Понятие об атмосферном давлении
Физическое состояние воздуха атмосферы можно характеризовать не только температурой, влажностью, но и давлением. Эти показатели связаны между собой. Эту связь можно охарактеризовать уравнением состояния газов:
P = RT ,
где – плотность газа;
R – газовая постоянная (зависит от состава и влажности газа);
T – температура газа.
Атмосферным давлением называют числовое значение силы давления воздушного столба на единицу площади поверхности.
В любой точке атмосферы или земной поверхности атмосферное давление выражается весом всего вышележащего столба воздуха с основанием равным единице.
Для измерения атмосферного давления существует несколько единиц измерения: миллиметры ртутного столба (мм. рт. ст.); миллибары (мб), паскали (Па) или гектопаскали (гПа).
Для перехода от мм.рт.ст. к миллибарам или гектопаскалям существуют переводные формулы и коэффициенты.
Р мм.рт.ст. × 4/3 = Рмб или Рмб × 3/4 = Р мм.рт.ст
1 мб = 1000 дин/см2 = 0,75 мм рт.ст.
1 мм рт.ст. = 1,333 мб
Нормальное атмосферное давление – это средняя величина атмосферного давления на уровне моря при температуре 0ºС в умеренных широтах (45º). Оно близко к 760 мм.рт.ст. » 1013 мб (гПа) = 1033,3 г/см2 (10333 кг/м2). Эту величину давления называют еще одной атмосферой (1 атм.). Нормальное давление (1 атм.) в этом случае уравновешивается давлением столбика ртути высотой 760 мм сечением 1 см2. Если взять водный столб того же сечения, то высота столба воды составили 10330 мм.
Нормальное давление, таким образом, можно выражать следующим образом:
760 мм.рт.ст = 1013,25 мб = 101325 Па = 1013,25 гПа
Величина атмосферного давления зависит от: абсолютной высоты местности и температуры воздуха.
С высотой атмосферное давление уменьшается в связи с уменьшением высоты воздушного столба. Чем больше абсолютные высоты, тем меньше атмосферный столб, а, следовательно, меньше его вес. Атмосферный столб уменьшается за счет той части, где плотность воздуха максимальная.
Расстояние в метрах на которое нужно подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 мб (мм. рт. ст) называют барической ступенью. Их измеряют в метрах. В нижнем слое тропосферы (до высоты 1000 м) атмосферное давление понижается на 1 мм. рт. ст. при подъеме на 10,5 м. С высотой барическая ступень возрастает (см. табл. 14)
Величина барической ступени зависит от температуры. С повышением температуры на 1ºС она увеличивается на 0,4 %. В теплом воздухе барическая ступень больше, чем в холодном.
Барические ступени.
Высота (тыс. м)
|
0-1
|
1-2
|
2-3
|
3-4
|
4-5
|
5-6
|
Барич. ступень (м)
|
10,5
|
11,9
|
13,5
|
15,2
|
17,3
|
19,6
|
Давление атмосферы с высотой, в общем, закономерно убывает: на высоте 5 км оно меньше в 2 раза, чем на уровне моря, на высоте 10 км – в 4 раза, 15 км – в 8 раз, 20 км – в 18 раз.
Изменение давления атмосферы происходит повсеместно непрерывно и в довольно широких пределах. Значение давления часто приводят к одному уровню. Это можно сделать, при небольшой разнице высот (не более 1000 м.), с помощью упрощенной барометрической формулы (формула Б.Ф. Бабине):
Δh = 8000 × 2 (P1 - P2)/ (P1 + P2) × (1 + 0,04 t°) ,
где, Δh – разность высот двух пунктов (h2 - h1);
P1 – давление в нижнем пункте;
P2 – давление в верхнем пункте;
tº – температура (ºС) средняя между двумя уровнями.
8000 – высота «однородной» атмосферы (т.е. атмосферы одинаковой плотности, такой, какая она у подстилающей поверхности).

Давление воздуха и ветры в январе (по Б.П. Алисову).

Давление воздуха и ветры в июле (по Б.П. Алисову).
Литература
- Зубащенко Е.М. Региональная физическая география. Климаты Земли: учебно-методическое пособие. Часть 1. / Е.М. Зубащенко, В.И. Шмыков, А.Я. Немыкин, Н.В. Полякова. – Воронеж: ВГПУ, 2007. – 183 с.
Еще статьи о атмосфере
|