Vediet co čo je atmosferický tlak? No, je to výkon na plochu určeného rozšírenia, ktorý vzduch, ktorý tvorí atmosféru v rovine Zeme, vykonáva. Jeho hodnota na hladine mora je 101.325 XNUMX Pa Ak sa chcete dozvedieť viac o atmosferický tlak a jeho charakteristiky, pozývame vás, aby ste si prečítali tento článok.
Atmosferický tlak
Ako sme už naznačili, atmosferický tlak Je to tlak alebo tlak, ktorým vzduch, ktorý je v atmosfére, pôsobí na pozemské rozšírenie a meria sa pomocou prístroja nazývaného aneroidný barometer. V každom z týchto nástrojov je vidieť, že najväčší tlak, ktorý je na nich zaznamenaný, sa bude zhodovať s anglickým slovom fair.
Pod týmto pojmom jarmok sa označujú viaceré výrazy, ktoré znamenajú stabilné počasie alebo bez zmien, anticyklóna, dobré počasie alebo bez oblačnosti. Existencia menšej ako primeranej tlakovej výše však znamená, že dôjde k drsným klimatickým zmenám s relatívne silným, cyklónovým vetrom, ktoré môžu byť sprevádzané pravdepodobne veľmi intenzívnymi dažďami.
Stredná zóna aneroidného barometra je tá, ktorá sa označí, keď je stredný atmosférický tlak, a táto zóna merača sa v angličtine nazýva zóna zmeny alebo zmeny a v nej môže byť modifikácia meteorologických podmienok byť uvedené, z Druhy počasia daždivé alebo veterné, alebo zo zamračeného počasia na dobré počasie alebo naopak.
La atmosferický tlak v jednom bode sa bude počtom zhodovať s hmotnosťou, ktorú bude mať stĺpec bez pohybu vzduchu v priamej časti, ktorá sa bude šíriť z akéhokoľvek bodu na zemi až po konečnú hornú hranicu atmosféry.
Pretože hustota vzduchu klesá s rastúcou výškou, hmotnosť sa nedá vypočítať, pokiaľ nie je možné určiť rozdiel medzi hustotou vzduchu a nadmorskou výškou alebo tlakom. Z tohto dôvodu nie je jednoduché vykonať presný výpočet atmosférického tlaku na konkrétnom bode zemského povrchu.
Ďalším bodom, ktorý treba mať na pamäti, je, že teplota aj tlak vzduchu sa pri meraní času a priestoru neustále menia, čo sťažuje výpočet. Ak je možné vykonať meranie atmosferický tlak v určitom bode, ale nedá sa z toho vyvodiť veľa záverov.
Ak sa však vykoná niekoľko meraní, je možné pozorovať zmenu tlaku v priebehu časových úsekov, v ktorých boli vykonané, a tak získať užitočné údaje, ktoré možno kombinovať s inými meteorologickými správami, ako napr. Teplota a vlhkosťvietor alebo atmosférická teplota, čo umožňuje vypočítať priemery, ktoré nám poskytnú veľmi blízku predstavu o atmosférickom počasí v mieste, kde sa meranie uskutočnilo, čo umožňuje robiť krátkodobé predpovede.
Variácie Atmosferický tlak
Atmosférický tlak vo vopred stanovenom bode pozoruje odchýlky, ktoré súvisia s meteorologickými zmenami, na druhej strane je potrebné vziať do úvahy, že v určitom bode atmosférický tlak klesá s výškou, ako sme už naznačili. Atmosférický tlak klesá rýchlosťou 1 mmHg alebo Torr na každých 10 metrov nadmorskej výšky v oblastiach blízko hladiny mora.
Zvyčajne sa používajú niektoré nástroje, ktoré sa nazývajú výškomery, čo sú jednoduché aneroidné barometre, ktoré boli kalibrované na výšku, ale tieto nástroje nie sú veľmi presné.
Atmosférický tlak sa tiež mení so zemepisnou šírkou. V skutočnosti je nižší atmosférický tlak zaznamenaný, ak je bod na úrovni mora v rovníkovej zemepisnej šírke. Dôvodom je vydutie rovníka na Zemi. Litosféra je na rovníku planéty prehnaná, ale hydrosféra je ešte vydutejšia, takže pobrežné oblasti rovníkovej oblasti sú o niekoľko kilometrov ďalej od stredu Zeme ako v miernych oblastiach a najmä v polárnych oblastiach. .
A kvôli nižšej hustote bude atmosféra v rovníkovej zóne Zeme oveľa širšia ako hydrosféra, takže jej hrúbka je väčšia ako v miernych a polárnych oblastiach. Rovníková oblasť je teda oblasť, v ktorej neustále prevládajú nízke atmosférické tlaky v dôsledku dynamiky spôsobenej rotáciou Zeme.
Aj z tohto dôvodu je teplota atmosféry v miernych pásmach nižšia, v priemere o jeden stupeň na každých 154 metrov nadmorskej výšky, zatiaľ čo v pásme medzi trópomi platí táto miera každých 180 metrov nadmorskej výšky.
Normálny atmosférický tlak sa premieta do 1 atmosféry, bol koncipovaný ako atmosférický tlak vypočítaný na hladine mora, ktorý bol špecificky prijatý v hodnote 101 325 Pa alebo 760 Torr. Avšak v roku 1982 IUPAC navrhol, aby v prípade, že fyzikálne charakteristiky prvku, normalizovaný tlak musí byť definovaný presne ako 100 kPa alebo ≈750,062 Torr.
Ak vezmeme do úvahy, že ide o celé číslo, navrhovaná zmena so sebou prináša ďalšiu praktickú výhodu, pretože 100 kPa sa rovná výške asi 112 metrov, čo je trochu blízko priemernej výške 194 metrov, v ktorej žije väčšina ľudí.
Ako sa meria atmosférický tlak??
Atmosférický tlak sa meria, ako sme už naznačili, pomocou prístroja zvaného barometer, ktorý v roku 1643 vynašiel fyzik a matematik Evangelista Torricelli.
Najbežnejšie typy barometrov
Najbežnejšie používané barometre sú nasledovné:
- Ortuťový barometer. Je to sklenená trubica vysoká 850 mm, v hornej časti zablokovaná a v spodnej časti otvorená. Táto trubica musí byť naplnená ortuťou a je umiestnená na vrchu otvorenej nádoby, ktorá je tiež naplnená ortuťou. Ak sme na rovnakej úrovni ako more, ortuťová značka vo vnútri trubice by mala klesnúť do výšky asi 760 mm a v jej hornej časti by zostalo voľné miesto.
- Aneroidný barometer nepoužíva ortuť a používa sa pri navigácii. Jeho štruktúra je kovová škatuľka nazývaná vidi kapsula, v ktorej sa čiastočne vytvorilo vákuum. Funkciou škatuľky je zmršťovanie alebo zmenšovanie podľa tlaku, ktorý je na ňu vyvíjaný, pričom svoje pohyby prenáša na ihlu, ktorá bude indikovať meranie atmosférického tlaku na odmernej ploche.
Presnosť, s akou barometer meria, nie je to, na čom skutočne záleží, aby sa dospelo k predpovedi Prvky počasia, dôležitá je oscilácia tlaku, ktorá sa pozoruje počas plynutia času. Na výpočet tejto oscilácie tlaku vo vzťahu k času sa používa zariadenie nazývané barograf. Barograf dokáže merať tlak a tiež zobrazuje kolísanie zobrazením grafu za určité časové obdobie.
Jednotky atmosférického tlaku a ekvivalenty
Jednotky atmosférického tlaku a ich ekvivalentné merania sú nasledovné:
- bária: je tlak vyvíjaný silou DINA na štvorcový centimeter.
- bar: jeden bar je ekvivalentom 1.000.000 XNUMX XNUMX barov.
- milibarov: je jednotka tlaku rovnajúca sa jednej tisícine baru a rovná 1000 barom.
- hektopascal: Hektopascal má presne rovnakú hodnotu ako milibar a tieto dve jednotky sa často používajú zameniteľne.
Na základe dohody odborníkov v tejto oblasti sa ako miera normálneho tlaku prijala hodnota 760 mm, pričom sa berie do úvahy, že táto miera sa vykonáva na úrovni mora s teplotou 0 °C a zemepisnou šírkou 45 °. Potom by bol vyjadrený vzorec nasledovný: 760 mm = 1.013,2 1013,2 mb = 1 XNUMX hPa = XNUMX atmosféra
Pohyb vzduchu a tvorba vetra
Tento vzťah bude závisieť od typu tlaku, ktorý existuje v danej oblasti:
- Zóna nízkeho tlaku: Vplyvom slnečného žiarenia sa zemský povrch ohrieva a prenosom ohrieva prítomný vzduch. Keď sa vzduch ohrieva, šíri sa a z dôvodu šírenia má menšiu mieru studeného vzduchu. Výsledkom toho je, že horúci vzduch stúpa a vytvára oblasť nízkeho tlaku. Zároveň sa teplý vzduch stúpajúci od zeme začína pri stúpaní do výšky ochladzovať. Ale tento chladiaci vzduch sa stáva hustým a klesá, čím vytvára oblasť vysokého tlaku.
- vysoká: V zóne vysokého tlaku, ktorá sa nazýva aj anticyklóna, vzduchové masy značne klesajú. Pri zostupe sa vzduch ohrieva tým, že je blízko zemského povrchu. Toto zahrievanie má za následok, že nemôže dochádzať ku kondenzácii a v dôsledku toho nevznikajú žiadne oblaky. Pri zemi prúdi vzduch z výšky v smere priehlbiny.
Rozdiel v tlaku medzi oblasťou vysokého tlaku a oblasťou nízkeho tlaku vytvára pohyb. V oblastiach nízkeho tlaku, keď vzduch stúpa, vzniká vákuum, ktoré je vyplnené vzduchom, ktorý prichádza z oblasti vysokého tlaku a hľadá miesto, kam ísť. Tento pohyb spôsobuje prúdenie vzduchu, ktoré sa vždy presúva z oblastí vysokého tlaku do oblastí nízkeho tlaku a vytvára sa vietor.
Isobars
Nepretržite sa súčasne vykonávajú rôzne merania tlaku na rôznych miestach na Zemi a pomocou týchto meraní sa kreslia čiary, ktoré spájajú body, ktoré majú rovnaké merania alebo hodnoty tlaku. Tieto čiary sa nazývajú izobarové čiary. Z tohto dôvodu sú izobary čiary, ktoré spájajú body rovnakého tlaku v určitom okamihu.
Keď sú izobary nakreslené a analyzované, je možné vidieť, že existujú oblasti s vysokým a nízkym tlakom. Tieto schémy alebo tlakové systémy sú priamo spojené s počasím na povrchu zeme. Vysoké tlaky zvyčajne vytvárajú príjemné počasie a nízke tlaky sú spojené s nestabilným počasím a príležitostne dažďom.
V izobarovom diagrame platí, že čím menší je kruh oblasti nízkeho tlaku, tým nižší je tlak. Keď sa teda izobary pohybujú ďalej od stredu, tlak vzduchu bude väčší. V oblasti vysokého tlaku to bude naopak. Čím vyšší je tlak v strede tlakovej výše, tým ďalej od nej bude tlak klesať.
- Búrka: Oblasti nízkeho tlaku sú znázornené písmenom B na mape alebo diagrame izobar. Hovorí sa im aj búrka, depresia alebo extra tropický cyklón. V oblastiach s nízkym tlakom sa hodnota tlaku s približovaním sa k stredu znižuje.
V tejto oblasti sa vietor bude otáčať doľava, proti smeru hodinových ručičiek, ak sme na severnej pologuli, s uhlom, ktorý bude medzi 25° až 35° od čiary izobary smerom k srdcu depresie. Ak sme na južnej pologuli, zatočí sa doprava, ale pod rovnakým uhlom. Kurióznym faktom je, že búrky sa zvyčajne pohybujú zo západu na východ.
- Anticyklóna: Oblasti vysokého tlaku sa tiež nazývajú tlakové výšky a sú označené písmenom A. V tlakovej výške je tlak väčší ako 1013 MB a zvyšuje sa, keď sa približuje k jej stredu. Vietor sa pohybuje na severnej pologuli proti smeru hodinových ručičiek a na južnej pologuli v rovnakom smere ako v smere hodinových ručičiek, vždy s uhlom natočenia, ktorý je medzi 25° a 35° od čiary izobary smerom von zo stredu anticyklóny.
Anticyklóny majú tendenciu zostať nehybné a pôsobiť ako štíty pri prechode frontov. Príkladom toho je anticyklónový systém Azorských ostrovov, ktorý zostáva v letnej sezóne nehybný, čo spôsobuje, že v Španielsku žiari letné slnečné lúče a málo dažďa, čo sa bežne vyskytuje častejšie na severe Pyrenejského polostrova.
História spoločnosti Atmosferický tlak
V dávnych dobách ani netušili, že vzduch má váhu. Mysleli si, že ide o teleso, ktoré má zo svojej podstaty tendenciu stúpať, vysvetľujúc toto stúpanie kvapalín v pumpách horror vacui, čo znamená hrôza z prázdnoty, čo je tendencia prírody.
V čase, keď niektorí talianski záhradníci trvali na tom, že chcú vodu nasávať vrtuľovým čerpadlom, uvedomili si, že nemožno prekročiť výšku 10,33 m, čo je pri anglickej mierke asi 34 stôp.
Pri konzultácii s Galileom Galileim sa zistilo, že hrôza prírody vo vákuu bola obmedzená silou ekvivalentnou hmotnosti 10,33 m vody, čo je ekvivalent tlaku 1 atm, a vtedy dostal meno. nadmorská výška altezza limitatíssima.
Už v roku 1643 vzal Torricelli metrovú sklenenú trubicu a naplnil ju ortuťou. Jedným prstom držal upchatú hadičku, otočil ju hore dnom a pustil do nádoby naplnenej ortuťou. Keď zložil prst, mohol si overiť, že ortuť klesala, až kým sa nevytvoril stĺpec, ktorého výška bola 13,6-krát menšia ako výška pozorovaná pri vykonávaní rovnakého experimentu s vodou.
Keďže Torricelli vedel, že ortuť je 13,6-krát ťažšia ako voda, bol schopný odvodiť, že oba stĺpce kvapaliny nesú rovnakú hmotnosť, pričom dospel k záveru, že túto silu môže vyvolať iba vzduch.
Po Torricelliho smrti sa Pascal dopočul o svojich experimentoch prostredníctvom otca Mersenna, ktorý ich odhalil v publikácii. Aj keď v zásade prijal myšlienku hrôzy prázdnoty prírody, nebolo to dlho predtým Príspevky Blaise Pascala aby zmenil názor, keď si uvedomil výsledky experimentov, ktoré vykonal.
Pomocou zakrivenej trubice a jej použitia takým spôsobom, že atmosféra nemohla ovplyvniť kvapalinu, bol schopný pozorovať, že stĺpce dosiahli rovnakú úroveň. Ale akonáhle sa pôsobenie atmosféry dostalo na jeden z extrémov, úroveň sa zmenila.
Tieto výsledky ho viedli k uskutočneniu definitívneho experimentu, ktorý pozostával z vynesenia barometra do rôznych výšok a skontrolovania, či je to skutočne hmotnosť vzduchu, ktorá ovplyvňuje stúpanie kvapaliny v skúmavke. Potom napísal svojmu švagrovi Perierovi hypotézu, podľa ktorej ak je hladina ortuti na vrchole hory nižšia ako pod ňou, príčinou tohto pohybu musí byť gravitácia a tlak vzduchu.
V roku 1648 bol Perier na základe hypotézy svojho švagra povzbudený, aby vykonal experiment a vyliezol na vrchol Puy-de-Dôme. Pri porovnaní meraní na vrchole, vo výške asi 1000 metrov, a na základni, ktorú vykonal otec Chastin, našli medzi nimi rozdiel tri a pol čiary. Teória o hrôze z prázdnoty prírody bola teda definitívne zavrhnutá a zistilo sa, že vzduch má váhu.
Za uskutočnenie experimentu sú určite zodpovední Pascal, Perier a Chastin, ale bol to Descartes, ktorý v liste, ktorý napísal v roku 1638, dvanásť rokov pred Torricelliho experimentom, už tvrdil, že vzduch má váhu, a prirovnal ho k veľkej vlnenej prikrývke. ktorá pokrýva zem nad oblakmi a váha tejto vlny by mala tlačiť na ortuť, čím by ortuťový stĺpec nemohol klesať.
Avšak, myšlienka atmosferický tlak sa začala šíriť až po demonštrácii v roku 1654, ktorú vykonal purkmajster a vynálezca Otto von Guericke.