О том, что такое атмосферное давление, нам рассказывают в школе на уроках природоведения и географии. Мы знакомимся с этой информацией и благополучно выбрасываем ее из головы, справедливо полагая, что никогда не сможем ею воспользоваться.
Но спустя годы стресс и экологическая обстановка окружающей среды окажут на нас достаточное воздействие. А понятие «геозависимость» больше не будет казаться ерундой, т. к. скачки давления и головная боль начнут отравлять жизнь. В этот момент придется вспомнить, какова в Москве например, чтобы приспосабливаться к новым условиям. И жить дальше.
Школьные азы
Атмосфера, которой окружена наша планета, к сожалению, в буквальном смысле слова давит на все живое и неживое. Для определения этого явления существует термин - атмосферное давление. Это сила воздействия воздушного столба на площадь. В системе СИ мы говорим о килограммах на 1 квадратный сантиметр. Нормальное атмосферное давление (для Москвы уже давно известны оптимальные показатели) воздействует на человеческий организм с такой же силой, как и гиря весом 1,033 кг. Но большинство из нас не замечает этого. В жидкостях организма растворено достаточно газов, чтобы нейтрализовать все неприятные ощущения.
Нормы атмосферного давления в разных регионах различны. Но в качестве идеального рассматривается 760 мм рт. ст. Эксперименты со ртутью оказались самыми показательными в то время, когда ученые доказывали, что воздух имеет вес. Ртутные барометры - наиболее распространенные приборы для определения давления. Следует еще помнить, что идеальные условия, для которых актуальны названные 760 мм рт. ст., - это температура 0 °С и 45-я параллель.
В международной системе единиц принято определять давление в Паскалях. Но для нас привычнее и понятнее использование колебаний ртутного столба.
Особенности рельефа
Безусловно, на значение атмосферного давления влияет множество факторов. Наиболее существенными оказываются рельеф и приближенность к магнитным полюсам планеты. Норма атмосферного давления в Москве принципиально отличается от показателей того же Санкт-Петербурга; а уж для жителей какого-нибудь отдаленного аула в горах эта цифра может показаться вообще аномальной. Уже на уровне 1 км над уровнем моря Оно соответствует 734 мм рт. ст.
Как уже отмечалось, в районе земных полюсов амплитуда изменения давления значительно выше, чем в экваториальной зоне. Даже в течение суток атмосферное давление несколько меняется. Незначительно, правда, всего лишь на 1-2 мм. Это связано с перепадом дневных и ночных температур. Ночью обычно прохладнее, а значит, давление выше.
Давление и человек
Для человека, в сущности, не имеет значения, какое атмосферное давление: нормальное, пониженное и повышенное. Это весьма условные определения. Людям свойственно ко всему привыкать и приспосабливаться. Гораздо важнее динамика и величина изменений атмосферного давления. На территории стран СНГ, в частности в России, довольно много зон Зачастую местные жители и не знают об этом.
Норма атмосферного давления в Москве, например, вполне может рассматриваться как непостоянная величина. Ведь каждый небоскреб - своего рода гора, и чем выше и быстрее подниматься вверх (спускаться вниз), тем заметнее будет перепад. Некоторые люди вполне могут потерять сознание, прокатившись на скоростном лифте.
Адаптация
Врачи практически единогласно сходятся во мнении, что вопрос «какое атмосферное давление считается нормальным» (Москва это или любой населенный пункт планеты - не суть важно) некорректен сам по себе. Наш организм отлично приспосабливается к жизни выше или ниже уровня моря. И если давление не оказывает на человека губительного воздействия, его можно считать нормальным для данной местности. Медики утверждают, что норма атмосферного давления в Москве и других крупных городах находится в диапазоне от 750 до 765 мм рт. столба.
Совершенно другое дело - перепад давления. Если в течение нескольких часов оно поднимается (падает) на 5-6 мм, люди начинают испытывать дискомфорт и болезненные ощущения. Особенно опасно это для сердца. Его биение учащается, а изменение частоты вдохов приводит к смене ритма поставки кислорода в организм. Самые распространенные недомогания в такой ситуации - слабость, т. п.
Метеозависимость
Нормальное атмосферное давление для Москвы может показаться кошмаром приезжему с Севера или с Урала. Ведь в каждом регионе своя норма и, соответственно, свое понимание стабильного состояния организма. И поскольку в жизни мы не концентрируемся на точных показателях давления, синоптики всегда акцентируют внимание на том, какое это давление для заданного региона - повышенное или пониженное.
Ведь не каждый человек может похвастаться тем, что не замечает соответствующих изменений. Тот, кто не может назвать себя счастливчиком в этом вопросе, должен систематизировать свои ощущения во время перепадов давления и найти приемлемые меры борьбы. Зачастую достаточно чашки крепкого кофе или чая, но иногда необходима и более серьезная помощь в виде лекарств.
Давление в мегаполисе
Наиболее метеозависимыми оказываются жители мегаполисов. Именно здесь человек испытывает больше стрессов, проживает жизнь в высоком темпе и испытывает на себе ухудшение экологии. Поэтому знать, какая норма атмосферного давления для Москвы - жизненно необходимо.
Столица РФ расположена на Среднерусской возвышенности, а это значит, что здесь априори зона пониженного давления. Почему? Все очень просто: чем выше над уровнем моря, тем меньше атмосферное давление. К примеру, на берегу Москвы-реки этот показатель составит 168 м. А максимальное значение в городе зафиксировано в Теплом Стане - 255 м над уровнем моря.
Вполне можно предположить, что москвичей ожидает аномально низкое атмосферное давление гораздо реже, чем жителей других регионов, что, конечно, не может их не радовать. И все же, какое атмосферное давление считается нормой в Москве? Метеорологи говорят, что обычно его показатель не превышает 748 мм рт. столба. Это мало что значит, т. к. мы уже знаем, что даже быстрый подъем в лифте может оказать на сердце человека существенное влияние.
С другой стороны, москвичи не ощущают неудобств, если давление колеблется в пределах 745-755 мм рт. ст.
Опасность
А вот с точки зрения медиков не все так оптимистично для жителей мегаполиса. Множество специалистов вполне обоснованно полагают, что, работая на верхних этажах бизнес-центров, люди подвергают себя опасности. Ведь помимо того, что они живут в зоне пониженного давления, они еще и почти треть дня проводят в местах с
Если к этому факту добавить еще нарушения системы вентиляции здания и постоянную работу кондиционеров, то становится очевидным, что сотрудники таких офисов оказываются самыми неработоспособными, сонными и больными.
Итоги
Собственно, стоит запомнить несколько моментов. Во-первых, нет единого идеального значения нормального атмосферного давления. Есть региональные нормы, которые могут существенно различаться по абсолютным показателям. Во-вторых, особенности человеческого организма позволяют легко переживать перепады давления в том случае, если это происходит довольно медленно. В-третьих, чем более здоровый образ жизни мы ведем и чем чаще нам удается соблюдать режим дня (подъем в одно и то же время, длительный ночной сон, соблюдение элементарной диеты и т. п.), тем меньше мы подвержены метеозависимости. А значит, более энергичны и жизнерадостны.
Норма атмосферного давления для человека — 760 миллиметров ртутного столба. Если перевести это значение в более понятные для простого обывателя единицы измерения, то получится, что масса воздушного столба над каждым квадратным метром земной поверхности составляет 10 000 килограмм! Впечатляюще, не правда ли? Плотное воздушное «одеяло», окутывающее нашу планету, оказывает мощнейшее давление на все находящиеся рядом с нами предметы и на нас самих. Как человеку удается справляться со столь огромной нагрузкой?
Дело в том, что воздух давит на объекты со всех сторон. Силы уравновешиваются, и мы не чувствуем никакого дискомфорта. Однако это правило работает только на земной поверхности. Человеческий организм приспособлен к существованию именно под таким давлением, поэтому стоит ему погрузиться в воду или подняться на вершину горы, как он почувствует недомогание. Впрочем, иногда люди плохо себя чувствуют и в обычных условиях.
Над континентами атмосферное давление повышается в периоды высокой влажности: весной, осенью и зимой, так как содержащиеся в воздухе капли воды утяжеляют его. Летом, в сухую погоду атмосферное давление над поверхностью земли в глубине континентов обычно снижается, поскольку воздух становится суше. На показатели атмосферного давления влияет также температура. Как известно, теплый воздух легче прохладного. Многое зависит и от географического положения и высоты над уровнем моря.
Так как люди рождаются и живут в самых разных уголках планеты и на самых разных высотах, говорить о том, что существует идеальное атмосферное давление для человека, невозможно.
Нормальное атмосферное давление для человека
Оптимальное атмосферное давление для человека — это то давление, к которому он хорошо адаптировался, проживая в той или иной местности при определенных климатических условиях. К примеру, нормальное атмосферное давление для человека в Москве будет составлять 748 миллиметров рт. ст. Севернее, например, в Санкт-Петербурге это значение составит на 5 мм ртутного столба больше. Разница легко объяснима: Москва расположена на возвышенности и по сравнению с Санкт-Петербургом находится несколько выше над уровнем моря. Показателен в этом примере будет Тибет, где нормальное давление воздуха для человека составляет 413 миллиметров рт. ст., хотя для туристов из той же Москвы жить в таких условиях будет довольно непросто. Именно поэтому определить, какое атмосферное давление считается повышенным, а какое атмосферное давление считается пониженным, возможно только в отношении конкретного человека.
Изменение атмосферного давления влияет на метеозависимых людей, которых на сегодня насчитывается около 4 миллиардов. Резкие колебания вызывают ухудшение состояние здоровья и следующие симптомы:
- раздражительность, головную боль и сонливость;
- повышенную свертываемость крови;
- онемение конечностей, боли в суставах;
- трудности с дыханием и учащенное сердцебиение;
- повышение тонуса сосудов и их спазмы, нарушение кровообращения;
- нарушение зрения;
- тошноту и головокружение;
- переизбыток кислорода в тканях и крови;
- разрыв барабанной перепонки;
- проблемы с желудочно-кишечным трактом.
Как правило, колебания давления атмосферы сопровождаются изменениями погодных условий, из-за чего метеозависимые люди плохо себя чувствуют перед осадками, бурями, грозами. Именно поэтому значение атмосферного давления для человека весьма существенно.
Список эффективных препаратов для быстрого снятия головной боли — . С рецептами отваров от боли в голове можно ознакомиться .
Как давление влияет на людей
Давление атмосферы свыше 760 миллиметров рт. ст. считается повышенным. Многие при таких изменениях чувствуют беспокойство. Особенно оно заметно у людей с различными нервно-психическими заболеваниями.
В некоторых европейских странах полицейские внимательно следят за колебаниями атмосферного давления, поскольку в такие дни и часы количество совершаемых правонарушений начинает нарастать. В это время происходит больше автомобильных аварий, поскольку снижается скорость реакции водителей. Ухудшается концентрация внимания, в результате чего возникает повышенный риск разного рода чрезвычайных случаев на производствах и промышленных катастроф, связанных с человеческим фактором. Чаще всего в такие дни люди страдают бессонницей.
Плохо себя чувствуют гипотоники: давление снижается, дыхание становится глубоким, пульс учащается. Начинаются проблемы с желудочно-кишечным трактом, так как снижается перистальтика.
Низкое атмосферное давление и самочувствие
Пониженным считается атмосферное давление ниже 760 мм рт. ст. Резкое снижение давления опасно для гипертоников и людей, страдающих атеросклерозом, так как в такие моменты начинается кислородное голодание, происходит повышение количества кровяных телец и сгущение крови. Сердечно-сосудистая система начинает работать в условиях повышенной нагрузки, что приводит к росту кровяного давления, аритмии, увеличению частоты сердечных сокращений. От этого страдают пожилые люди. В такие дни увеличивается число инсультов и инфарктов.
Возникают головные боли и мигрени , которые зачастую невозможно снять таблетками. При резком снижении атмосферного давления повышается риск приступов удушья у астматиков и аллергиков.
Менее чувствительные, молодые и относительно здоровые люди ощущают сонливость и упадок сил.
Чаще всего люди, страдающие метеозависимостью, имеют лишний вес. Также этому недугу подвержены те, кто плохо следит за состоянием своего организма, мало двигается, подолгу смотрит телевизор или работает за компьютером, имеет пониженный иммунитет. Для них могут быть заметны даже незначительные отклонения. При этом нормальное погодное давление для человека не может сохраняться даже в течение дня, поскольку утром и вечером оно снижается.
Чтобы избавиться от метеозависимости, прежде всего, нужно правильно питаться. Витамин B6, калий и магний помогут справиться с реакциями на изменения погоды, укрепят сердечно-сосудистую систему, поддержат нервную систему и снизят чувствительность во время перегрузок. Также рекомендуется снизить нагрузку на организм и перейти на диету с пониженным содержанием мяса. Необходимо следить за своим рационом, избегать употребления жирного, жареного, сладкого, соленого. Отказаться на время от специй также не будет лишним. Известно, например, что жгучий красный перец способен повысить кровяное давление. Усиливают метеозависимость никотин и алкоголь.
В моменты перемены погоды и изменения атмосферного давления стоит отказаться от лишних физических нагрузок: велосипедных прогулок, пробежек, чрезмерной работы на дачном участке и т. д.
В борьбе с метеозависимостью помогают:
- физиотерапия. К примеру, закаливающие процедуры можно проводить даже дома. Укрепят сосуды и нервную систему контрастный душ, холодные водные обтирания, плавание в бассейне, грязевые процедуры и лечебные ванны. Массаж и иглорефлексотерапия, несомненно, помогут расслабиться ;
- регулярные занятия различными видами гимнастики: йога, цигун, тайчи и т.д.
- прогулки каждый день на свежем воздухе, выезд на природу и спокойный отдых;
- правильный режим дня, сна и бодрствования, работы и отдыха;
- бережное отношение к своему психическому здоровью и нервной системе, создание благоприятной атмосферы вокруг.
Для поддержания здоровья существуют натуральные препараты: женьшень, вытяжка из пантов оленя, элеутерококк, мед и пчелопродукты. Впрочем, прежде чем приниматьприродные добавки, нужно обязательно проконсультироваться с врачом.
Страдающим метеозависимостью следует больше прислушиваться к своему организму и стараться заботиться о своем здоровье, и тогда любые показания барометра будут означать хорошее атмосферное давление для человека.
Атмосферный воздух имеет физическую плотность, вследствие чего притягивается к Земле и создает давление. В процессе развития планеты менялся как состав атмосферы, так и ее атмосферное давление. Живые организмы вынуждены были приспосабливаться к существующему давлению воздуха, меняя свои физиологические характеристики. Отклонения от среднего атмосферного давления вызывают изменения в самочувствии человека, при этом степень чувствительности людей к подобным изменениям разная.
Нормальное атмосферное давление
Воздух простирается от поверхности Земли до высот порядка сотен километров, за которыми начинается межпланетное пространство, при этом, чем ближе к Земле, тем более воздух сжат под действием собственного веса, соответственно атмосферное давление выше всего у земной поверхности, снижаясь с повышением высоты.
На уровне моря (от которого принято отсчитывать все высоты), при температуре +15 градусов Цельсия атмосферное давление составляет в среднем 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.). Это давление принято считать нормальным (с физической точки зрения), что вовсе не означает, что это давление комфортно для человека при любых условиях.
Атмосферное давление измеряется барометром, градуированным в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), или в иных физических единицах, например, в паскалях (Па). 760 миллиметров ртутного столба соответствуют 101 325 паскалей, но в быту измерение атмосферного давления в паскалях или производных единицах (гектопаскалях) не прижилось.
Ранее атмосферное давление измерялось также в миллибарах, вышедших из употребления и замененных на гектопаскали. Норма атмосферного давления 760 мм рт. ст. соответствует норме атмосферного давления в 1013 мбар.
Давление 760 мм рт. ст. соответствует действию на каждый квадратный сантиметр тела человека силе 1,033 килограмма. Суммарно на всю поверхность тела человека воздух давит с силой порядка 15-20 тонн.
Но человек не чувствует этого давления, поскольку оно уравновешивается растворенными в тканевых жидкостях газами воздуха. Это равновесие нарушается при изменениях атмосферного давления, что человек воспринимает как ухудшение самочувствия.
Для отдельных местностей среднее значение атмосферного давления отличается от 760 мм. рт. ст. Так, если в Москве среднее давление составляет 760 мм рт. ст., то в Санкт-Петербурге всего 748 мм рт. ст.
Ночью атмосферное давление несколько выше дневного, а на полюсах Земли колебания атмосферного давления более выражены, чем в экваториальной зоне, что только подтверждает закономерность, что полярные регионы (Арктика и Антарктика) как среда обитания враждебны человеку.
В физике выводится так называемая барометрическая формула, согласно которой при увеличении высоты на каждый километр атмосферное давление падает на 13%. Реальное распределение давления воздуха следует барометрической формуле не вполне точно, поскольку в зависимости от высоты меняется температура, состав атмосферы, концентрация водяных паров и другие показатели.
Зависит атмосферное давление и от погоды, когда воздушные массы перемещаются из одной местности в другую. На атмосферное давление реагируют также все живое на Земле. Так, рыбаки знают, что норма атмосферного давления для рыбалки пониженная, поскольку при понижении давления хищная рыба предпочитает выйти на охоту.
Влияние на здоровье человека
Метеозависимые люди, а их на планете 4 миллиарда, чутко реагируют на изменения атмосферного давления, а некоторые из них могут достаточно точно предсказывать изменения погоды, руководствуясь своим самочувствием.
Ответить на вопрос, какая норма атмосферного давления наиболее оптимальна для мест пребывания и жизни человека, достаточно затруднительно, поскольку люди адаптируются к жизни в разных климатических условиях. Обычно давление в пределах от 750 до 765 мм рт. ст. не ухудшает самочувствия человека, эти значения атмосферного давления можно считать пределами нормы.
При перепадах атмосферного давления метеозависимые люди могут ощущать:
- головную боль;
- спазмы сосудов с нарушением кровообращения;
- слабость и сонливость с повышенной утомляемостью;
- боли в суставах;
- головокружение;
- чувство онемения в конечностях;
- снижение частоты пульса;
- тошноту и кишечные расстройства;
- одышку;
- понижение остроты зрения.
На изменение давления первым делом реагируют расположенные в полостях организма, суставах и кровеносных сосудах барорецепторы.
При перемене давления у метеочувствительных людей наблюдаются нарушения в работе сердца, тяжесть в груди, боли в суставах, а при проблемах с пищеварением еще и метеоризм и кишечные расстройства. При значительном понижении давления недостаток кислорода в клетках мозга ведет к головным болям.
Также изменения давления могут вести к нарушениям психического состояния - люди ощущают тревогу, раздражение, беспокойно спят либо, вообще, не могут уснуть.
Статистика подтверждает, что при резких изменениях атмосферного давления увеличивается количество правонарушений, аварий на транспорте и производстве. Прослеживается влияние атмосферного давления на артериальное. У гипертоников повышенное атмосферное давление может вызвать гипертонический криз с головной болью и тошнотой, при том, что в этот момент устанавливается ясная солнечная погода.
На понижение атмосферного давления, напротив, острее реагируют гипотоники. Пониженная концентрация кислорода в атмосфере вызывает у них нарушение кровообращения, мигрень, одышку, тахикардию и слабость.
Метеочувствительность может явиться следствием нездорового образа жизни. Привести к метеочувствительности или усугубить степень ее проявления могут следующие факторы:
- низкая физическая активность;
- неправильное питание с сопутствующим избыточным весом;
- стрессы и постоянное нервное напряжение;
- плохое состояние внешней среды.
Устранение этих факторов снижает степень метеочувствительности. Метеозависимым людям следует:
- включить в рацион продукты с высоким содержанием витамина B6, магния и калия (овощи и фрукты, мед, молочнокислые продукты);
- ограничить употребление мяса, соленой и жареной пищи, сладостей и пряностей;
- отказаться от курения и употребления алкоголя;
- увеличить физическую активность, совершать пешеходные прогулки на свежем воздухе;
- упорядочить сон, спать не менее 7-8 часов.
Приборы для измерения атмосферного давления называются барометрами. Давление определяется весом столба атмосферного воздуха, давящего на данный участок поверхности Земли. Поскольку на больших высотах над уровнем моря, например, на вершине горы, слой вышележащего воздуха тоньше, атмосферное давление уменьшается с высотой. Атмосферное давление также изменяется при перемещении воздушных масс, образующих холодные и теплые атмосферные фронты. Поэтому можно предсказывать погоду по показаниям барометра.
В настоящее время применяются два основных типа барометров: ртутные и анероиды. В ртутном барометре, изобретенном в 1643 году итальянским ученым Эванжелиста Торричелли (Evangelista Torricelli), основным элементом является стеклянная трубка, заполненная ртутью, столбик которой поднимается и опускается по мере того, как атмосферное давление увеличивается или уменьшается. Барометр-анероид, похожий на тот, что показан на рисунке справа, был изобретен в 1843 году французским ученым Люсьеном Види (Lucien Vidie). Основной частью анероида является небольшая гофрированная металлическая мембранная коробка, из которой практически полностью выкачан воздух (схема внизу). При изменении атмосферного давления мембранная коробка расширяется или сжимается. Чувствительный механизм преобразует перемещение мембран в круговое движение стрелки, показывающей величину давления на шкале прибора.
Внутреннее устройство барометра-анероида
Серия рычагов внутри барометра усиливает небольшие перемещения при расширении и сжатии мембранной коробки. Большинство барометров-анероидов имеет менее 20 см в поперечнике.
(Рисунок вверху статьи)
Тонкое пишущее перо барографа осуществляет непрерывную запись атмосферного давления на вращающемся барабане.
Изменение атмосферного давления заставляет ртуть в трубках подниматься или опускаться. Высота столбиков ртути зависит только от атмосферного давления, диаметр и форма трубок значения не имеют. На уровне моря столбик ртути поднимается на 760 миллиметров.
Два простых металлических полушария демонстрируют существование атмосферного давления. После того как из полушарий выкачан весь воздух и в них образовался вакуум, атмосферное давление делает невозможным их разъединение.
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
