Vědět co co je to atmosférický tlak? No, je to výkon na plochu určeného rozsahu, který vzduch tvořící atmosféru v rovině Země vykonává. Jeho hodnota na hladině moře je 101.325 XNUMX Pa. Pokud se o něm chcete dozvědět více atmosférický tlak a jeho charakteristikách, zveme vás k přečtení tohoto článku.
Atmosférický tlak
Jak jsme již naznačili, atmosférický tlak Je to tlak nebo tlak, kterým vzduch, který je v atmosféře, působí na pozemské rozšíření a je měřen pomocí přístroje zvaného aneroidní barometr. V každém z těchto nástrojů je vidět, že největší tlak, který je na nich vyznačen, se shoduje s anglickým slovem fair.
Pod tímto pojmem veletrh je označeno několik výrazů, které znamenají stabilní počasí nebo beze změn, anticyklonální, dobré počasí nebo bez mraků. Existence méně než přiměřeného tlaku však znamená, že dojde k drsným klimatickým změnám s relativně silnými, cyklonálními větry, které mohou být doprovázeny pravděpodobně velmi intenzivními dešti.
Mezilehlá zóna aneroidního barometru je ta, která bude označena, když existuje střední atmosférický tlak, a tato zóna měřiče se anglicky nazývá zóna změny nebo změny a v ní může být modifikace meteorologických podmínek být uvedeno, z Druhy počasí deštivý nebo větrný, nebo od zataženého počasí po dobré počasí nebo naopak.
La atmosférický tlak v jednom bodě se bude co do počtu shodovat s hmotností, kterou bude mít sloupec bez pohybu vzduchu v přímé části, která se bude šířit z libovolného bodu na zemi ke konečné horní hranici atmosféry.
Protože hustota vzduchu klesá s rostoucí výškou, nelze hmotnost vypočítat, pokud nelze určit rozdíl mezi hustotou vzduchu a nadmořskou výškou nebo tlakem. Z tohoto důvodu není snadné provést přesný výpočet atmosférického tlaku na konkrétním bodě zemského povrchu.
Dalším bodem, který je třeba mít na paměti, je, že jak teplota, tak tlak vzduchu se neustále mění při měření času a prostoru, což ztěžuje výpočet. Pokud je možné provést měření atmosférický tlak v určitém bodě, ale nelze z toho vyvodit mnoho závěrů.
Pokud je však provedeno několik měření, lze pozorovat změnu tlaku v průběhu časových období, ve kterých byla provedena, a získat tak užitečná data, která lze kombinovat s dalšími meteorologickými zprávami, jako je např. Teplota a vlhkost, větru nebo atmosférické teploty, což umožňuje vypočítat průměry, které nám poskytnou velmi blízkou představu o atmosférickém počasí v místě, kde bylo měření provedeno, což umožňuje provádět krátkodobé předpovědi.
Variace Atmosférický tlak
Atmosférický tlak v předem stanoveném bodě pozoruje odchylky související s meteorologickými modifikacemi, na druhou stranu je třeba vzít v úvahu, že v určitém bodě atmosférický tlak klesá s výškou, jak jsme již naznačili. Atmosférický tlak klesá rychlostí 1 mmHg nebo Torr na každých 10 metrů nadmořské výšky v oblastech, které jsou blízko hladiny moře.
Obvykle se používají některé nástroje, které se nazývají výškoměry, což jsou jednoduché aneroidní barometry, které byly kalibrovány na výšku, ale tyto nástroje nejsou příliš přesné.
Atmosférický tlak se také mění se zeměpisnou šířkou. Ve skutečnosti je nižší atmosférický tlak zaznamenán, pokud je bod na úrovni moře v rovníkové šířce. Důvodem je vyboulení rovníku na Zemi. Litosféra je na rovníku planety přehnaná, ale hydrosféra je ještě vyboulenější, takže pobřežní oblasti rovníkové rozlohy jsou o několik kilometrů dále od středu Země než v mírných oblastech a zejména v polárních oblastech. .
A kvůli nižší hustotě bude atmosféra mnohem více expandovaná v rovníkové zóně Země než hydrosféra, takže její tloušťka je širší než v mírných a polárních oblastech. Rovníková oblast je tedy oblastí, ve které nepřetržitě převládají nízké atmosférické tlaky v důsledku dynamiky způsobené rotací Země.
I z tohoto důvodu je v mírných pásmech atmosférická teplota nižší, v průměru o jeden stupeň na každých 154 metrů nadmořské výšky, zatímco v pásmu mezi tropy tato míra platí každých 180 metrů nadmořské výšky.
Normální atmosférický tlak se převádí na 1 atmosféru, byl koncipován jako atmosférický tlak vypočítaný na hladině moře, který byl specificky přijat v 101 325 Pa nebo 760 Torr. Nicméně v roce 1982 IUPAC navrhl, že v případě, že fyzikální charakteristiky Pokud má být získán prvek, musí být normalizovaný tlak definován přesně jako 100 kPa nebo ≈750,062 Torr.
Vzhledem k tomu, že se jedná o celé číslo, navrhovaná změna s sebou přináší další praktickou výhodu, protože 100 kPa se rovná výšce asi 112 metrů, což se poněkud blíží průměrným 194 metrům, ve kterých žije většina lidí.
Jak se měří atmosférický tlak??
Atmosférický tlak se měří, jak jsme již naznačili, pomocí nástroje zvaného barometr, který v roce 1643 vynalezl fyzik a matematik Evangelista Torricelli.
Nejběžnější typy barometrů
Nejčastěji používané barometry jsou následující:
- Rtuťový barometr. Je to skleněná trubice vysoká 850 mm, v horní části ucpaná a ve spodní části otevřená. Tato trubice musí být naplněna rtutí a je umístěna na horní části otevřené nádoby, která je také naplněna rtutí. Pokud jsme na stejné úrovni jako moře, měla by značka rtuti uvnitř trubice klesnout do výšky asi 760 mm a v její horní části by zůstalo prázdné místo.
- Aneroidní barometr nepoužívá rtuť a používá se v navigaci. Jeho strukturou je kovová krabička, nazývaná vidi kapsle, ve které bylo částečně vytvořeno vakuum. Funkce krabičky je smršťovat se nebo zmenšovat podle tlaku na ni vyvíjeného a sdělovat své pohyby jehle, která bude indikovat měření atmosférického tlaku na odměrné ploše.
Přesnost, s jakou barometr měří, není to, na čem skutečně záleží, aby se dospělo k předpovědi Prvky počasí, záleží na oscilaci tlaku, která je pozorována během plynutí času. K výpočtu této oscilace tlaku v závislosti na čase se používá zařízení zvané barograf. Barograf může měřit tlak a také zobrazuje kolísání zobrazením grafu za určité časové období.
Jednotky atmosférického tlaku a ekvivalence
Jednotky atmosférického tlaku a jejich ekvivalentní měření jsou následující:
- Baria: je tlak vyvíjený silou DINA na centimetr čtvereční.
- bar: jeden bar je ekvivalentem 1.000.000 XNUMX XNUMX barů.
- milibarů: je jednotka tlaku rovna jedné tisícině baru a rovna 1000 barům.
- hektopascal: Hektopascal má přesně stejnou hodnotu jako milibar a tyto dvě jednotky se často používají zaměnitelně.
Na základě dohody odborníků v oboru byl jako míra normálního tlaku přijat výraz 760 mm, přičemž se bere v úvahu, že toto měření se provádí na úrovni moře, s teplotou 0°C a zeměpisnou šířkou 45°. Pak by vyjádřený vzorec byl následující: 760 mm = 1.013,2 1013,2 mb = 1 XNUMX hPa = XNUMX atmosféra
Pohyb vzduchu a tvorba větru
Tento vztah bude záviset na typu tlaku, který v dané oblasti existuje:
- Nízkotlaká zóna: Vlivem slunečního záření se zemský povrch zahřívá a přenosem ohřívá přítomný vzduch. Když je vzduch ohřátý, šíří se a z důvodu šíření má menší množství studeného vzduchu. Důsledkem toho je, že horký vzduch stoupá vzhůru a vytváří zónu nízkého tlaku. Teplý vzduch stoupající od země se zároveň se stoupáním do výšky začíná ochlazovat. Tento chladící vzduch však zhoustne a klesá dolů a vytváří zónu vysokého tlaku.
- Vysoký: V zóně vysokého tlaku, které se také říká tlaková výše, vzduchové masy značně klesají. Při sestupu se vzduch ohřívá tím, že je blízko zemského povrchu. Toto zahřívání má za následek, že nemůže docházet ke kondenzaci a v důsledku toho nevznikají žádné mraky. U země vzduch proudí z výšky ve směru prohlubně.
Rozdíl v tlaku mezi oblastí vysokého tlaku a oblastí nízkého tlaku vytváří pohyb. V oblastech nízkého tlaku, když vzduch stoupá, vzniká vakuum, které je vyplněno vzduchem, který sestupuje z oblasti vysokého tlaku a hledá místo, kam jít. Tento pohyb způsobuje vzdušné proudy, které se vždy pohybují z oblastí vysokého tlaku do oblastí nízkého tlaku a tvoří se vítr.
Isobars
Průběžně se na různých místech na Zemi současně provádějí různá měření tlaku a pomocí těchto měření se kreslí čáry, které spojují body, které mají stejná měření nebo hodnoty tlaku. Tyto čáry se nazývají izobarové čáry. Z tohoto důvodu jsou izobary čáry, které spojují body stejného tlaku v určitém okamžiku.
Když jsou izobary nakresleny a analyzovány, je vidět, že existují oblasti vysokého a nízkého tlaku. Tato schémata nebo tlakové systémy jsou přímo spojeny s počasím na povrchu Země. Vysoké tlaky obvykle vytvářejí příjemné počasí a nízké tlaky jsou spojeny s nestabilním počasím a příležitostně deštěm.
V izobarovém grafu platí, že čím menší je kruh oblasti nízkého tlaku, tím nižší je tlak. Jak se tedy izobary posouvají dále od středu, tlak vzduchu bude větší. V oblasti vysokého tlaku to bude naopak. Čím vyšší je tlak ve středu tlakové výše, tím dále od ní bude tlak klesat.
- Bouřka: Oblasti nízkého tlaku jsou znázorněny písmenem B na mapě nebo diagramu izobar. Říká se jim také bouře, deprese nebo extra tropický cyklón. V oblastech s nízkým tlakem se hodnota tlaku s přibližováním se ke středu snižuje.
V této oblasti se vítr otočí doleva, proti směru hodinových ručiček, pokud jsme na severní polokouli, s úhlem, který bude mezi 25° až 35° od linie izobary směrem k srdci deprese. Pokud jsme na jižní polokouli, zatočí se doprava, ale pod stejným úhlem. Zajímavým faktem je, že bouře se obvykle pohybují ze západu na východ.
- Anticyklóna: Oblasti vysokého tlaku se také nazývají tlakové výše a jsou označeny písmenem A. V tlakové výše je tlak větší než 1013 mb a zvyšuje se, jak se přibližuje k jejímu středu. Vítr se pohybuje na severní polokouli proti směru hodinových ručiček a na jižní polokouli ve stejném směru jako po směru hodinových ručiček, vždy s úhlem natočení, který je mezi 25° a 35° od čáry izobary směrem ven ze středu tlakové výše.
Anticyklóny mají tendenci zůstat nehybné a fungují jako štíty pro průchod frontami. Příkladem toho je anticyklónový systém Azorských ostrovů, který zůstává v letní sezóně nehybný, díky čemuž ve Španělsku svítí letní slunce a málo prší, což se běžně vyskytuje častěji na severu Pyrenejského poloostrova.
Historie Atmosférický tlak
V dávných dobách netušili, že vzduch má váhu. Domnívali se, že jde o těleso, které má ze své podstaty tendenci stoupat, vysvětlují toto stoupání kapalin v čerpadlech horror vacui, což znamená hrůza z prázdnoty, což je tendence přírody.
V době, kdy někteří italští zahradníci trvali na tom, že chtějí zvednout vodu sáním vrtulovým čerpadlem, zjistili, že nelze překročit výšku 10,33 m, což je podle anglické měřítka asi 34 stop.
Při konzultaci s Galileo Galilei bylo zjištěno, že hrůza přírody ve vakuu byla omezena silou ekvivalentní hmotnosti 10,33 m vody, což je ekvivalent tlaku 1 atm, a názvem v této nadmořské výšce altezza limitatíssima.
Už v roce 1643 vzal Torricelli metrovou skleněnou trubici a naplnil ji rtutí. Jedním prstem přidržel ucpanou trubici, otočil ji dnem vzhůru a vložil ji do nádoby naplněné rtutí. Když sundal prst, byl schopen ověřit, že rtuť klesala, dokud se nevytvořil sloupec, jehož výška byla 13,6krát menší než výška pozorovaná při provádění stejného experimentu s vodou.
Vzhledem k tomu, že Torricelli věděl, že rtuť je 13,6krát těžší než voda, dokázal odvodit, že oba sloupce kapaliny nesou stejnou váhu, a došel k závěru, že tuto sílu může vyvolat pouze vzduch.
Po Torricelliho smrti se Pascal doslechl o svých experimentech prostřednictvím otce Mersenna, který je odhalil v publikaci. Ačkoli v zásadě přijal myšlenku hrůzy z prázdnoty přírody, netrvalo dlouho Příspěvky Blaise Pascala aby změnil názor, když si uvědomil výsledky experimentů, které provedl.
Pomocí zakřivené trubice a jejího použití takovým způsobem, že atmosféra nemohla ovlivnit kapalinu, byl schopen pozorovat, že sloupce dosáhly stejné úrovně. Ale jakmile se působení atmosféry dostalo na jeden z extrémů, úroveň se změnila.
Tyto výsledky ho vedly k provedení definitivního experimentu, který spočíval v tom, že vynesl barometr do různých výšek a ověřil, zda je to skutečně váha vzduchu, která ovlivňuje stoupání kapaliny v trubici. Poté napsal svému švagrovi Perierovi hypotézu, podle níž je-li hladina rtuti na vrcholu hory nižší než pod ní, musí být příčinou tohoto pohybu gravitace a tlak vzduchu.
V roce 1648 byl Perier na základě hypotézy svého švagra povzbuzen k provedení experimentu a vyšplhal se na vrchol Puy-de-Dôme. Když porovnali měření na vrcholu, asi 1000 metrů, a na základně, kterou provedl otec Chastin, našli mezi nimi rozdíl tři a půl čáry. Tím byla definitivně zavržena teorie o hrůze z prázdnoty přírody a zjistilo se, že vzduch má váhu.
Za provedení experimentu jsou jistě zodpovědní Pascal, Perier a Chastin, ale byl to Descartes, kdo v dopise, který napsal v roce 1638, dvanáct let před Torricelliho experimentem, již tvrdil, že vzduch má váhu, a přirovnal jej k velké vlněné přikrývce. která pokrývá zemi nad mraky a váha této vlny by měla tlačit na rtuť a bránit rtuťovému sloupci v sestupu.
Nicméně myšlenka na atmosférický tlak začal se šířit až po demonstraci roku 1654 purkmistrem a vynálezcem Otto von Guericke.