Внаслідок чого створюється атмосферний тиск. Історія відкриття атмосферного тиску

Атмосферний тиск - одна з найважливішихкліматичних характеристик, що впливають на погодні умови і людини. Воно сприяє формуванню циклонів і антициклонів, провокує розвиток серцево-судинних захворювань у людей. Докази, що повітря має вагу, були отримані ще в 17 столітті, з тих пір процес вивчення його коливань є одним з центральних для синоптиків.

Що таке атмосфера

Слово «атмосфера» має грецьке походження,дослівно воно перекладається як «пар» і «куля». Це газова оболонка навколо планети, яка обертається разом з нею і утворює єдине ціле космічне тіло. Вона простягається від земної кори, проникаючи в гідросферу, і закінчується екзосфери, поступово перетікаючи в міжпланетний простір.

Атмосфера планети - це найважливіший її елемент,забезпечує можливість життя на Землі. У ній міститься необхідний людині кисень, від неї залежать показники погоди. Межі атмосфери досить умовні. Прийнято вважати, що вони починаються на відстані близько 1000 кілометрів від поверхні землі і потім на відстані ще 300 кілометрів плавно переходять в міжпланетний простір. За теоріям, яких дотримується NASA, ця газова оболонка закінчується на висоті близько 100 кілометрів.

Вона виникла в результаті виверження вулканів і випаровування речовин в космічних тілах, що падали на планету. Сьогодні атмосфера Землі складається з азоту, кисню, аргону та інших газів.

Історія відкриття атмосферного тиску

До 17 століття людство не замислювалося про те,чи має повітря масу. Не було і ніяких уявлень про те, що таке атмосферний тиск. Однак, коли герцог Тосканський вирішив обладнати знамениті флорентійські сади фонтанами, його проект з тріском провалився. Висота водяного стовпа не перевищувала 10 метрів, що суперечило всім уявленням про закономірності природи в той час. Саме тут бере початок історія відкриття атмосферного тиску.

Вивченням цього феномена зайнявся учень Галілея,італійський фізик і математик Еванджеліста Торрічеллі. За допомогою дослідів на важчому елементі, ртуті, через кілька років йому вдалося довести наявність ваги у повітря. Він вперше створив вакуум в лабораторії і розробив перший барометр. Торрічеллі представляв скляну трубку, заповнену ртуттю, в якій під впливом тиску залишалося таку кількість речовини, яке зрівнювало б тиск атмосфери. Для ртуті висота стовпа дорівнювала 760 мм. Для води - 10,3 метра, це саме та висота, на яку піднялися фонтани в садах Флоренції. Саме він відкрив для людства, що таке атмосферний тиск і як воно впливає на життя людини. Безповітряний простір в трубці було названо на його честь «торрічелліевой порожнечею».

Чому і внаслідок чого створюється атмосферний тиск

Один з ключових інструментів метеорології -вивчення руху і переміщення повітряних мас. Завдяки цьому можна отримати уявлення про те, внаслідок чого створюється атмосферний тиск. Після того як було доведено, що повітря має вагу, стало ясно, що на нього, як і на будь-яке інше тіло на планеті, діє сила тяжіння. Саме цим обумовлюється виникнення тиску, коли під впливом гравітації знаходиться атмосфера. Атмосферний тиск може коливатися через відмінності маси повітря на різних ділянках.

Там, де повітря стає більше, воно більшвисоке. У розрідженому просторі спостерігається зниження атмосферного тиску. Причина зміни маси повітря криється в його температурі. Він нагрівається не від променів Сонця, а від поверхні Землі. Нагріваючись, повітря легшає і піднімається вгору, в той час як охолоджені повітряні маси опускаються вниз, створюючи постійне, безперервне рух повітряних мас. Кожен з цих потоків має різний атмосферний тиск, що провокує появу вітрів на поверхні нашої планети.

Вплив на погоду

Атмосферний тиск - один з ключових термінівв метеорології. Погода на Землі формується через вплив циклонів і антициклонів, які утворюються під впливом перепадів тиску в газовій оболонці планети. Для антициклонів характерні високі показники (до 800 мм ртутного стовпа і вище) і низька швидкість руху, в той час як циклони - це області з більш низькими показниками і високою швидкістю. Смерчі, урагани, торнадо також формуються через різкі перепади атмосферного тиску - всередині смерчу воно стрімко падає, досягаючи 560 мм ртутного стовпа.

Рух повітря призводить до зміни погоднихумов. Вітри, що виникають між областями з різними рівнями тиску, переганяють циклони і антициклони, внаслідок чого створюється атмосферний тиск, яке формує ті чи інші погодні умови. Ці рухи рідко мають систематичний характер, і їх дуже важко передбачити. У зонах, де підвищений і знижений атмосферний тиск стикаються, відбувається зміна кліматичних умов.

стандартні показники

Середнім показником в ідеальних умовахвважається рівень 760 мм ртутного стовпа. Рівень тиску змінюється з висотою: на низинах або територіях, розташованих нижче рівня моря, тиск буде більш високим, на висоті, де повітря розріджене, навпаки, його показники знижуються на 1 мм ртутного стовпа з кожним кілометром.

Знижений атмосферний тиск

Воно знижується зі збільшенням висоти через віддалення від поверхні Землі. У першому випадку цей процес пояснюється зниженням впливу гравітаційних сил.

Нагріваючись від Землі, гази, з яких складаєтьсяповітря, розширюються, їх маса стає легше, і вони піднімаються в більш високі шари атмосфери. Рух відбувається до тих пір, поки сусідні повітряні маси не виявляться менш щільними, тоді повітря поширюється на всі боки, а тиск вирівнюється.

Традиційними територіями з більш низькиматмосферним тиском вважаються тропіки. На екваторіальних територіях завжди спостерігається знижений тиск. Однак зони з підвищеним і зниженим показником поширені над Землею нерівномірно: в одній географічній широті можуть бути присутніми ділянки з різними рівнями.

Підвищений атмосферний тиск

Найвищий рівень на Землі спостерігається наПівденному і Північному полюсах. Це пояснюється тим, що повітря над холодною поверхнею стає холодним і щільним, його маса збільшується, отже, його сильніше притягує до поверхні гравітацією. Він опускається, а простір над ним заповнюється більш теплими повітряними масами, внаслідок чого створюється атмосферний тиск з підвищеним рівнем.

Вплив на людину

Нормальні показники, характерні для місцевостіпроживання людини, не повинні чинити жодного впливу на його самопочуття. Разом з тим атмосферний тиск і життя на Землі нерозривно пов'язані. Його зміна - підвищення або пониження - може спровокувати розвиток серцево-судинних захворювань у людей з підвищеним артеріальним тиском. Людина може відчувати болю в області серця, напади безпричинної головного болю, знижується працездатність.

Для людей, які страждають захворюваннями дихальнихшляхів, небезпечними можуть стати антициклони, що приносять підвищений тиск. Повітря опускається і стає більш щільним, збільшується концентрація шкідливих речовин.

Під час коливань атмосферного тиску у людей знижується імунітет, рівень лейкоцитів у крові, тому не рекомендується в такі дні навантажувати організм фізично або інтелектуально.