием каждого является доступ к теплым течениям. Здесь можно увидеть, словно по уровням, растения:

• Ризофоры;
• Авиценнии;
• Бругьерыи конокарпусы;
• Цериопсы;
• Эгицерас;
• На границе с лесом — пальмы нипа.

Кроны деревьев мангрового леса располагаются очень плотно, поэтому свет через них практически не проходит на нижние ярусы. Практически всю подстилку леса занимают ходульные корни, затрудняющие продвижение.

Горные леса

Такие леса растут на высоте более километра. Из-за обильных осадков здесь достаточно сильно конденсируется туман. Лес образован двумя плохо сформированными ярусами:

• Верхний – древесный. Представлен древовидными папоротниками, магнолиями, камелиями, вечнозелеными дубами-гигантами, рододендронами.
• Нижний ярус- травяной. Представлен мхами и лишайниками, папоротниками, подростом деревьев и травами.
• Существует и внеярусная растительность: лианы и мхи-эпифиты.

Сезонные леса

Сезонные леса получают меньше осадков в определенные месяцы. По сбрасываемой в засуху листве леса делят на:

• Вечнозеленые леса (например, эвкалиптовые);
• Полувечнозеленые (верхний ярус сбрасывает листву, а нижний – нет);
• Разреженные представлены одним видом.

По расположению в климатическом поясе:

• Муссонные: лавр, сахарный тростник, однолетние травы, лианы и эпифиты;
• Саванновые: пальмы, бутыльные деревья, кактусы, молочаи и травы;
• Колючие ксерофильные:бобовые (акация и мимозовые), тонкие лианы и травянистые злаки;

Норма атмосферного давления для Санкт-Петербурга, Москвы

Для человека комфортным считается атмосферное давление, находящееся в диапазоне 750-765 мм рт.ст., то есть в районе нормы.

Однако следует иметь в виду, что это не строгие рамки. Люди со временем адаптируются к местным географическим и климатическим условиям, поэтому для жителей горных районов нормой может быть и более низкий показатель.

На метеорологических картах России проведены линии-изобары, которые условно разделяют территорию на зоны с примерно равным атмосферным давлением.

В нижеприведённой таблице в качестве примера приведены данные о нормальном атмосферном давлении и его допустимом отклонении от нормы для некоторых городов.

Как видим, самое высокое среднегодовое давление – в Санкт-Петербурге. Это и понятно: центральная часть города находится на отметке всего лишь 1-5 м над уровнем моря.

Тропический климатический пояс

Тропический климатический пояс охватывает земной шар в пределах от 20-ой до 30-ой параллелей в северном и южном полушариях.

На этих территориях в течение всего года обычно царит ясная погода, а температура воздуха зависит от того, насколько высоко Солнце поднимается над горизонтом. Летом воздух прогревается до +30°С.

Хотя иногда она может подниматься и до +45-50°С. Зимой воздух сильно охлаждается, нередко до отрицательных показаний на термометре.

Температура воздуха может сильно меняться в течение суток, когда знойная жара днем сменяется вечерней прохладой и сильным похолоданием ночью. В тропиках выпадает мало осадков — не более 50-150 мм в год. Большая часть из них приходится на зимние месяцы. Эти широты очень подвержены влиянию пассатов.

Виды климата в тропических широтах

Тропический климат принято делить на две категории, в зависимости от близости территории к океану.

Материковый: В глуби континентов климат в тропических широтах жаркий и засушливый, с большим перепадом температур. Здесь распространена область повышенного давления атмосферы. Погода по большей части стоит ясная, безоблачная. А резкие перепады температур порождают сильные ветры и пыльные бури.

Существенно различаются области распространения материкового тропического климата в западных и восточных областях. Западные берега Южной Америки, Австралии и Африки омывают преимущественно холодные течения, поэтому в тропических широтах климат в этих районах прохладнее, воздух редко прогревается больше, чем на 20-25°С.

Восточные побережья материков находятся во власти теплых течений, поэтому температуры здесь выше, а осадков больше.

Океанический: В прибрежных районах и над океанами формируется более мягкий климат, с обилием осадков, теплым летом и мягкой зимой. Этот вид климата очень похож на экваториальный, но отличается меньшей облачностью и сильными ветрами. Осадки выпадают преимущественно в летние месяцы.

Температурные значения

(усредненные, приблизительные для тропического климатического пояса)

~ июль +25 °С,

~ январь +15 °С +20 °С.

Природные зоны тропического климатического пояса

В тропиках господствуют три природные зоны: леса, полупустыни и пустыни.

Тропические влажные леса — эта природная зона охватывает восточные побережья материков. Такие леса распространены в Индокитае, на Мадагаскаре, в Вест-Индии, во Флориде, в Австралии, на островах Океании и на побережье Гвинейского залива.

В этих лесах богато представлен мир флоры и фауны, большое количество эндемиков.

Переменно-влажные или сезонные тропические леса распространены к северу и югу от влажнотропических. От последних отличаются тем, что в них меньше лиан и папоротников, а деревья на зиму сбрасывают листья.

Тропические полупустыни занимают огромные территории, особенно в Африке, к югу от Сахары. В Южной Америке встречаются на севере Атакамы и Бразилии, есть эта природная зона также в Азии и Австралии.

Лето здесь продолжительно и жаркое, температура нередко поднимается до +30°С, зимой не холодно, так как температура не опускается ниже +10°С. За счет большой испаряемости осадков выпадает больше, но в зимние месяцы.

Грунтовые воды залегают очень глубоко и нередко бывают солеными.

Тропические пустыни охватывают большую часть материков и западных побережий территорий тропиков.

Они находятся во власти высокого давления атмосферы, осадков выпадает мало, а воздух здесь настолько горячий, что дождь нередко испаряется еще не достигнув земли.

В тропических пустынях очень высокий уровень солнечной радиации, господствуют сильные ветры. Из растений произрастают только те, которые способны выжить в условиях экстремально высоких температур и засухи.

Тропические пустыни чаще встречаются в Африке. Самые большие из них — Сахара и Намиб.

Страны тропического климатического пояса

(Карта климатических поясов Земли, нажмите на изображение для увеличения)

В Европе и в Антарктиде тропический пояс не представлен. Зато в Африке он встречается дважды: и северный, и южный.

Африка: с севера — Алжир, Мавритания, Ливия, Египет, Чад, Мали, Судан, Нигер. Южный тропический пояс в Африке охватывает Анголу, Намибию, Ботсвану и Замбию.

Азия: Йемен, Саудовская Аравия, Оман, Индия.

Северная Америка: Мексика, западные регионы Кубы

Южная Америка: Боливия, Перу, Парагвай, север Чили, Бразилия.

Австралия — центральная область.

Источник: https://xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai/%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D0%BF%D0%BE%D1%8F%D1%81.html