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
Обуславливается весом воздуха. 1 м³ воздуха весит 1,033 кг. На каждый метр поверхности земли приходится давление воздуха силой 10033 кг. Под этим подразумевается столб воздуха высотой от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Если сравнить его со столбом воды, то диаметр последнего имел бы высоту всего 10 метров. То есть, атмосферное давление создается собственной массой воздуха. Величина атмосферного давления на единицу площади соответствует массе воздушного столба, находящегося над нею. В результате увеличения воздуха в этом столбе происходит рост давления, а при уменьшении воздуха - падение. Нормальным атмосферным давлением считается давление воздуха при t 0°С на уровне моря на широте 45°. В этом случае атмосфера давит с силой 1,033 кг на каждый 1 см² площади земли. Масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой взаимосвязи и измеряется атмосферное давление. Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба или миллибарах(мб), а так же в гектопаскалях. 1мб = 0,75 мм рт.ст., 1 гПа = 1 мм.
Измерение атмосферного давления.
измеряется с помощью барометров. Они бывают двух типов.
1. Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, которая запаяна сверху, а открытым концом погружена в металлическую чашу с ртутью. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. На ртуть действует давление воздуха, которое своим весом уравновешивает столбик ртути в стеклянной трубке. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.
2. Металлический барометр или анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, которая герметично закрыта. Внутри этой коробки находится разреженный воздух. Изменение давления заставляет колебаться стенки коробки, вдавливаясь или выпячиваясь. Эти колебания системой рычагов заставляют стрелку перемещаться по шкале с делениями.
Самопишущие барометры или барографы предназначены для записи изменений атмосферного давления . Перо улавливает колебание стенок анероидной коробки и чертит линию на ленте барабана, который вращается вокруг своей оси.
Каким бывает атмосферное давление.
Атмосферное давление на земном шаре изменяется в широких пределах. Его минимальная величина - 641,3 мм рт.ст или 854 мб была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане "Ненси", а максимальная - 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб в Туруханске зимой.
Давление воздуха на земную поверхность изменяется с высотой. Среднее значение атмосферного давления над уровнем моря - 1013 мб или 760 мм рт.ст. Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление, так как воздух становится все более разреженным. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно снижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб на каждые 8 метров. На высоте 5 км оно меньше в 2 раза, 15 км - в 8 раз, 20 км - в 18 раз.
В связи с перемещением воздуха, изменением температуры, сменой времени года атмосферное давление постоянно меняется. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня. В течение года из-за холодного и уплотненного воздуха зимой атмосферное давление имеет максимальную величину, а летом - минимальную.
Постоянно меняется и распределяется по поверхности земли зонально. Это происходит из-за неравномерного прогревания Солнцем земной поверхности. На изменение давления влияет перемещение воздуха. Там, где воздуха становится больше, давление высокое, а там, откуда воздух уходит - низкое. Воздух, прогревшись от поверхности, поднимается вверх и давление на поверхность понижается. На высоте воздух начинает охлаждаться, уплотняется и опускается на близлежащие холодные участки. Там возрастает атмосферное давление. Следовательно, изменение давления обуславливается перемещением воздуха в результате его нагревания и охлаждения от земной поверхности.
Атмосферное давление в экваториальной зоне постоянно понижено, а в тропических широтах - повышено. Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков. В Арктике и Антарктике поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В свою очередь в умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления. Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления - пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных. Они могут немного смещаться в зависимости от времени года вслед за Солнцем в сторону летнего полушария.
Полярные пояса высокого давления существуют весь год, однако, летом они сокращаются, а зимой, наоборот, расширяются. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах. В северном полушарии все происходит по-другому. В умеренных широтах северного полушария давление над материками сильно повышается и поле низкого давления как бы "разрывается": сохраняется оно только над океанами в виде замкнутых областей пониженного атмосферного давления - Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, где заметно повысилось давление, образуются зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом поле пониженного давления в умеренных широтах северного полушария восстанавливается. При этом над Азией формируется обширная область пониженного давления. Это - Азиатский минимум.
В поясе повышенного атмосферного давления - тропиках - материки нагреваются сильнее океанов и давление над ними ниже. Из-за этого над океанами выделяют субтропические максимумы:
- Северо-Атлантический (Азорский);
- Южно-Атлантический;
- Южно-Тихоокеанский;
- Индийский.
Несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, пояса пониженного и повышенного атмосферного давления Земли - образования довольно устойчивые.
Атмосферное давление - это сила, с которой воздушный столб давит на единицу поверхности предметов и земли. Сколько килограмм воздействует на 1 квадратный сантиметр? Нормальное атмосферное давление воздействует на 1 сантиметр квадратный человеческого тела, как вес, равный 1,033 килограмма. Но люди не ощущают этого воздействия, так как вся жидкость, которая находится в тканях организма, имеет в своем составе растворенный воздух, который и уравновешивает воздействие атмосферы.
Как определить
Каждый из нас слышал о таком приборе, как барометр. Благодаря ему можно следить за изменением атмосферного давления, а так же за тем, как наш организм на него реагирует. Известно, что оно постоянно меняется, и чем выше над поверхностью земли мы поднимаемся, тем ниже давление там будет. И, соответственно, наоборот - чем глубже под землю мы спускаемся, тем выше там давление.
Влияние атмосферного давления на человека
Изменение атмосферного давления приводит к изменению количества осадков, силы и направления ветра, колебаниям температуры воздуха. К примеру, при резком снижении давления следует ждать бурь, сильных гроз и штормового ветра. Получается, что атмосферное давление приводит к смене погоды, что, в свою очередь, влияет на наше здоровье и общее состояние. Обычно колебание атмосферного давления в течение года находится в пределах от 20 до 30 мм, а в течение суток - 4-5 мм. Люди с крепким здоровьем переносят такие колебания легко. А вот те, кто имеет какие-либо заболевания, могут остро реагировать даже на незначительное изменение давления воздуха. К примеру, при снижении атмосферного давления гипертоники могут получить приступ стенокардии, а больные ревматизмом - боль в суставах, которые поражены недугом. У людей с нестабильной психикой может появиться ничем не обоснованное чувство страха и беспокойства, резкая смена настроения и нарушение сна.
Кто подвержен метеочувствительности
Будет ли смена атмосферного давления влиять на организм человека, полностью зависит от его общего состояния, наличия тех или иных заболеваний, способности конкретного организма к акклиматизации. Чаще всего метеочувствительностью страдают те люди, которые мало бывают на свежем воздухе, заняты умственным трудом и ведут сидячий образ жизни. Поэтому, прежде всего, им нужно менять свой образ жизни. Здоровые люди, ведущие активный образ жизни, перепадов давления не чувствуют, однако это не значит, что оно на них не действует. Это нужно учитывать, к примеру, водителям автотранспорта, потому что при резкой смене метеоусловий у человека может наблюдаться снижение концентрации внимания. Что может привести к негативным последствиям. Переутомление или любое заболевание заметно снижают резервы нашего организма, поэтому у 40-75 % больных имеется метеочувствительность.
Что представляет собой нормальное атмосферное давление
Нормальное атмосферное давление для нашего организма - 760 миллиметров ртутного столба. Но если говорить о России, то здесь нормальное атмосферное давление, скорее, редкость. И всему виной рельеф. К примеру, на высоте 1 тысяча метров над уровнем моря атмосферное давление уже имеет пониженное значение (около 734 миллиметров ртутного столба). Поэтому люди, которые с большой скоростью поднимаются вверх, могут даже потерять сознание из-за резких перепадов давления. В одном и том же месте в течение суток давление хоть и не значительно, но тоже меняется. Как правило, ночью температура воздуха снижается, и давление повышается. И это абсолютно нормально. Люди же таких колебаний не чувствуют, поскольку они находятся в пределах 1-2 миллиметров ртутного столба. Закономерным можно назвать также то, что в районе полюсов амплитуда изменения атмосферного давления больше, поэтому его перепады более ощутимы.
Какое значение атмосферного давления можно назвать нормальным для человека
Люди могут приспосабливаться абсолютно ко всему. Следовательно, если вы живете в области с пониженным давлением, не нужно паниковать. По мнению врачей, любое давление можно назвать нормальным, если оно не оказывает явного губительного влияния на наш организм. Все дело в адаптации. Часто можно услышать мнение, что нормальное атмосферное давление - значения 750-765 миллиметров ртутного столба, и это справедливо в бытовых условиях.
К чему может привести резкое изменение давления
Если атмосферное давление резко меняется в течение 2-3-х часов в пределах нескольких миллиметров, то люди могут чувствовать проблемы с работой сердца. Особенно актуально это для людей, которые страдают артериальной гипертензией. Они могут чувствовать слабость, тошноту, головокружение и головную боль. Поэтому людям, которые страдают метеозависимостью, рекомендуют пользоваться тонометрами для наблюдения за своим давлением. Если при смене давления вы каждый раз чувствуете головные боли, боль в груди, регулярное повышение артериального давления, то советуем вам обратиться за консультацией к специалисту, так как подобное состояние требует тщательного изучения.
Как себе помочь при смене атмосферного давления
Известно, что наш организм намного хуже реагирует не на конкретные значения (слишком низкие или слишком высокие) атмосферного давления, а на его резкую смену. При этом метеочувствительные люди, как правило, испытывают неприятные ощущения.
Как наш организм реагирует на повышенное атмосферное давление
- Очень часто наблюдается снижение показателей артериального давления.
- Уменьшается количество лейкоцитов крови.
- Снижается электрическое сопротивление кожных покровов.
Что советуют делать специалисты при повышенном атмосферном давлении?
- Нужно обеспечить себе полноценный отдых, снизить нагрузку.
- Стараться недолго быть на открытом воздухе.
- Избегать тяжелой пищи, острых приправ и алкоголя.
- Питаться нужно дробно, небольшими порциями.
- Если чувствуете излишнюю нервозность, или у вас появилась бессонница - воспользуйтесь успокоительными отварами или каплями.
- Следите за состоянием здоровья, особенно если у вас имеются любые заболевания, связанные с сердечно-сосудистой системой.
Как наш организм реагирует на пониженное атмосферное давление
- Появляется чувство нехватки кислорода.
- Возникают слабость и головокружение.
- Появляется одышка.
- Увеличивается число лейкоцитов крови.
- Возможны нарушения в работе сердечно-сосудистой системы.
- Возможен дискомфорт в области желудка или кишечника.
Что советуют делать специалисты при пониженном атмосферном давлении?
- Нужно снизить нагрузку на организм, больше отдыхать.
- Увеличьте в своем рационе продукты, богатые витамином Е и калием (орехи, сухофрукты, семечки, курага, бананы, морковь, свекла, петрушка, сельдерей).
- Принимайте контрастный душ, делайте легкую зарядку, пейте травяные чаи.
- Проводите как можно больше времени на свежем воздухе.
Считается, что повышенной метеочувствительностью страдает почти половина женщин, которые проживают в развитых странах. Количество же метеочувствительных мужчин меньше - примерно одна треть. Метеозависимые люди чаще всего подвержены болезням сердца и сосудов, легких, а также эндокринным заболеваниям. Если вы тоже относитесь к метеозависимым, то не нужно отчаиваться. Обратитесь к специалисту, и он поможет подобрать вам препараты, которые сведут к минимуму реакцию вашего организма на смену атмосферного давления.
Атмосферное давление действует на все живые организмы. Из статьи вы узнаете норму атмосферного давления, и как изменения уровня влияют на человека.
Норма для человека
В медицине считается, что норма атмосферного давления для среднестатистического человека составляет 750-760 мм рт. ст.
Разброс в 10 единиц измерения между показателями считается допустимым, поскольку параметры давления отличаются в местах с различным рельефом. Так для жителей высокогорного региона комфортным будет одно давление, а для жителей равнины – другое. При этом быстрое перемещение человека с одного региона в другой может вызвать у него неприятные ощущения из-за перепада атмосферного давления.
Разбирая данные о нормальных показателях давления атмосферы, можно судить о том, что на 1 см² площади атмосфера давит с силой равной давлению ртутного столба, имеющего высоту в 750-760 мм. При нормальных показателях давления человеческий организм чувствует себя комфортно. Связано это с тем, что тело в течение долгих лет существования человека как вида развилось равновесие между давлением воздуха и его газов, растворенных в тканевой жидкости.
Внимание! Несмотря на четко установленные параметры комфортного атмосферного давления, разные люди, даже с одного региона, способны по-разному переносить влияние давления воздуха. Связано это с различной способностью человеческого организма к адаптации к постоянно меняющимся условиям внешней среды. Поэтому общепризнанные показатели нормального атмосферного давления нужно считать усредненными .
Измерение показателей атмосферного давления в мм рт. ст. (миллиметрах ртутного столба) проводится по причине общепринятой системы, связанной с историческим фактором. Мм рт. ст. не является стандартной единицей измерения атмосферного давления. В международной системе стандартов измерения (СИ) единицей определения давления атмосферы является паскаль (Па). Согласно правилам измерения по СИ нормальным признано считать атмосферное давление в 100 кПа (килопаскаль). Давление в 750-760 мм рт. ст. равно 99,95-101,32 кПа.
Также величину давления воздуха измеряют в мм вод. ст. (миллиметрах водяного столба). Согласно такому измерению в норме атмосферное давление будет равняться 10196,3-10332,2 мм вод. ст. Однако такие единицы измерения редко используются на практике в странах постсоветского пространства. Измерение атмосферного давления в показателях водяного столба, в основном, используется в странах Американского континента.
Влияние на организм
Нормальные показатели атмосферного давления наблюдаются редко, еще реже они удерживаются в течение длительного времени. Нестабильность погоды, направление воздушных масс, особенности рельефа местности, влияние производства (особенно в промышленных городах) приводят к тому, что атмосферное давление постоянно меняется, общепризнанные нормальные показатели быстро меняются на дискомфортные. В связи с этим организму приходится постоянно подстраиваться под них, адаптироваться. Однако способны к этому не все. Тяжело дается адаптация к изменениям давления атмосферного воздуха лицам, страдающим от ряда заболеваний (особенно в хронической форме). Рассмотрим влияние разного давления атмосферы на человеческий организм по группам.
Влияние повышенного атмосферного давления
При образовании высокого атмосферного давления улучшается погода, небо становится ясным, воздух теплеет, становится сухим, отсутствуют скачки влажности. Организм здорового человека легко подстраивается под такие параметры, при этом не чувствуется дискомфорта или болевых ощущений. Отмечается подъем настроения, повышается работоспособность, запас сил, улучшается настроение, ощущается прилив энергии.
У гипертоников, чье кровяное давление и так повышенное, сочетание давления атмосферы и крови приводит к ухудшению состояния. Такие люди отмечают жалобы на:
снижение трудоспособности;
постоянную слабость;
появление головной боли;
боли в сердце;
учащенное сердцебиение (тахикардию);
шум или звон в ушах;
потливость;
покраснение лица;
появление пятен, мушек перед глазами, помутнение;
возможно носовое кровотечение
Негативное влияние на человека повышенного атмосферного давления ярко проявляется у больных с заболеваниями иммунной системы или страдающими от хронических заболеваний, в т. ч. инфекционной природы. Подъем давления приводит к снижению популяции определенных иммунных клеток, что облегчает условия для жизнедеятельности инфекций, усиливает процессы патологического обмена веществ. У аллергиков же, в ответ на повышение атмосферного давления отмечается прогрессирование патологического состояния.
У лиц, страдающих от гипотонии (сниженного артериального давления), наоборот, при высоком атмосферном давлении отмечается улучшение состояния, исчезновение патологической симптоматики, улучшается настроение, возрастает запас сил, они чувствуют себя комфортно. Аналогичная картина наблюдается у больных заболеваниями суставов, дыхательной системы (вне крупного города), пищеварительного тракта, нервной системы (особенно у лиц, склонных к депрессивным состояниям, страдающим от биполярного расстройства личности, шизофрении).
Внимание! В связи с загрязнением атмосферы крупных городов у лиц, страдающих от заболеваний дыхательной системы, при повышении атмосферного давления наблюдается ухудшение состояния. Поэтому им не рекомендовано находится на улице в течение длительного времени даже при хорошей погоде.
Влияние пониженного давления атмосферы
Влияние низкого атмосферного давления первыми ощущают больные, страдающие от заболеваний сердечно-сосудистой системы, лица с глаукомой и страдающие от скачков внутричерепного давления. Страдающие от глаукомы отмечают боли в глазу, нарушение зрения (помутнение в глазах, не могут разглядеть предметы вдали, наблюдается дискомфорт в глазу и за ним и др.), слабость и головные боли. Люди, страдающие от перепадов внутричерепного давления, будут предъявлять жалобы на шум в голове и ушах, головные боли разной выраженности (вплоть до нестерпимых), потерю работоспособности, нарушения сна и т. д.
У гипотоников, для которых оптимальным является повышенное давление атмосферы, будет отмечаться значительное ухудшение состояния (слабость, шум в голове и ушах, сонливость, головокружение, боли в голове и области сердца, постоянное чувство нехватки воздуха, одышка, возможно появление кашля и появления болей в животе.). Состояние же гипертоников, наоборот, будет улучшаться. Люди, страдающие от мигрени, при пониженном атмосферном давлении будут отмечать появление болевых приступов, их усиление и увеличение длительности. Такие лица хорошо чувствуют себя при повышенном атмосферном давлении.
На пациентов с заболеваниями суставов пониженное атмосферное давление влияет как пусковой рычаг для обострения патологических процессов. Такой человек будет отмечать стабильное ухудшение состояния, усиление симптоматики (появление болей, нарушение функций суставов). Аналогичная картина будет наблюдаться у больных с заболеваниями дыхательной системы, органов пищеварительной системы. На больных с заболеваниями мочевыделительной системы низкое давление воздуха также влияет неблагоприятно (усиливается патологическая симптоматика).
Состояние пациентов с психическими заболеваниями часто зависит от градусов за окном и погоды. Ухудшение погоды (наблюдается при падении атмосферного давления) негативно действует на состояние психики. У больных с подобными заболеваниями отмечается ухудшение состояния, обострение патологических симптомов. Положительно влияет низкое давление на состояние иммунной системы – усиливается синтез клеток и биологически активных веществ.
Важно! Подробнее узнать о том, какое давление считают нормой можно у своего врача, также, при необходимости, он назначит лечение.
Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли (общая масса атмосферы равна 5,2*10 21 г, а 1 м 3 воздуха у земной поверхности весит 1,033 кг), эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.
На каждого из нас давит столб воздуха в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному.
Таким образом, внутреннее и внешнее давление уравновешиваются.
Барометр
Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Для его определения пользуются специальным прибором — барометром (от греч. baros — тяжесть, вес и metreo — измеряю). Существуют ртутные и безжидкостные барометры.
Безжидкостные барометры получили название барометры-анероиды (от греч. а — отрицательная частица, nerys — вода, т. е. действующий без помощи жидкости) (рис. 1).
Рис. 1. Барометр-анероид: 1 — металлическая коробочка; 2 — пружина; 3 — передаточный механизм; 4 — стрелка-указатель; 5 — шкала
Нормальное атмосферное давление
За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм.
Опыт Торричелли
Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) — учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея.
Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты (рис. 2).
Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря — 760 мм рт. ст.
Рис. 2. Опыт Торричелли
1 Па = 10 -5 бар; 1 бар = 0,98 атм.
Повышенное и пониженное атмосферное давление
Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше - пониженным.
Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.
Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.
На земном шаре выделяются три пояса с преобладанием низкого атмосферного давления (минимумы) и четыре пояса с преобладанием высокого (максимумы).
В экваториальных широтах поверхность Земли сильно прогревается. Нагретый воздух расширяется, становится легче и поэтому поднимается вверх. В результате у земной поверхности близ экватора устанавливается низкое атмосферное давление.
У полюсов под воздействием низкой температуры воздух становится более тяжелым и опускается. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°.
В высоких слоях атмосферы, наоборот, над жаркими областями давление высокое (хотя и ниже, чем у поверхности Земли), а над холодными — низкое.
Общая схема распределения атмосферного давления такова (рис. 3): вдоль экватора расположен пояс низкого давления; на 30-40° широты обоих полушарий — пояса высокого давления; 60-70° широты — зоны низкого давления; в приполярных районах — области высокого давления.
В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, наоборот, образуются зимние максимумы: Азиатский и Северо-Американский.
Рис. 3. Общая схема распределения атмосферного давления
Летом в умеренных широтах Северного полушария пояс пониженного атмосферного давления восстанавливается. Огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум — формируется над Азией.
В тропических широтах материки всегда нагреты сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Таким образом, над океанами в течение всего года существуют максимумы: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский.
Линии, которые на климатической карте соединяют пункты с одинаковым атмосферным давлением, называются изобарами (от греч. isos — равный и baros — тяжесть, вес).
Чем ближе изобары друг к другу, тем быстрее изменяется атмосферное давлении на расстоянии. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом .
На образование поясов атмосферного давления у земной поверхности влияют неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В зависимости от времени года оба полушария Земли нагреваются Солнцем по-разному. Это обусловливает некоторое перемещение поясов атмосферного давления: летом — к северу, зимой — к югу.
