Как связано атмосферное давление с температурой воздуха кратко

Обновлено: 06.07.2024

Атмосферное давление это сила, с которой атмосфера (воздух) давит на земную поверхность. Несмотря на то что мы не видим воздух и он нам кажется невесомым, это не так. У воздуха есть вес, который передается в виде давления. На каждый квадратный сантиметр земной поверхности атмосфера давит столбом, который берёт начало от крайней точки атмосферы и до точки на земной поверхности. Сила давления такого столба на 1 см квадратный составляет 1,33 кг. Несложно подсчитать, что при каком давлении на каждого человека (статистически подсчитано, что средняя площадь равна 1,6 квадратных метра) давит воздушная масса примерно в 16 тонн. Казалось бы, такое давление должно раздавливать людей, но этого не происходит. Связано это с физиологией организма, который также обладает своим давлением, которое сопоставимо с тем, что воздействует на него из атмосферы.

В качестве нормального атмосферного давления используется давление, которое характерно для 45 широты и абсолютного уровня моря. При таких условиях нормальное атмосферное давление составляет 760 мм ртутного столба.

Измерительные приборы

В географии есть 2 прибор, с помощью которых можно определить давление атмосферы:

Ртутный барометр. В основном используется на метеостанциях, поскольку прибор хрупкий, а ртуть крайне опасный металл.
Барометр-анероид.

Ртутный барометр это труба из стекла размером в 1 метр. Один конец это трубы плотно запаян, а другой опущен в миску, которая содержит ртуть. При первом переворачивании прибора, жидкость заполняет трубу и указывает текущее давление. Казалось бы ртуть должна полностью заполнить трубу, но этого не происходит. Причина именно в воздушном давлении. В дальнейшем под воздействием этого показателя ртуть поднимается или опускается в колбе, позволяя метеорологам говорить о текущем давлении в атмосфере.

Влияние высоты на показатель

Одним из ключевых факторов изменения атмосферного давления является высота над уровнем моря. Если рассматривать этот вопрос упрощенно, то чем выше подниматься в атмосфере, тем давление становится меньше. Почему так происходит? Мы уже говорили про давящий столб на 1см2.

Если рассматривать две точки, из которых первая будет находиться на уровне Мирового океана, а вторая, например, на высокой горе, то длина столба, воздействующих на эти точки будет отличаться. Длина столба, давящая на горы, меньше, чем длина столба, давящая на нулевую отметку мирового океана, поэтому и атмосферное давление здесь меньше.

Второй важной характеристикой воздуха, непосредственно связанный с высокими уровнями, является плотностью. Мы часто слышим истории, что когда исследователи поднимаются на большие высоты, им становится тяжело дышать. Это же характерно и для воздухоплавателей. Происходит так потому, что чем выше тем плотность воздуха меньше. Так, если на высоте 12 км 1 кубический метр воздуха весит примерно 310 г, то на высоте 40 км он весит уже 4 г. В целом же ученые подсчитали, что если рассматривать исключительно тропосферу, как ближайший слой атмосферы к земле, то поднятие на каждые 100 м от уровня моря снижают значение атмосферного давления примерно на 10 мм ртутного столба. Поэтому зная, что на нулевой отметке давление составляет 760 мм ртутного столба, на основании показаний барометра можно определить текущую высоту местности.

Зависимость от температуры воздуха

Температура воздуха это один из ключевых факторов в формировании атмосферного давления. При нагревании воздух увеличивается, становится более плотным и одновременно более легким. В результате происходит снижение атмосферного давления. Если говорить о холодном воздухе, то он становится наоборот более тяжёлым, увеличивая атмосферное давление. Поэтому когда мы говорим о температуре воздуха, нужно понимать, что изменение этого показателя одновременно влечет и изменение воздушного давления.

Для понимания как происходит это движение (прежде всего замещение воздуха) посредством температур, можно рассмотреть циркуляцию в помещения. Воздух, нагреваясь от батареи, поднимается вверх к потолку. Там он находится какое-то время, остывает и опускается вниз. Затем он вновь попадает в батарее, нагревается и вновь поднимается вверх. Так происходит по замкнутому циклу.

Распределение давление по поясам

Рассматривая климатические зоны, мы отмечали, что они распределяются на Земле по поясному принципу. Для атмосферного давления, которое, как мы уже выяснили, так же сильно коррелирует с температурой воздуха, на нашей планете также прослеживается четкая поясность. На экваторе, где солнце светит наиболее интенсивно, установлен пояс низкого давления. От экватора теплый воздух посредством ветров движется к умеренным широтам. В ходе этого движения воздух остывает и тяжелеет, опускаясь вниз. Поэтому в районе 30-х широт образуется зона с высоким давлением.

Следующая зона высокого атмосферного давления образуется в районе южного и северного полюса. Причина - температура воздуха здесь всегда достаточно низкая, а снег и лёд кроме этого ещё и активно отталкивают солнечные лучи. Рассматривая тему ветров, мы говорили, что от полюсов происходит движение воздушных масс по направлению к экватору. Поэтому холодный воздух, постепенно двигаясь по направлению к экватору, становится более тёплым, образуя в районе 60-х широт пояс низкого атмосферного давления.

Изобаты

Изобаты применяются в картографии, обозначая линии, которые соединяют метки, характеризующие равное атмосферное давление. Определение может показаться сложным, но на примерах ниже все станет понятно. Есть 2 вида таких точек: замкнутые и незамкнутые.

Примером замкнутой изобары может служить циклон. Внутри такой изобаты пониженное атмосферное давление, поскольку выпадает большое количество осадков, которые образуют испарение, а также которые мешают быстрому прогреву поверхности. В результате внутри образуется область низким давлением, а её окружает область с высоким давлением.

Примером незамкнутой изобары служит антициклон. В данном случае в центре находится область с высоким атмосферным давлением, а за ее пределами находится область с низким атмосферным давлением. Эти ситуации возникают, когда внутри изобаты длительное время отсутствуют осадки, и поверхность легко и быстро прогревается. Это и служит одним из источников высокого атмосферного давления. Такие изобаты чаще всего встречаются в южной части Тихого океана или в северной части Атлантического океана.

Температура воздуха меняется в течение суток, а с ней меняется и атмосферное давление. Когда воздух нагревается, он увеличивается в объёме, становится менее плотным, его масса уменьшается, в связи с чем понижается и атмосферное давление. При остывании воздуха он уменьшается в объёме, становится более плотным, его масса увеличивается и, соответственно, атмосферное давление возрастает.

При повышении температуры воздуха атмосферное давление падает, при понижении температуры — возрастает. При понижении температуры на \(1\) °С атмосферное давление повышается на \(0,28\) мм рт. ст.

В течение года над сушей максимум давления наблюдается зимой, а минимум — летом. Над морем всё наоборот: минимум атмосферного давления приходится на зиму, а максимум — на лето. Это связано с тем, что водная поверхность долго нагревается и остывает по сравнению с сушей.

На земную поверхность давит сила находящегося выше атмосферного столба воздуха. Чем меньше высота этого столба, тем атмосферное давление ниже. Кроме того, по мере увеличения высоты плотность воздуха понижается.

Начиная с высоты \(3000\) м у неподготовленного человека может появится одышка и головокружение, это так называемая высотная болезнь. Связано это со снижением количества кислорода во вдыхаемом воздухе, а так же низким атмосферным давлением.

Все знают, что воздух - это то, что мы не можем увидит или потрогать. Но, несмотря на это у него есть своя масса и вес, которые оказывают своего рода влияние на поверхность Земли и все тела.

Таким образом атмосферное давление - это сила воздуха, которая давит на земную поверхность и на все предметы на ней.

Для того что бы измерять давление используют барометр. Есть два вида этих приборов: ртутный и металлический. Единица измерения - мм рт. ст. (это в России, паскали - это международная единица измерения). Нормой считается давление 750-760 мм рт. ст. Такой интервал обусловлен неровностями земной поверхности.

Как температура воздуха влияет на давление

Давление в атмосфере и температура воздуха – очень тесно связаны. Если температура подымается, то воздух увеличивается в объеме. Воздух становится легким и давление уменьшается. Если же температура воздуха падает, то давление, соответственно, увеличиваться. Именно по этому зимой давление выше, чем в жаркие летние дни.

В течении суток давление дважды подымается (утром и вечером) и дважды опускается (после полудня и после полуночи).

К стати, изменения давления влечет за собой изменения погоды. Например, если давление падает – ждите осадки, а если подымается - значит погода будет ясной и солнечной.

Есть еще такие понятия, как циклон и антициклон – это движения воздуха в виде вихря. Циклон понижает давление, а антициклон наоборот – повышает.

Давление на планете Земля распределено не равномерно. Ученые делят атмосферное давление на такие пояса:

первый пояс низкого давления. Он расположен над экватором. Так как там круглый год воздух прогреваться хорошо, он становиться очень легким и происходят его выходящее движения. Как последствие давление падает;
второй пояс низкого давление это умеренные широты;
первый пояс высокого давления – расположен над полюсами. В этом регионе температуры низкие в независимости от сезона. Воздух, в свою очередь холодный, более плотный и тяжелый. Он опускается. Происходит нисходящее движение воздуха, и давление в атмосфере увеличивается;
второй пояс высокого давление - тропики.

Все очень просто. Когда воздух нагревается, он увеличивается в объеме и становится менее плотным и более легким. Соответственно, если температура воздуха повышается, то давление падает, и наоборот – холодный воздух сжимается и давление растет. Также колебания атмосферного давления могут указывать и на погодные условия, если давление повышается, то скорее всего будет сухая погода, понижается – осадки

Погода на улице далеко не всегда соответствует обещаниям метеорологов. Несмотря на то, что в мире работают тысячи метеостанций, точно просчитать погоду не могут даже современные суперкомпьютеры. И все потому, что параметры атмосферы, определяющие погоду, легко меняются под воздействием тех или иных факторов.

Как связаны между собой давление и температура
Как изменяется внутренняя энергия о температуры
Как атмосферное давление влияет на артериальное

При нагревании тела расширяются, и наоборот – эти сведения можно найти даже в школьном учебнике физики. Атмосферный воздух подчиняется тем же самым закономерностям. При нагревании солнцем он расширяется, его теплые потоки поднимаются вверх, при этом давление падает. При похолодании воздух, напротив, сжимается, становится более плотным, давление растет. На величину атмосферного давления влияет и высота местности над уровнем моря. Чем она выше, тем ниже показания барометра. С увеличением высоты падает и температура воздуха.

Падение давления, как и его повышение, приводит к появлению ветра, так как потоки воздуха устремляются из областей с высоким давлением в области низкого. Это, в свою очередь, вызывает изменение погоды. Уменьшение давления обычно говорит о том, что погода скоро испортится. И наоборот, его повышение при дождливой погоде сигнализирует о скором прояснении. Почему так получается? Когда барометр падает, начинает поступать воздух из районов с более высоким давлением, принося облака. Когда показания барометра растут, воздух начинает распространяться в области с меньшим давлением, унося с собой атмосферную влагу.

Выйдите в жаркий летний день на берег моря. Куда дует ветер? С моря на сушу. Почему? Потому что почва нагревается быстрее земля менее теплоемка), от нее прогревается и поднимается вверх теплый воздух, давление падает. На его место с моря приходят потоки более прохладного и плотного воздуха. Ночью все наоборот: нагревшееся за день море отдает тепло воздуху, его потоки поднимаются, на смену им приходит прохладный воздух с берега.

Больше влияние на погоду оказывают циклоны и антициклоны. Циклон характеризуется пониженным давлением воздуха и вихревым движением против часовой стрелки. У антициклона все наоборот - движение по часовой стрелке, давление повышенное. Циклон всегда сопровождается сильными ветрами, антициклон – штилем или слабым ветром. Циклон приносит дожди и снегопады, антициклон – устойчивую ясную погоду.

Читайте также: