Атмосфералық қысым

Атмосфералық қысым — атмосфераның қысымы, қолданылып жүрген барлық ондағы заттар мен жер бетіне тең модуль ететін күштің атмосферада бірлігіне бетінің нормасы бойынша, ол[1]. «Покоящейся стационарлық атмосферада қысым сан жағынан тең салмағы вышележащего бағанасы, ауа негізі алаңы, тең бірлікте. Атмосфералық қысым болып табылады термодинамикалық параметрлерінің жай-күйіне, атмосфераның, ол байланысты өзгеретін уақыты мен орны[2]. Қысым шамасы скалярная бар, өлшемі L−1MT−2, өлшенеді барометрі.

Өлшем бірлігі Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) болып табылады паскаль (орыс белгісі: Па; халықаралық: Pa). Сонымен қатар, Ресей Федерациясының ретінде внесистемных бірлік қысым жіберілді пайдалану, бар, мм сынап бағанасы, мм су бағанасы, метр су бағанының, килограмм-күш / шаршы сантиметрге және техникалық атмосфера[3]. Атмосфералық қысым тең қысымы биіктігі 760 мм сынап бағанының температурада 0 °C, деп аталатын қалыпты атмосфералық қысымда (101 325 Па)[2]. Биіктігі атмосфералық қысым азаяды. Мысалы, тау ауруы басталады биіктігі шамамен 2-3 км, ал атмосфералық қысым шыңында Білдірді шамамен 1/4-көрсеткіш-теңіз деңгейінде.

Болуы атмосфералық қысым әкелді адамдардың есінен да 1638 жылы болған сәтсіз затея ханзада Тосканского безендіруге бақтар Флоренция фонтанами — су көтергеніне жоғары 10,3 метр. Іздеу себептерінің және тәжірибелер неғұрлым ауыр зат — сынап, қабылданған Эванджелистой Торричелли, әкелді, ол 1643 жылы ол дәлелдеді ауа салмағы бар[5]. Бірге В. Вивиани, Торричелли бірінші тәжірибесі бойынша өлшеу атмосфералық қысым, изобретя бірінші ртутный барометр — шыны түтікке, жоқ ауа. Осындай тұтқасы сынап көтеріледі биіктігі шамамен 760 мм[6].Жер бетіндегі атмосфералық қысым өзгереді жұмыс орнына және уақыт. Әсіресе маңызды анықтайтын ауа райында непериодические өзгерістер атмосфералық қысымның пайда болуына байланысты, дамуына және бұзылуына, баяу қозғалатын облыстардың жоғары қысымды (антициклонов) және салыстырмалы тез қозғалатын үлкен құйындар (циклондардың), царствования үшін төменгі қысымы. Атап тербелісі атмосфералық қысымның теңіз деңгейіндегі шегінде 641 — 816 мм. сын. бағ. құжат[7] (ішіндегі смерча қысым төмендейді және жетуі мүмкін маңызы бар 560 мм сынап бағанасы)[8].

Стационарлық жағдайларда атмосфералық қысым кемиді қарай биіктігін ұлғайту, өйткені ол құрылады тек вышележащим қабаты атмосфера. Қысымының биіктікке сипатталады барометрлік формуласы[9].

Карталарда атмосфералық қысым бейнеленеді көмегімен изобар — изолиний қосатын нүктелері бірдей приземным атмосфералық қысыммен, міндетті түрде теңіз деңгейіне келтірілген[10].

Атмосфералық қысым — өте изменчивый метеоэлемент. Оның анықтау керек, ол байланысты, биіктігінің тиісті бағанының ауаның тығыздығы, жеделдету ауырлық күшінің, ол өзгеріп отырады ендік орнын және биіктік теңіз деңгейінен.

1 Па = 0,0075 мм. сын. бағ. құжат Немесе 1 мм. сын. бағ. ст. = 133,3 Па

Химия стандартты атмосфералық қысымы 1982 жылғы бойынша ұсыныстар IUPAC болып саналады қысымы 100 кПа тең[11]. Атмосфералық қысым болып табылады, ең елеулі сипаттамаларын атмосфераның күйін. «Покоящейся атмосферада қысым кез келген нүктесінде тең салмағы вышележащего бағанасының ауа жекелей қимасы.

СГС жүйесінде 760 мм. сын. бағ. құжат баламалы 1,01325 бар (1013,25 мбар) немесе 101 325 Па Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ).

Биіктігі, оны көтерілуі немесе түсуі үшін қысым өзгерді 1 гПа (гектопаскаль), деп аталады «барической (барометрлік) сатысы». Барической сатысы ыңғайлы пайдалануға міндеттерді шешу кезінде талап етпейтін жоғары дәлдік, мысалы, бағалау үшін қысым белгілі биіктік айырмасының. Есептегенде, атмосфера бастан емес, айтарлықтай тік жеделдету (ол квазистатическом жай-күйі), негізгі заңның статиканың аламыз, не барическая саты {\displaystyle h} h тең болады: Кезінде ауаның температурасы 0 °C және атмосфералық қысым 1000 гПа, барическая саты тең 8 м/гПа. Демек, қысым азайып, 1 гПа, көтерілу, 8 метр.

Өсуімен температура өсуіне және биіктік теңіз деңгейінен ол өседі (атап айтқанда, 0,4% — ға, әрбір градус қыздыру), яғни ол тікелей пропорционалды температура және кері пропорционал қысым. Шамасы, кері барической сатысы — тік барический градиенті, яғни өзгерту қысым көтерілген кезде немесе түсіру 100 метр. Температурасы 0 °C және атмосфералық қысым 1000 гПа ол тең 12,5 гПа.

Температура 1 градус, қысымы артады 0,28 мм. сын. бағ. құжат

Көптеген метеостанция таратады «деп аталатын синоптические жеделхат» көрсетіледі қысымды теңіз деңгейіне келтірілген (қараңыз: КН-01, METAR). Бұл үшін қысым болды сравнимо орналасқан станцияларда әр түрлі биіктікте, сондай-ақ қажеттіліктері үшін авиация. Келтірілген қысым пайдаланылады сондай-ақ, синоптикалық карталарда.

Келтіру кезінде қысымды теңіз деңгейіне пайдаланады қысқартылған формуласы Лаплас:

{\displaystyle z_{2}-z_{1}=18400(1+\lambda t)\lg(p_{1}/p_{2})} z_{2}-z_{1}=18400(1+\lambda t)\lg(p_{1}/p_{2}).
Яғни, біле қысым мен температураны деңгейінде {\displaystyle z_{2}} z_{2} табуға болады қысым {\displaystyle p_{1}} p_{1} теңіз деңгейінде {\displaystyle z_{1}=0} z_{1}=0.

Есептеу қысым биіктікте {\displaystyle h} h қысымы теңіз деңгейінде {\displaystyle P_{0}} P_0 және ауаның температурасы {\displaystyle T} ‘ T:

{\displaystyle P=P_{0}e^{-Mgh/RT}} P=P_{0}e^{{-Mgh/RT}},
онда {\displaystyle P_{0}} P_0 — қысым Па-теңіз деңгейінде [Па];
{\displaystyle M}, M — молярлық масса, құрғақ ауа, M = 0,029 кг/моль;
{\displaystyle g}, g — еркін түсу үдеуі, g = 9,81 м/с2;
{\displaystyle R}, R — әмбебап газ тұрақтысы, R = 8,31 Дж/моль·К;
{\displaystyle T} ‘T — абсолюттік температура, К, {\displaystyle T=t+273,15} {\displaystyle T=t+273,15}, {\displaystyle t}’ t — ауа температурасы Цельсий бойынша, жылына пайыздар градус Цельсий (белгіленуі: °C);
{\displaystyle h} h — биіктігі, м.

Шағын биіктіктерде әрбір 12 м, көтеру азайтады атмосфералық қысым 1 мм. сын. бағ. құжат үлкен биіктіктерде бұл заңдылық бұзылады[5].

Қарапайым есептеулер (температура) береді:

{\displaystyle P=P_{0}(0,87)^{h}=P_{0}\cdot 10^{-0,06 h}} P = P_0 (0,87)^h = P_0 \cdot 10^{-0,06 h},
онда {\displaystyle h} h — биіктігі километрмен.

Өлшеу және есептеу көрсетеді толық келісімде, көтеру кезінде теңіз деңгейінен әр километріне қысымы төмендейді 0,1 үлесін; дұрыс және түсіруге терең шахтаның астында деңгейі теңізі — түсіру бір шақырым қысымы өсе түседі 0,1 өз маңызы бар.

Сөз өзгерту туралы 0,1 мәнінен алдыңғы биіктігі. Бұл көтеру кезінде бір шақырым қысым азаяды дейін 0,9 (дәлірек айтқанда, 0,87[ескерт 1]) теңіз деңгейіндегі қысым.

Ауа райындағы және таратылатын мәліметтерде халықты интернет арқылы радио пайдаланылады неприведенное қысым, яғни, нақты қысым деңгейінде жерде.

Ауа, қоршаған орта, Жер, бар массасы, және қарамастан, бұл массасы атмосфераның шамамен миллион есе аз массасын Жер (атмосфераның жалпы массасы тең 5,2*1021 г, ал 1 м3 ауаның жер бетінің салмағы 1,033 кг), бұл массасы ауаның қысым көрсетеді барлық нысандар жер бетінде. Күш, ауа ауыр салмақ салынып отырмағанын айтамын жер бетіне деп аталады атмосфералық қысым.

Әрбір біз ауыр салмақ салынып отырмағанын айтамын бағана ауаның 15 т, Мұндай қысым қиратуға қабілетті барлық тіршілік. Неге біз оны сезінеміз? Бұл қысым ішінде біздің ағза сияқты атмосфералық.

Осылайша, ішкі және сыртқы қысым уравновешиваются.

Барометр
Атмосфералық қысым өлшенеді миллиметр сынап бағанасы (мм. сын. бағ. — құжат). Оны айқындау үшін пайдаланады арнайы аспаппен — барометрі (грек тіл. baros — ауырлық, салмақ және metreo — өлшеу). Алайда, сынап және безжидкостные барометрлер.

Безжидкостные барометрлер алды атауы барометрлер-анероиды (грек тіл. ал теріс бәрі, nerys — су, т. е. тұрақты көмек сұйықтық) (сур. 1).

Өсуімен температура өсуіне және биіктік теңіз деңгейінен ол өседі (атап айтқанда, 0,4% — ға, әрбір градус қыздыру), яғни ол тікелей пропорционалды температура және кері пропорционал қысым. Шамасы, кері барической сатысы — тік барический градиенті, яғни өзгерту қысым көтерілген кезде немесе түсіру 100 метр. Температурасы 0 °C және атмосфералық қысым 1000 гПа ол тең 12,5 гПа.

Температура 1 градус, қысымы артады 0,28 мм. сын. бағ. құжат

Үшін қалыпты атмосфералық қысым шартты түрде қабылданды ауаның қысымы теңіз деңгейінде арналған ауқымдылығы 45° с температурада 0 °С. бұл жағдайда, атмосфера ауыр салмақ салынып отырмағанын айтамын әрбір 1 см2 жер бетінің күшпен 1,033 кг, ал салмағы осы ауа уравновешивается ртутным столбиком биіктігі 760 мм.

Торричелли Тәжірибесі
Шамасы 760 мм алғаш рет алынған 1644 ж. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) және Винченцо Вивиани (1622-1703) — оқушылармен аса көрнекті итальяндық ғалым Галилео Галилейдің.

Э. Торричелли запаял бір аяғына ұзақ шыны түтікке с делениями, наполнил сынаппен және опустил » шыны аяқты сынаппен де барып ойлап табылєан бірінші ртутный барометр, ол атауын алды түтіктер Торричелли). Деңгейі сынап тұтқасы төмендеді, сонымен бір бөлігі ретінде сынап вылилась в шыны аяқты және метріне 760 миллиметр. Үстінен столбиком сынап пайда болған пустота, ол атауын алды Торричеллиевой қуыстарына (сур. 2).

Э. Торричелли деп ойлаймын, бұл қысым-атмосфераның жер бетіне сынап чашке уравновешивается салмағы бағана сынап тұтқасы. Биіктігі осы бағанасының деңгейінен — 760 мм. сын. бағ. құжат

Бұл санау үшін бір атмосфера (атм.). Халықаралық бірлік жүйесінде (СИ) 1 атм. = 101 325 Паскалей (Па). Блез Паскаль (1623-1662) — француз ғалымы, оның құрметіне аталды бірлік қысым.

1 Па = 10-5 бар; 1 бар = 0,98 атм.

Жоғары және төмен атмосфералық қысым
Ауаның қысымы жер шарындағы әр түрлі болуы мүмкін кең шегінде. Егер ауа қысымы көп 760 мм. сын. бағ. құжат болса, онда ол деп саналады жоғары, төмен — төмен.

Өйткені көтерумен жоғары ауа неғұрлым разреженным, атмосфералық қысым төмендейді (тропосфере орта есеппен 1 мм-әрбір 10,5 м. көтеру). Сондықтан, аумақтардың, орналасқан әртүрлі теңіз деңгейінен биіктігі, орташа болады, өзінің мәні атмосфералық қысым. Мысалы, Мәскеу жүктеледі биіктігі 120 м теңіз деңгейінен жоғары, сондықтан орташа атмосфералық қысым ол үшін — 748 мм рт. ст. құжат

Атмосфералық қысым бір тәулік ішінде екі рет артады (таңертең және кешке) және екі рет төмендейді (түстен кейін түн). Бұл өзгерістер байланысты температурасының өзгеруіне және өткізуге ауа. Бір жылдың ішінде материках максималды қысымы байқалады қыста, қашан ауа переохлажден және уплотнен, ал минималды — жаз.

Бөлу атмосфералық қысым бойынша жер бетінің сипатында айқын аймақтық сипатқа ие. Бұл біркелкі емес нагреванием жер бетінің, демек, өзгерту қысым.

Жер шарындағы бөлінеді үш белдеу басымдығымен төмен атмосфералық қысым (минимумы) және төрт белдеуін басымдылығымен жоғары (максимум қамтамасыз).

«Экваториальных ендіктерде Жер беті қатты жылытылуы. Қыздырылған ауа кеңейеді, оңай алады, сондықтан жоғары көтеріледі. Нәтижесінде, жер бетінің маңында экватора белгіленеді және төмен атмосфералық қысым.

У полюстерін әсерінен төмен ауа температурасының анағұрлым ауыр және түсіріледі. Сондықтан полюстерін атмосфералық қысым, жоғары салыстырғанда широтами арналған 60-65°.

Жоғары қабатында атмосфераның, керісінше, үстінен табысталды облыстарымен қысымы жоғары (бірақ төмен Жер бетінде), суық — төмен.

Жалпы бөлу схемасы атмосфералық қысым төмендегідей (сур. 3) бойында экватора орналасқан белдеуі төмен қысымды; 30-40° ендік екі полушарий — белдеуінің жоғарғы қысымды; 60-70° ендік — аймақтан төмен қысымды; приполярных аудандарда жоғары қысым.

Нәтижесінде бұл қалыпты ендіктерде Солтүстік жарты шар қыста атмосфералық қысым үстінде материками қатты көтеріледі, белі төмен қысымды үзіледі. Ол сақталады, тек үстінен мұхиттармен түрінде тұйық облыстардың төмендетілген қысым — Исландиялық және Алеутского минимумдары. Үстінен материками, керісінше, құрылады қысқы максимум қамтамасыз: Азия және Солтүстік Америка.

Жазда орташа ендіктерде Солтүстік жарты шар белі төмендетілген атмосфералық қысым қалпына келтіріледі. Үлкен облысы төмендетілген атмосфералық қысымның орталығы тропикалық ендіктерде — Азиялық минимум — қалыптастырылады үстінен Азия.

Тропикалық ендіктерде материктер әрқашан қызады күштірек мұхиттар, және қысым астында төмен. Осылайша, үстінен мұхиттармен жыл бойы бар максимум қамтамасыз: Солтүстік-Атлантический (Азорский), Солтүстік тынық мұхиттық, Оңтүстік-Атлантический, Оңтүстік-тынық мұхиты және Оңтүстік Үнді.

Желісі, климаттық картасы қосылу пункттері бірдей атмосфералық қысым деп аталады изобарами (грек тіл. isos — тең және baros — ауырлық, салмақ).

Неғұрлым жақын изобары, бір-біріне соғұрлым жылдам өзгеретін атмосфералық қысым қашықтықта орналасқан. Шамасы өзгерістер атмосфералық қысым бірлігіне қашықтық (100 км) деп аталады барическим градиентпен.

Білім белдеулерінің атмосфералық қысымды жер бетінің әсер етеді әркелкі бөлу күн жылу және Жердің айналуы. Жыл мезгіліне байланысты екі жарты шар Жер қызып Солнцем әр түрлі. Бұл негіздейді біраз жылжыту белдеулерін атмосфералық қысым: жазда — солтүстікке, қыста оңтүстікке қарай.