Атмосферное давление - одна из важнейших климатических характеристик, оказывающих влияние на и человека. Оно способствует формированию циклонов и антициклонов, провоцирует развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей. Доказательства, что воздух имеет вес, были получены еще в 17 веке, с тех пор процесс изучения его колебаний является одним из центральных для синоптиков.

Что такое атмосфера

Слово «атмосфера» имеет греческое происхождение, дословно оно переводится как «пар» и «шар». Это газовая оболочка вокруг планеты, которая вращается вместе с ней и образует единое целое космическое тело. Она простирается от земной коры, проникая в гидросферу, и заканчивается экзосферой, постепенно перетекая в межпланетное пространство.

Атмосфера планеты - это важнейший ее элемент, обеспечивающий возможность жизни на Земле. В ней содержится необходимый человеку кислород, от нее зависят показатели погоды. Границы атмосферы весьма условны. Принято считать, что они начинаются на расстоянии около 1000 километров от поверхности земли и затем на расстоянии еще 300 километров плавно переходят в межпланетное пространство. По теориям, которых придерживается NASA, эта газовая оболочка заканчивается на высоте около 100 километров.

Она возникла в результате извержения вулканов и испарения веществ в космических телах, падавших на планету. Сегодня состоит из азота, кислорода, аргона и других газов.

История открытия атмосферного давления

До 17 века человечество не задумывалось о том, имеет ли воздух массу. Не было и никаких представлений о том, что такое атмосферное давление. Однако, когда герцог Тосканский решил оборудовать знаменитые флорентийские сады фонтанами, его проект с треском провалился. Высота водяного столба не превышала 10 метров, что противоречило всем представлениям о закономерностях природы в то время. Именно здесь берет начало история открытия атмосферного давления.

Изучением этого феномена занялся ученик Галилея, итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли. С помощью опытов на более тяжелом элементе, ртути, спустя несколько лет ему удалось доказать наличие веса у воздуха. Он впервые создал вакуум в лаборатории и разработал первый барометр. Торричелли представлял стеклянную трубку, заполненную ртутью, в которой под воздействием давления оставалось такое количество вещества, которое уравнивало бы давление атмосферы. Для ртути высота столба равнялась 760 мм. Для воды - 10,3 метра, это именно та высота, на которую поднялись фонтаны в садах Флоренции. Именно он открыл для человечества, что такое атмосферное давление и как оно влияет на жизнь человека. в трубке было названо в его честь «торричеллиевой пустотой».

Почему и вследствие чего создается атмосферное давление

Один из ключевых инструментов метеорологии - изучение движения и перемещения воздушных масс. Благодаря этому можно получить представление о том, вследствие чего создается атмосферное давление. После того как было доказано, что воздух имеет вес, стало ясно, что на него, как и на любое другое тело на планете, действует сила притяжения. Именно этим обуславливается возникновение давления, когда под влиянием гравитации находится атмосфера. Атмосферное давление может колебаться из-за различий массы воздуха на разных участках.

Там, где воздуха становится больше, оно более высокое. В разреженном пространстве наблюдается снижение атмосферного давления. Причина изменения кроется в его температуре. Он нагревается не от лучей Солнца, а от поверхности Земли. Нагреваясь, воздух становится легче и поднимается вверх, в то время как охлажденные воздушные массы опускаются вниз, создавая постоянное, непрерывное движение Каждый из этих потоков имеет разное атмосферное давление, что провоцирует появление ветров на поверхности нашей планеты.

Влияние на погоду

Атмосферное давление - один из ключевых терминов в метеорологии. Погода на Земле формируется из-за воздействия циклонов и антициклонов, которые образуются под воздействием перепадов давления в газовой оболочке планеты. Для антициклонов характерны высокие показатели (до 800 мм ртутного столба и выше) и низкая скорость движения, в то время как циклоны - это области с более низкими показателями и высокой скоростью. Смерчи, ураганы, торнадо также формируются из-за резких перепадов атмосферного давления - внутри смерча оно стремительно падает, достигая 560 мм ртутного столба.

Движение воздуха приводит к изменению погодных условий. Ветры, возникающие между областями с разными уровнями давления, перегоняют циклоны и антициклоны, вследствие чего создается атмосферное давление, формирующее те или иные погодные условия. Эти движения редко имеют систематический характер, и их очень трудно предугадать. В зонах, где повышенное и пониженное атмосферное давление сталкиваются, происходит изменение климатических условий.

Стандартные показатели

Средним показателем в идеальных условиях считается уровень 760 мм ртутного столба. Уровень давления изменяется с высотой: на низинах или территориях, расположенных ниже уровня моря, давление будет более высоким, на высоте, где воздух разреженный, напротив, его показатели снижаются на 1 мм ртутного столба с каждым километром.

Пониженное атмосферное давление

Оно понижается с увеличением высоты из-за удаления от поверхности Земли. В первом случае этот процесс объясняется снижением воздействия гравитационных сил.

Нагреваясь от Земли, газы, из которых состоит воздух, расширяются, их масса становится легче, и они поднимаются в более высокие Движение происходит до тех пор, пока соседние воздушные массы не окажутся менее плотными, тогда воздух распространяется по сторонам, а давление выравнивается.

Традиционными территориями с более низким атмосферным давлением считаются тропики. На экваториальных территориях всегда наблюдается пониженное давление. Однако зоны с повышенным и пониженным показателем распространены над Землей неравномерно: в одной географической широте могут присутствовать участки с разными уровнями.

Повышенное атмосферное давление

Самый высокий уровень на Земле наблюдается на Южном и Северном полюсах. Это объясняется тем, что воздух над холодной поверхностью становится холодным и плотным, его масса увеличивается, следовательно, его сильнее притягивает к поверхности гравитацией. Он опускается, а пространство над ним заполняется более теплыми воздушными массами, вследствие чего создается атмосферное давление с повышенным уровнем.

Влияние на человека

Нормальные показатели, характерные для местности проживания человека, не должны оказывать никакого воздействия на его самочувствие. Вместе с тем атмосферное давление и жизнь на Земле неразрывно связаны. Его изменение - повышение или понижение - может спровоцировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей с повышенным артериальным давлением. Человек может испытывать боли в области сердца, приступы беспричинной головной боли, снижается работоспособность.

Для людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей, опасными могут стать антициклоны, приносящие повышенное давление. Воздух опускается и становится более плотным, увеличивается концентрация вредных веществ.

Во время колебаний атмосферного давления у людей снижается иммунитет, уровень лейкоцитов в крови, поэтому не рекомендуется в такие дни нагружать организм физически или интеллектуально.

Примерно третья часть населения нашей планеты чувствительно реагирует на изменения окружающей среды. Больше всего на самочувствие человека влияет атмосферное давление – притяжение воздушных масс к Земле. Какое атмосферное давление считается нормальным для человека – это зависит от местности, в которой он пребывает подавляющую часть времени. Каждому комфортными будут казаться привычные для него условия.

Что такое атмосферное давление

Планету опоясывает воздушная масса, которая под влиянием гравитации давит на любой предмет, включая человеческое тело. Сила называется давлением атмосферы. На каждый квадратный метр давит столб воздуха весом примерно 100000 кг. Измерение атмосферного давления производится специальным прибором – барометром. Измеряется в паскалях, миллиметрах ртутного столба, миллибарах, гектопаскалях, атмосферах.

Норма атмосферного давления составляет 760 мм рт. ст., или 101 325 Па. Открытие явления принадлежит известному физику Блезу Паскалю. Ученый сформулировал закон: на одинаковом расстоянии от центра земли (не имеет значения, в воздухе, на дне водоема) абсолютное давление будет одинаковым. Он же первый предложил измерять высоты методом барометрического выравнивания.

Нормы атмосферного давления по регионам

Узнать, какое атмосферное давление считается нормальным для здорового человека, невозможно – нет однозначного ответа. По разным регионам земного шара воздействие неодинаково. В пределах относительно небольшой площади эта величина может заметно различаться. Например, в Средней Азии стандартными считаются слегка повышенные цифры (в среднем 715-730 мм рт. ст.). Для средней полосы России нормальное атмосферное давление равно 730-770 мм рт. ст.

Показатели связаны с приподнятостью поверхности над уровнем моря, направлением ветра, влажности и температуры окружающей среды. Теплый воздух весит меньше, чем холодный. Над областью с повышенной температурой или влажностью сжатие атмосферы всегда меньше. Люди, живущие в высокогорных районах, не чувствительны к таким показателям барометра. Их организм формировался в этих условиях, и все органы прошли соответствующую адаптацию.

Как давление влияет на людей

Идеальной считается величина 760 мм рт. ст. Что же ждет при колебаниях ртутного столба:

1. Изменение оптимальных показателей (до 10 мм/ч) уже приводит к ухудшению самочувствия.
2. При резком повышении, понижении (в среднем на 1 мм/ч) даже у здоровых людей отмечается значительное ухудшение самочувствия. Появляется головная боль, тошнота, потеря работоспособности.

Метеозависимость

Чувствительность человека к условиям погоды – смене ветра, геомагнитным бурям – называют метеозависимостью. Влияние атмосферного давления на до конца еще не изучено. Известно, что при смене погодных условий создаётся внутреннее напряжение внутри сосудов и полостей организма. Метеозависимость может быть выражена:

• раздражительностью;
• болями различной локализации;
• обострением хронических болезней;
• общим ухудшением самочувствия;
• проблемами с сосудами.

В большинстве случаев от метеозависимости страдают люди со следующими заболеваниями:

• болезни дыхательных путей;
• нарушения обмена веществ;
• гипо- и гипертония.

Реакция на повышенное давление

Снижение показателей барометра хотя бы на 10 единиц (770 мм рт. ст. и ниже) оказывает негативное влияние на здоровье. Особенно страдают от погодных изменений люди с давними заболеваниями сердечно-сосудистой и пищеварительной системы. Медики в такие дни рекомендуют снизить физические нагрузки, меньше бывать на улице, не злоупотреблять тяжелой пищей и алкоголем. Среди основных реакций.

Задумывались ли вы когда-нибудь о том, почему в некоторые дни ощущаете ухудшение самочувствия и вялость, хотя вроде бы всё происходит как всегда?Возможно, вы даже связали это с ухудшением погодных условий, заметив, что на плохую погоду обостряются заболевания. Однако остается непонятным, как именно плохая погода отображается на здоровье. Ответ прост - всё дело в действии атмосферного давления на человека.

Про атмосферное давление

Атмосферное давление - это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли, а также на все предметы, которые находятся на ней. Оно постоянно меняется и зависит от высоты и массы воздуха, его плотности, температуры, направленности циркуляции потоков, высоты над уровнем моря, широты.

Измеряется в таких единицах:

• торр или миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.);
• паскаль (Па, Ра);
• килограмм-сила на 1 кв. см;
• другие единицы.

Чтобы измерять атмосферное давление, понадобятся ртутные и металлические барометры.

Какое атмосферное давление низкое, а какое - высокое

Воздействие атмосферы снижается при повышении температуры (летом), а повышается при её понижении (зимой). Оно также снижается после 12 часов и после 24 часов, а поднимается с утра и к вечеру.

На высокие точки на поверхности Земли давит меньший слой воздуха, чем на низкие, поэтому тяжесть атмосферы в таких точках меньше. На точки, расположенные ближе к полюсам, атмосфера давит сильнее из-за холода. Поэтому возникла необходимость определить точку отсчета. В качестве нормы принято считать показатель на уровне моря и широте 45 °.

Важно! Нормальное атмосферное давление равно 760 мм рт. ст. или 101 325 Па.

Видео: атмосферное давление Соответственно, если давление составляет больше 760 мм рт. ст., оно для метеорологов будет повышенным, если меньше - пониженным. Однако это утверждение не относится к конкретным людям. Нормальное атмосферное давление - это понятие условное, оно не обозначает оптимальное для человека.

Люди живут в разных климатических зонах, на разных широтах, на разной высоте над уровнем моря, поэтому ощущают на себе разную силу тяжести воздуха, поэтому определить оптимальный уровень для всех невозможно.

Можно лишь сказать, что для конкретного человека оптимальным будет тот уровень, что является нормой (с учетом высоты над уровнем моря и других факторов) для местности, в которой он проживает.

Другими словами, давление, которое для жителей Африки в районе экватора будет считаться нормальным, может оказаться пониженным для жителей Заполярья, если они приедут в Африку на экскурсию.

Влияние и взаимосвязь с организмом человека

Около ¾ населения Земли являются метеозависимыми и реагируют на понижение атмосферного давления ухудшением самочувствия. Метеозависимые люди чувствуют колебания ртутного столбика, когда оно составляет около 10 мм.

Ухудшение самочувствия при пониженном атмосферном давлении, прежде всего, связано с пониженным содержанием в нем кислорода и повышением давления воздуха внутри нас.

Важно! На каждого человека давит в среднем от 12 до 15 т воздуха, который не раздавливает людей из-за того, что внутри нас тоже находится воздух, давящий с равнозначной силой.

Видео: влияние и взаимосвязь атмосферного давления с организмом человека Состояние здоровья ухудшается из-за того, что воздух внутри человека стремится войти в равновесие с воздухом вокруг него и выходит из тела. Поэтому в космосе, где нет атмосферы, без скафандра из человека выйдет весь воздух.

Жидкость закипает при наличии сопротивления воздуха при +100 °С, при его ослабевании температура понижается. Если подняться на высоту 19 200 м выше уровня моря, кровь в теле закипит.

Различают 3 типа зависимости:

1. Прямая - когда артериальное давление повышается вслед за повышением атмосферного, и наоборот. Этот тип знаком гипотоникам, у которых артериальное давление обычно ниже нормы.
2. Обратная - когда артериальное давление падает при повышении атмосферного, и наоборот. В основном, такое характерно для гипертоников.
3. Неполная обратная - когда изменяется только верхний или нижний уровень артериального давления. Так, изменение метеорологических условий может повлиять на людей, которым в обычных условиях не знакома гипертония или гипотония.

Сила тяжести атмосферы уменьшается перед ухудшением погодных условий, это проявляется у человека следующими симптомами:

• нервозность;
• мигрень;
• вялость;
• ломота в суставах;
• онемение пальцев рук и ног;
• затрудненное дыхание;
• ускоренное сердцебиение;
• спазм сосудов, проблемы кровообращения;
• ухудшение зрения;
• тошнота;
• удушье;
• головокружение;
• разрыв барабанной перепонки.

Чем опасно низкое атмосферное давление

Механизм влияния пониженной силы тяжести воздуха проявляется таким образом:

1. Повышается влажность воздуха, становится труднее дышать.
2. Воздух становится легче потому, что его меньше, то есть количество кислорода, содержащегося в нем, также уменьшается. Наступает кислородное голодание.
3. От недостатка кислорода страдают клетки головного мозга, сердце, сосуды, органы дыхания.
   
4. Кислородное голодание мозговых клеток вызывает изменения в психическом состоянии - эйфория сменяется апатией и депрессией.
5. В результате начинает болеть голова, причем обычные лекарства эту боль снять не могут. Человек чувствует головокружение, тошноту, слабость.
6. Рефлекторной реакцией организма на понижение поступления кислорода является учащенное дыхание.
7. С другой стороны, напряженная работа органов дыхания вызывает увеличение потребности в кислороде. При этом за счет большего количества выдохов из организма выходит большее количество углекислого газа. В ответ на это дыхательный центр ослабевает нагрузку, количество вдохов снижается.
8. Ускоренное сердцебиение приводит к увеличению количества сердечных приступов. Кровь начинает с большей силой течь по сосудам, артериальное давление повышается.
9. С другой стороны, в ответ на снижение кислорода в крови начинают вырабатываться в повышенном количестве красные кровяные тельца, чтобы переносить больше кислорода. Кровь густеет, внутренние органы увеличиваются, сердцу становится труднее перекачивать кровь, она медленнее течет по сосудам, артериальное давление падает.
   
10. Падение артериального давления ухудшает самочувствие не только гипотоников, но и гипертоников, принимающих лекарства для его понижения.
11. Сгущение крови ухудшает ее течение по мелким сосудам, кровоснабжение суставов и конечностей ухудшается, появляется ломота в суставах и онемение конечностей.
12. Ухудшение кровоснабжения и работы головного мозга снижает остроту зрения.
13. Повышается напор воздуха внутри организма - в желудочно-кишечном тракте, это вызывает подъем диафрагмы и сжимание легких, то есть дыхание затрудняется. Эта же причина может вызвать разрыв барабанной перепонки.
14. Повышается сопротивляемость кожных покровов, организм ощущает стресс, вырабатывает больше стрессовых гормонов, повышается количество лейкоцитов в крови.

Понижение силы тяжести воздуха отрицательно сказывается на самочувствии большинства людей, поэтому такие показатели стоит внимательно отслеживать. Чтобы уменьшить отрицательное влияние, в такие дни следует вести более спокойный и здоровый образ жизни.

Сердечно-сосудистые патологии накладывают правила на образ жизни человека и полезно знать, как атмосферное давление влияет на артериальное давление .

Зависимость состояния людей от атмосферного давления касается не только скачков АД, у человека с психическими расстройствами усиливается проявление навязчивых состояний, страхов и фобий. Приняв травяные сборы и успокоительные лекарства можно снять неприятные симптомы.

При болезнях суставов повышаетс я вероятность болевых приступов в местах переломов и там, где проблемы. Часто проявляется влияние атмосферного давления на артериальное давление .

Люди чувствуют себя хорошо при атмосферном давлении 760 мм рт. столба, если оно поднимается или снижается до 10 мм – не сказывается на самочувствии. В ысокое атмосферное давление или низкое чувствуют люди с проблемами кровообращения.

Рассказывая, как влияет атмосферное давление на артериальное давление, люди упоминают раздражительность, слабость, сонливость, боли в мышцах и скачки показаний тонометра.

Как меняется давление от погоды

Биометеорология – наука, которая изучает, как влияет атмосферное давление на человека . Исследованию подлежат случаи метеопатии, погодной зависимости у здоровых и больных людей, включая тех, кому метеочувствительность передалась по наследству. Чтобы снизит ь влияние погоды на самочувствие, нужно следить за прогнозом. Основная информация, которая имеет значение о т ом , что ожидается циклон или антициклон. Эти метеорологические термины означают, что на территорию придут массы воздуха с пониженным давлением (циклон) или с повышенным (антициклон).

Считается, что есть три варианта зависимости артериального давления от атмосферного:

• Прямая. При такой зависимости атмосферное давление и гипертония (гипотония) действуют синхронно — при низком атмосферном давлении АД падает, при высоком – растет. Такая зависимость встречается при п ониженном АД (гипотонии).
• Частичная обратная. При такой зависимости влияние атмосферного давления на артериальное давление человека проявляется изменением показателей – систолического или диастолического давления. Другой показатель артериального давления остается неизменным.
• Обратная. Такая зависимость проявляется т ем , что на фоне снижения атмосферного давления происходит повышение артериального давления. Такая закономерность свойственна гипертоникам.

Склонность к зависимости от атмосферных скачков давления есть у людей с заболеваниями сердца и сосудов. От перемен погоды зависит состояние людей с неврологическими расстройствами, аллергиков, с болезнями суставов. У перечисленных групп п овышаются неприятные симптомы.

Влияние циклона на артериальное давление

Чем меньше показатели атмосферного давления, тем вероятнее изменение погоды: повышение температуры, высокая влажность, осадки и облачность.

В воздухе п овышаетс я процент углекислого газа, а кислорода – падает. Такие изменения погодных условий отрицательно сказываются на гипотониках – из-за недостатка кислорода у них проявляются недомогания:

• циркуляция крови замедляется и пульс слабеет;
• кровь хуже поступает к органам, падает АД;
• дыхание затрудняется;
• выявляется сонливость и быстрая утомляемость, головокружение и тошнота;
• внутричерепное давление растет, на фоне этого возникают спазмы, превращающиеся в головные боли.

Для улучшения самочувствия и избавления от мигрени, а также сопутствующих симптомов, врачи советуют людям с пониженным АД высыпаться, обратить внимание на закаливание и водные процедуры (плавание, контрастный душ).

Утром скажется на самочувствии чашечка крепкого чая или кофе. Периодически нужно подбадривать организм настойкой женьшеня, не забывать пить чистую воду около 2 л в день.

Влияние антициклона на артериальное давление

Чем выше показатели атмосферного давления в местности, тем больше вероятность установления сухой и безветренной погоды. В крупных городах такая погода чревата скоплением в атмосфере вредных примесей. Такое атмосферное давление для гипертоников становится испытанием. Всем, у кого гипертония и чувствительность к переменам погоды придется столкнуться с симптомами:

• сердце бьется быстрее, на фоне чего повышенное давление растет;
• кожа начинает краснеть;
• на фоне плохого самочувствия наблюдается слабость;
• в ушах появляется шум, перед глазами – мушки, в голове – пульсация.

Сильно ощущают изменения погоды люди с г ипертонической болезнью в преклонном возрасте. Их организм ослаблен возрастными изменениями накопленными болезнями, в результате есть риск гипертонического криза, поражения сердца и сосудов. Чтобы атмосферное давление на гипертоников действовало менее выражено, врачи рекомендуют постельный режим и диету, пока погода не установится.

Повышенное АД нужно снижать постепенно, п онизив его резко, можно спровоцировать инсульт. Среди рекомендаций для гипертоников, основные: снижение физических нагрузок, употребление низкокалорийных продуктов, избегать душных и жарких помещений, не забывать про воду.

Есть разница, как влияет низкое атмосферное давление и высокое на равнине и при изменениях высоты. Гипертонику не следует подниматься выше уровня моря, особенно при высоком атмосферном давлении.

Не нужно планировать подъем в горы, перелеты, если прогноз погоды говорит, что атмосферное давление повысится на м алую дольку.

Врачи выработали ряд рекомендаций для метеочувствительных граждан с учетом того, к акое у людей давление. Главная рекомендация – нормализовать здоровье с целью устранить влияние хронической патологии, из-за которой повышается метеочувствительность.

Здоровые люди не страдают от изменений погоды, им не приходится сталкиваться с болями, бессилием, раздражительностью и сильными проявлениями дискомфорта на фоне изменений скорости ветра, показателей влажности и температуры воздуха.

Пациентам с гиперчувствительностью врачи рекомендуют ограничить контакт с возможными аллергенами. Людям с аутоиммунными заболеваниями не прекращать прием иммуномодуляторов. Снизить метеочувствительность поможет строгий график, где прописан режим активности и отдыха, смена деятельности и занятия спортом.

Важно верно скорректировать свой рацион, обогатить его витаминами и минералами. Это поможет нормализовать общее состояние организма, наладить работу органов и систем. Желательно планировать свои дела в перспективе с учетом прогноза погоды, если возможны перепады атмосферного давления, не намечать ничего серьезного и важного, требующего предельной концентрации и физических сил.

Каждый организм индивидуален и погоду ощущает по-разному. Но любой человек может улучшить качество своей жизни, изменив свой взгляд на физическую активность, вредные привычки, рацион.

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.