Существует множество факторов, влияющих на погодные условиях, и один из главных — атмосферное давление. Образование циклонов и антициклонов, о которых сообщают прогнозы погоды, происходит именно с его участием. В этой статье мы расскажем об атмосферном давлении, его измерении и норме, а также о влиянии на погоду и человека.
Что такое атмосферное давление
Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с основанием, равным единице площади. С высотой атмосферное давление убывает.
В соответствии с международной системой единиц (система СИ), основной единицей для измерения атмосферного давления является гектопаскаль (гПа), однако, в обслуживании ряда организаций разрешается применять старые единицы: миллибар (мб) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Нормальным атмосферным давлением (на уровне моря) принято значение 760 мм ртутного столба (мм рт. ст.) при температуре 0 °С.
Как измеряется
Атмосферное давление измеряют с помощью специального инструмента — барометра. О создании прибора, который мог бы измерить давление и помочь спрогнозировать погоду в ближайшем будущем, задумывался еще итальянский ученый Галилео Галилей. Но первый барометр в 1643 году создал его ученик Эванджелиста Торричелли.
Название прибора образовано от двух древнегреческих слов: «барос» — тяжесть, «метрос» — мерить, то есть «измеритель давления».
Первый барометр представлял собой сосуд со ртутью и стеклянную трубку, запаянную с одного конца и тоже заполненную ртутью. Ее ученый поместил в сосуд запаянным концом вверх. На трубку были нанесены деления. Торричелли заметил, что ртуть останавливается на делении 760 мм. Таким образом установил, что нормальном считается давление, равное 760 мм ртутного столба. И, несмотря на то, что современные барометры не содержат в себе ртути, мы до сих пор используем такое обозначение.
Со временем ртутные барометры были заменены на водные приборы. Сейчас используют барометры-анероиды — безжидкостные приборы. Их главная часть — запаянная металлическая гофрированная коробка, воздух из которой полностью выкачан. При изменении давления гофрированные стенки коробки немного сжимаются или растягиваются. Через специальный механизм эти изменения передаются на стрелку, которая показывает полученные данные на шкале.
Факторы, влияющие на атмосферное давление
Атмосферное давление изменяется по двум причинам:
1) увеличивается количество молекул воздуха, который действует на земную поверхность;
2) увеличивается скорость движения молекул воздуха за счет нагревания, в итоге они начинают двигаться быстрее.
К факторам, от которых зависит атмосферное давление, относятся:
Высота над уровнем моря. Нижний слой воздуха над поверхностью Земли сжат намного больше, чем вышележащие слои. Чем выше над поверхностью Земли, тем меньше плотность воздуха и тем меньшее давление он производит. С подъемом вверх воздух становится все более разреженным, и атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема).
Температура воздуха. В течение суток меняются температурные показатели, которые влияют на суточный ход атмосферного давления. Ночью оно повышается, а днем при высоких температурах снижается. Самые правильные суточные показатели наблюдаются в тропическом поясе, где дневное колебание достигает 2,4 мм рт. ст., а ночное — 1,6 мм рт. ст.
Географическая широта. С увеличением широты амплитуда изменения атмосферного давления уменьшается, но становятся более резкими непериодические изменения атмосферного давления.
Как атмосферное давление влияет на погоду
Облака и осадки
Для образования облаков требуется подъём воздуха и охлаждение, чтобы водяной пар начал конденсироваться. Циклоны обеспечивают подъём воздуха: тёплые фронты приподнимают тёплый влажный воздух, образуя густые слоистые облака и длительные осадки; холодные фронты стремительно поднимают воздух, вызывая кучевые облака и ливни или грозы.
Температурные условия
Антициклонные условия часто сопровождаются ясным небом, излучение тепла в ночное время приводит к сильному охлаждению поверхности (ночные заморозки). В закрытых долинах это усилит инверсию и застой холодного воздуха. В циклональной зоне облачность может смягчать суточную амплитуду температур.
Ветры и штормы
Сильные градиенты давления приводят к сильным ветрам. Морские штормы и ураганы связаны с очень сильными областьями пониженного давления, где подъем теплого влажного воздуха и его последующее вращение под действием сил Кориолиса создают экстремальные ветровые поля и интенсивные осадки.
Атмосферное давление и фронты
Фронты — границы между воздушными массами с разными температурой и влажностью. Они часто связаны с резкими изменениями давления. Метеорологические карты показывают фронты рядом с резкими сменами изобар: перемещение фронта приводит к быстрому изменению погоды на данном участке — температура, направление ветра и вероятность осадков меняются в течение короткого времени.
