Успех 

Определение нормального атмосферного давления. Атмосферное давление: комфортные нормы для человека, единицы измерения, причины образования областей пониженного и повышенного давления. Норма атмосферного давления

Люди различных профессий должны знать о понятии атмосферного давления: медики, летчики, ученые, полярники и другие. Оно напрямую воздействует на специфику их работы. Атмосферное давление – это величина, что помогает предсказать и спрогнозировать погоду. Если оно повышается, то это говорит о том, что погода будет солнечная, а если давление понижается, то это предвещает ухудшение погодных условий: появляется облачность и идут атмосферные осадки в виде дождя, снега, града.

Понятие и сущность атмосферного давления

Определение 1

Атмосферное давление – это сила, которая действует на поверхность. Иными словами, в каждой точке атмосферы давление равно массе вышележащего столба воздуха с основанием, которое равно единице.

Единицей измерения атмосферного давления является Паскаль (Па), который приравнивается силе в 1 Ньютон (Н), что действует на площадь в 1 м2 (1 Па = 1 Н/м2). Атмосферное давление в метрологии выражается в гектопаскалях (гПа) с точностью до 0,1 гПа. А 1 гПа, в свою очередь, равен 100 Па.

В качестве единицы измерения атмосферного давления до недавнего времени использовался миллибар (мбар) и миллиметр ртутного столба (мм. рт. ст.). Давление измеряется абсолютно на всех метеорологических станциях. Для того чтобы составить приземные синоптические карты, которые отражают погодные условия в данный период времени, давление на уровне станции приводят в соответствие со значениями уровня моря. Благодаря этому можно выделить области с высоким и низким атмосферным давлением (антициклоны и циклоны), а также атмосферные фронты.

Определение 2

Среднее атмосферное давление на уровне моря, которое определяется на широте 45 градусов, при температуре воздуха 0 градусов, составляет 1013,2 гПа. Данная величина принимается за стандартную, она получила название «нормальное давление».

Измерение атмосферного давления

Мы часто забываем о том, что воздух имеет вес. У поверхности Земли плотность воздуха составляет 1,29 кг/м3. Еще Галилей доказал, что воздух имеет вес. А его ученик, Эванджелиста Торричелли, смог доказать, что воздух оказывает влияние на все тела, которые расположены на земной поверхности. Это давление стали называть атмосферным.

По формуле расчета давления столба жидкости рассчитать атмосферное давление нельзя. Ведь для этого необходимо знать высоту столба жидкости и плотность. Однако у атмосферы не существует четкой границы, а с ростом высоты уменьшается плотность атмосферного воздуха. Поэтому Эванджелиста Торричелли предложил иной метод для определения и нахождения атмосферного давления.

Он взял стеклянную трубку длиной около метра, которая с одного конца была запаяна, налил в нее ртуть и опустил открытой частью в чашу с ртутью. Немного ртути вылилось в чашу, но основная часть осталась в трубке. Каждый день количество ртути в трубе незначительно колебалось. Давление ртути на определенном уровне создается при помощи веса столба ртути, поскольку в верхней части трубки воздуха над ртутью нет. Там расположен вакуум, который получил название «торричеллиева пустота».

Замечание 1

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что атмосферное давление приравнивается давлению ртутного столбца в трубке. Измерив высоту ртутного столбца, можно рассчитать давление, что производит ртуть. Оно приравнивается атмосферному. Если атмосферное давление повышается, то ртутный столбец в трубке Торричелли увеличивается, и наоборот.

Рисунок 1. Измерение атмосферного давления. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Приборы для измерения атмосферного давления

Для измерения атмосферного давления используются такие виды приборов:

  • станционный барометр чашечный ртутный СР-А (для диапазона 810-1070 гПа, что характерен для равнин) или СР-Б (для диапазона 680-1070 гПа, который наблюдается на высокогорных станциях);
  • барометр-анероид БАММ-1;
  • барограф метеорологический М-22А.

Наиболее точными и часто используемыми являются ртутные барометры, которые применяются для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях. Они располагаются в помещениях в специально оборудованных шкафах. Доступ к ним строго ограничен в целях техники безопасности: с ними могут работать только специально подготовленные специалисты и наблюдатели.

Более распространенными являются барометры-анероиды, которые применяются для измерения атмосферного давления на метеорологических станциях и на географических стационарах для маршрутных исследований. Зачастую они применяются для барометрического нивелирования.

Барограф М-22А чаще всего используется для фиксации и непрерывной регистрации каких-либо изменений атмосферного давления. Они могут быть двух типов:

  • для того чтобы зарегистрировать суточное изменение давления, применяется М-22АС;
  • для того чтобы зарегистрировать изменение давления в течение 7 дней, применяется М-22АН.

Устройство и принцип действия приборов

Рассмотрим для начала чашечный ртутный барометр. Данный прибор состоит из стеклянной калиброванной трубки, которая заполнена ртутью. Ее верхний конец запаян, а нижний погружается в чашу с ртутью. Чашка ртутного барометра состоит из трех частей, которые соединены резьбой. Средняя чаша внутри имеет диафрагму со специальными отверстиями. Благодаря диафрагме затрудняется колебание ртути в чаше, предотвращая тем самым попадание воздуха.

В верхней части чашечного ртутного барометра есть отверстие, сквозь которое чаша сообщается с воздухом. В некоторых случая отверстие закрывается винтом. В верхней части трубки воздуха нет, поэтому под влиянием атмосферного давления столбик ртути поднимается в колбе до определенной высоты на поверхность ртути в чаше.

Масса столба ртути приравнивается к величине атмосферного давления.

Следующим прибором является барометр. Принцип его устройства заключается в следующем: стеклянная трубка защищается металлической оправой, на которую наносится шкала измерения в паскалях или миллибарах. Верхняя часть оправы имеет продольный прорез для того, чтобы наблюдать за положением ртутного столбика. Для максимально точного отчета мениска ртути располагается кольцо с нониусом, которое перемещается вдоль шкалы при помощи винтика.

Определение 3

Шкала, которая предназначена для определения десятых долей, называется компенсированная шкала.

От загрязнения она предохраняется защитным кожухом. В средней части барометра вмонтирован термометр для того, чтобы учитывать влияние температуры окружающей среды. По его показаниям вводится температурная поправка.

С целью исключения искажений показаний ртутного барометра вводится ряд поправок:

  • температурная;
  • инструментальная;
  • поправки на ускорение силы тяжести в зависимости от высоты над уровнем моря и широты места.

Барометр-анероид БАММ-1 используется для замеров атмосферного давления в приземных условиях. Его чувствительным элементом является блок, который состоит из трех соединенных анероидных коробок. Принцип устройства барометра-анероида основывается на деформации мембранных коробок под действием атмосферного давления и трансформацией линейных перемещений мембран при помощи передаточного механизма в угловые перемещения стрелы.

В качестве приемника выступает металлическая анероидная коробка, которая оснащена гофрированным дном и крышкой, воздух из них полностью выкачивается. Пружина оттягивает крышку коробки и предохраняет ее от сплющивания воздушным давлением.

Рисунок 2. Подтверждение существования атмосферного давления. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ

Атмосферный воздух имеет физическую плотность, вследствие чего притягивается к Земле и создает давление. В процессе развития планеты менялся как состав атмосферы, так и ее атмосферное давление. Живые организмы вынуждены были приспосабливаться к существующему давлению воздуха, меняя свои физиологические характеристики. Отклонения от среднего атмосферного давления вызывают изменения в самочувствии человека, при этом степень чувствительности людей к подобным изменениям разная.

Нормальное атмосферное давление

Воздух простирается от поверхности Земли до высот порядка сотен километров, за которыми начинается межпланетное пространство, при этом, чем ближе к Земле, тем более воздух сжат под действием собственного веса, соответственно атмосферное давление выше всего у земной поверхности, снижаясь с повышением высоты.

На уровне моря (от которого принято отсчитывать все высоты), при температуре +15 градусов Цельсия атмосферное давление составляет в среднем 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.). Это давление принято считать нормальным (с физической точки зрения), что вовсе не означает, что это давление комфортно для человека при любых условиях.

Атмосферное давление измеряется барометром, градуированным в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), или в иных физических единицах, например, в паскалях (Па). 760 миллиметров ртутного столба соответствуют 101 325 паскалей, но в быту измерение атмосферного давления в паскалях или производных единицах (гектопаскалях) не прижилось.

Ранее атмосферное давление измерялось также в миллибарах, вышедших из употребления и замененных на гектопаскали. Норма атмосферного давления 760 мм рт. ст. соответствует норме атмосферного давления в 1013 мбар.

Давление 760 мм рт. ст. соответствует действию на каждый квадратный сантиметр тела человека силе 1,033 килограмма. Суммарно на всю поверхность тела человека воздух давит с силой порядка 15-20 тонн.

Но человек не чувствует этого давления, поскольку оно уравновешивается растворенными в тканевых жидкостях газами воздуха. Это равновесие нарушается при изменениях атмосферного давления, что человек воспринимает как ухудшение самочувствия.

Для отдельных местностей среднее значение атмосферного давления отличается от 760 мм. рт. ст. Так, если в Москве среднее давление составляет 760 мм рт. ст., то в Санкт-Петербурге всего 748 мм рт. ст.

Ночью атмосферное давление несколько выше дневного, а на полюсах Земли колебания атмосферного давления более выражены, чем в экваториальной зоне, что только подтверждает закономерность, что полярные регионы (Арктика и Антарктика) как среда обитания враждебны человеку.

В физике выводится так называемая барометрическая формула, согласно которой при увеличении высоты на каждый километр атмосферное давление падает на 13%. Реальное распределение давления воздуха следует барометрической формуле не вполне точно, поскольку в зависимости от высоты меняется температура, состав атмосферы, концентрация водяных паров и другие показатели.

Зависит атмосферное давление и от погоды, когда воздушные массы перемещаются из одной местности в другую. На атмосферное давление реагируют также все живое на Земле. Так, рыбаки знают, что норма атмосферного давления для рыбалки пониженная, поскольку при понижении давления хищная рыба предпочитает выйти на охоту.

Влияние на здоровье человека

Метеозависимые люди, а их на планете 4 миллиарда, чутко реагируют на изменения атмосферного давления, а некоторые из них могут достаточно точно предсказывать изменения погоды, руководствуясь своим самочувствием.

Ответить на вопрос, какая норма атмосферного давления наиболее оптимальна для мест пребывания и жизни человека, достаточно затруднительно, поскольку люди адаптируются к жизни в разных климатических условиях. Обычно давление в пределах от 750 до 765 мм рт. ст. не ухудшает самочувствия человека, эти значения атмосферного давления можно считать пределами нормы.

При перепадах атмосферного давления метеозависимые люди могут ощущать:

  • головную боль;
  • спазмы сосудов с нарушением кровообращения;
  • слабость и сонливость с повышенной утомляемостью;
  • боли в суставах;
  • головокружение;
  • чувство онемения в конечностях;
  • снижение частоты пульса;
  • тошноту и кишечные расстройства;
  • одышку;
  • понижение остроты зрения.

На изменение давления первым делом реагируют расположенные в полостях организма, суставах и кровеносных сосудах барорецепторы.

При перемене давления у метеочувствительных людей наблюдаются нарушения в работе сердца, тяжесть в груди, боли в суставах, а при проблемах с пищеварением еще и метеоризм и кишечные расстройства. При значительном понижении давления недостаток кислорода в клетках мозга ведет к головным болям.

Также изменения давления могут вести к нарушениям психического состояния - люди ощущают тревогу, раздражение, беспокойно спят либо, вообще, не могут уснуть.

Статистика подтверждает, что при резких изменениях атмосферного давления увеличивается количество правонарушений, аварий на транспорте и производстве. Прослеживается влияние атмосферного давления на артериальное. У гипертоников повышенное атмосферное давление может вызвать гипертонический криз с головной болью и тошнотой, при том, что в этот момент устанавливается ясная солнечная погода.

На понижение атмосферного давления, напротив, острее реагируют гипотоники. Пониженная концентрация кислорода в атмосфере вызывает у них нарушение кровообращения, мигрень, одышку, тахикардию и слабость.

Метеочувствительность может явиться следствием нездорового образа жизни. Привести к метеочувствительности или усугубить степень ее проявления могут следующие факторы:

  • низкая физическая активность;
  • неправильное питание с сопутствующим избыточным весом;
  • стрессы и постоянное нервное напряжение;
  • плохое состояние внешней среды.

Устранение этих факторов снижает степень метеочувствительности. Метеозависимым людям следует:

  • включить в рацион продукты с высоким содержанием витамина B6, магния и калия (овощи и фрукты, мед, молочнокислые продукты);
  • ограничить употребление мяса, соленой и жареной пищи, сладостей и пряностей;
  • отказаться от курения и употребления алкоголя;
  • увеличить физическую активность, совершать пешеходные прогулки на свежем воздухе;
  • упорядочить сон, спать не менее 7-8 часов.

Внимание! Администрация сайта сайт не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

  • Участник: Вертушкин Иван Александрович
  • Руководитель: Виноградова Елена Анатольевна
Тема: "Атмосферное давление"

Введение

Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.

Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека.

Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:

  • Связь между погодой и атмосферным давлением.
  • Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.

Актуальность работы

Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.

Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.

Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.

Задачи:

  • Изучить историю измерения атмосферного давления.
  • Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
  • Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
  • Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
  • Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.

Методы исследования

  • Анализ литературы.
  • Обобщение полученной информации.
  • Наблюдения.

Область исследования: атмосферное давление

Гипотеза : атмосферное давления имеет важное значение для человека.

Значимость работы : материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.

План работы

I. Теоретическая часть (сбор информации):

  1. Обзор и анализ литературы.
  2. Интернет-ресурсы.

II. Практическая часть:

  • наблюдения;
  • сбор информации о погоде.

III. Заключительная часть:

  1. Выводы.
  2. Презентация работы.

История измерения атмосферного давления

Мы живем на дне огромного воздушного океана, называемого атмосферой. Все изменения, которые происходят в атмосфере, непременно оказывают влияние на человека, на его здоровье, способы жизнедеятельности, т.к. человек является неотъемлемой частью природы. Каждый из факторов, определяющих погоду: атмосферное давление, температура, влажность, содержание в воздухе озона и кислорода, радиоактивность, магнитные бури и др. оказывает прямое или косвенное воздействие на самочувствие и здоровье человека. Остановимся на атмосферном давлении.

Атмосферное давление - это давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность.

В 1640 году великий герцог Тосканский решил устроить фонтан на террасе своего дворца и приказал для этого подвести воду из ближайшего озера с использованием всасывающего насоса. Приглашенные флорентийские мастера сказали, что это невозможно, потому что воду нужно было всасывать на высоту более 32 футов (более 10 метров). А почему вода не всасывается на такую высоту, объяснить не могли. Герцог попросил разобраться великого ученого Италии Галилео Галилея. Хотя ученый уже был стар и болен и не мог заняться экспериментами, он все-таки предположил, что решение вопроса лежит в области определения веса воздуха и его давления на водную поверхность озера. За разрешение этого вопроса взялся ученик Галилея Эванджелиста Торричелли. Для проверки гипотезы своего учителя он провел свой знаменитый опыт. Стеклянную трубку длиной 1 м, запаянную с одного конца, заполнил полностью ртутью, и плотно закрыв открытый конец трубки, перевернул ее этим концом в чашку с ртутью. Часть ртути из трубки вылилась, часть осталась. Над ртутью образовалось безвоздушное пространство. Атмосфера давит на ртуть в чашке, ртуть в трубке тоже давит на ртуть в чашке, так как установилось равновесие, то эти давления равны. Рассчитать давление ртути в трубке означает рассчитать давление атмосферы. Если атмосферное давление повышается или понижается, то столбик ртути в трубке соответственно повышается или понижается. Так появилась единица измерения атмосферного давления – мм. рт. ст. – миллиметр ртутного столба. Наблюдая за уровнем ртути в трубке, Торричелли заметил, что уровень меняется, значит, он не является постоянным и зависит от изменения погоды. Если давление повышается, погода будет хорошей: холодной – зимой, жаркой – летом. Если давление резко понижается, значит, ожидается появление облачности и насыщение влагой воздуха. Трубка Торричелли с приставленной линейкой представляет собой первый прибор для измерения атмосферного давления – ртутный барометр. (Приложение 1)

Создавали барометры и другие ученые: Роберт Гук, Роберт Бойль, Эмиль Марриот. Водяные барометры сконструировал французский ученый Блез Паскаль и немецкий бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике. Высота такого барометра составляла более 10 метров.

Для измерения давления пользуются различными единицами: мм ртутного столба, физическими атмосферами, в системе СИ – Паскалями.

Связь между погодой и атмосферным давлением

В романе Жюль Верна «Пятнадцатилетний капитан» заинтересовало описание о том, как понимать показания барометра.

«Капитан Гуль, хороший метеоролог, научил его понимать показания барометра. Мы вкратце расскажем, как надо пользоваться этим замечательным прибором.

  1. Когда после долгого периода хорошей погоды барометр начинает резко и непрерывно падать это верный признак дождя. Однако если хорошая погода стояла очень долго, то ртутный столбик может опускаться два-три дня, и лишь после этого произойдут в атмосфере сколько-нибудь заметные изменения. В таких случаях чем больше времени прошло между началом падения ртутного столба и началом дождей, тем дольше будет стоять дождливая погода.
  2. Напротив, если во время долгого периода дождей барометр начнет медленно, но непрерывно подниматься, можно с уверенностью предсказать наступление хорошей погоды. И хорошая погода удержится тем дольше, чем больше времени прошло между началом подъема ртутного столба и первым ясным днем.
  3. В обоих случаях изменение погоды, происшедшее сразу после подъема или падения ртутного столба, удерживается весьма непродолжительное время.
  4. Если барометр медленно, но беспрерывно поднимается в течение двух-трех дней и дольше, это предвещает хорошую погоду, хотя бы все эти дни и лил, не переставая, дождь, и vice versa. Но если барометр медленно поднимается в дождливые дни, а с наступлением хорошей погоды тотчас же начинает падать, хорошая погода удержится очень недолго, и vice versa
  5. Весной и осенью резкое падение барометра предвещает ветреную погоду. Летом, в сильную жару, оно предсказывает грозу. Зимой, особенно после продолжительных морозов, быстрое падение ртутного столба говорит о предстоящей перемене направления ветра, сопровождающейся оттепелью и дождем. Напротив, повышение ртутного стол ба во время продолжительных морозов предвещает снегопад.
  6. Частые колебания уровня ртутного столба, то поднимающегося, то падающего, ни в коем случае не следует рассматривать как признак приближения длительного; периода сухой либо дождливой погоды. Только постепенное и медленное падение или повышение ртутного столба предвещает наступление долгого периода устойчивой погоды.
  7. Когда в конце осени, после долгого периода ветров и дождей, барометр начинает подниматься, это предвещает северный ветер в наступление морозов.

Вот общие выводы, которые можно сделать из показаний этого ценного прибора. Дик Сэнд отлично умел разбираться в предсказаниях барометра и много раз убеждался, насколько они правильны. Каждый день он советовался со своим барометром, чтобы не быть застигнутым врасплох переменой погоды.»

Я провел наблюдения за изменением погоды и атмосферным давлением. И убедился, что существует эта зависимость.

Дата

Температура, °С

Осадки,

Атмосферное давление, мм рт.ст.

Облачность

пасмурно

пасмурно

пасмурно

пасмурно

пасмурно

пасмурно

пасмурно

Приборы для измерения атмосферного давления

Для научных и житейских целей нужно уметь измерять атмосферное давление. Для этого существуют специальные приборы – барометры . Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт. ст. Нам известно, что при изменении высоты на 12 метров атмосферное давление изменяется на 1 мм рт. ст. Причём, при увеличении высоты атмосферное давление понижается, а при уменьшении – повышается.

Современный барометр сделан безжидкостным. Он называется барометр-анероид. Металлические барометры менее точны, но не столь громоздки и хрупки.

– очень чувствительный прибор. Например, поднимаясь на последний этаж девятиэтажного дома, из-за различия атмосферного давления на различной высоте мы обнаружим уменьшение атмосферного давления на 2-3 мм рт. ст.


Барометр может служить для определения высоты полета самолета. Такой барометр называется барометрический высотомер или альтиметр . Идея опыта Паскаля легла в основу конструкции альтиметра. Он определяет высоту подъема над уровнем моря по изменению атмосферного давления.

При наблюдении погоды в метеорологии, если необходимо зарегистрировать колебания атмосферного давления в течение некоторого промежутка времени, пользуются самопишущим прибором – барографом .


(Storm Glass) (штормглас, нидерл. storm - «буря» и glass - «стекло»)- это химический или кристаллический барометр, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены камфора, нашатырь и калийная селитра.


Этим химическим барометром активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение барометра, это описание используется до сих пор. Поэтому, штормгласс также называют "Барометром Фицроя". В 1831–36 Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле "Бигл", в которой участвовал Чарльз Дарвин.

Барометр работает следующим образом. Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. В зависимости от грядущих изменений погоды, в жидкости образуются кристаллы различной формы. Штормгласс настолько чувствителен, что может предсказывать резкое изменение погоды за 10 минут до такового. Принцип работы так и не получил полного научного объяснения. Барометр лучше работает находясь у окна, особенно в железобетонных домах, вероятно в этом случае барометр не так сильно экранируется.


Бароскоп – прибор для наблюдения за изменением атмосферного давления. Можно сделать бароскоп своими руками. Для изготовления бароскопа требуется следующее оборудование: Стеклянная банка объемом 0,5 литра.


  1. Кусок пленки от воздушного шарика.
  2. Резиновое кольцо.
  3. Легкая стрелка из соломы.
  4. Проволока для крепления стрелки.
  5. Вертикальная шкала.
  6. Корпус прибора.

Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах

При изменении атмосферного давления в жидкостных барометрах изменяется высота столба жидкости (воды или ртути): при уменьшении давления – уменьшается, при увеличении увеличивается. Значит, существует зависимость высоты столба жидкости от атмосферного давления. Но и сама жидкость давит на дно и стенки сосуда.

Французский ученый Б. Паскаль в середине XVII века эмпирически установил закон, названный законом Паскаля:

Давление в жидкости или газе передается во всех направлениях одинаково и не зависит от ориентации площадки, на которую оно действует.

Для иллюстрации закона Паскаля на рисунке изображена небольшая прямоугольная призма, погруженная в жидкость. Если предположить, что плотность материала призмы равна плотности жидкости, то призма должна находиться в жидкости в состоянии безразличного равновесия. Это означает, что силы давления, действующие на грани призмы, должны быть уравновешены. Это произойдет только в том случае, если давления, т. е. силы, действующие на единицу площади поверхности каждой грани, одинаковы: p 1 = p 2 = p 3 = p .


Давление жидкости на дно или боковые стенки сосуда зависит от высоты столба жидкости. Сила давления на дно цилиндрического сосуда высоты h и площади основания S равна весу столба жидкости mg , где m = ρ ghS – масса жидкости в сосуде, ρ – плотность жидкости. Следовательно p = ρ ghS / S

Такое же давление на глубине h в соответствии с законом Паскаля жидкость оказывает и на боковые стенки сосуда. Давление столба жидкости ρ gh называют гидростатическим давлением .

Во многих устройствах, встречающихся нам в жизни, используются законы давления жидкости и газов: сообщающиеся сосуды, водопровод, гидравлический пресс, шлюзы, фонтаны, артезианский колодец и т.д.

Заключение

Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком изменения погоды. Надо знать: если давление падает, то ожидается пасмурная, дождливая погода, если же повышается - сухая погода, с похолоданием зимой. Если давление падает очень резко – возможна серьёзная непогода: шторм, сильная гроза или буря.

Еще в древности врачи писали о влиянии погоды на организм человека. В тибетской медицине есть упоминание: «боли в суставах усиливаются в дождливое время и в период больших ветров». Знаменитый алхимик, врач Парацельс отмечал: «Тому, кто изучил ветры, молнию и погоду, известно происхождение болезней».

Для того, чтобы человеку было комфортно, атмосферное давление должно быть равно 760 мм. рт. ст. Если атмосферное давление отклоняется, хоть на 10 мм, в ту или иную сторону, человек чувствует себя не комфортно и это может сказаться на его состоянии здоровья. Неблагоприятные явления наблюдаются в период изменения атмосферного давления - повышения (компрессии) и особенно его снижения (декомпрессии) до нормального. Чем медленнее происходит изменение давления, тем лучше и без неблагоприятных последствий приспосабливается к нему организм человека.

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;
  • 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:

  • ощущение заложенности слуховых проходов;
  • уменьшение количества лейкоцитов в крови;
  • снижение активности перистальтики кишечника;
  • нарушение функциональности сердечно-сосудистой системы;
  • слабая способность к концентрации внимания.

Давление (атмосферное) является физической величиной выражающей, с какой силой давят воздушные массы на землю и все что на ней находится. Для каждого региона показатели ртутного столба разные, так как на них оказывают влияние — высота над уровнем моря, влажность воздуха и температура воздушных масс.

Организм человека приспосабливается к значениям давления в проживаемом климатическом поясе. Если происходят изменение показателя в большую или меньшую сторону (переезд в другой регион, смена погоды, путешествие в горы), то отклонения от нормы могут вызвать нарушение самочувствия.

Земля окружена атмосферой, которая состоит из нескольких слоев и выполняет защитные функции (ограждает от вредных излучений, поддерживает нужный состав в воздухе, а также удерживает все живые и неживые вещества на планете путем оказания давления).

Для определения величины атмосферного давления используется несколько единиц (мм рт. ст., Паскали, миллибары). Сутью данных показателей является отображение величины оказываемого давления атмосферой на определенный участок поверхности. Человек не ощущает атмосферное давление (при нормальных показателях), так как оно уравновешивается жидкостью находящейся внутри организма.

Нормы атмосферного давления в разных регионах России

Давление ртутного столба (норма зависит от климатической зоны) варьируется от региона, где производится замер показателя. Человек адаптируется к тому значению, где проживает. Поэтому при перемене места жительства с другими климатическими условиями, часто происходит ухудшение самочувствия.

Показатели атмосферного давления в мм рт. ст. в крупных регионах России:

Названия регионов Средние показатели за год Максимальные отклонения
Ижевский 747 753
Ленинградский 755 762
Московский 748 755
Пермский 745 751
Приморский 755 766
Ростовский 741 748
Самарский 753 760
Свердловский 738 755
Тульский 747 755
Тюменский 771 775
Челябинский 741 756
Ярославский 736 758

В зависимости от сезона года показатель давления может изменяться в большую или меньшую сторону.

Изменчивость давления воздуха в зависимости от высоты рельефа и других условий

При измерении показателя давления следует учитывать влияние основных факторов:

  • высота над уровнем моря. При нахождении в одной точке по географическим параметрам, но на разной высоте, значение давления будет изменяться в следующие стороны — при подъеме выше уровня моря давление будет снижаться, а при опускании повышаться;
  • показатель температуры. При показателе температуры выше 0 градусов атмосферное давление будет понижаться. При температуре ниже 0 градусов атмосферное давление повысится;
  • уровень влажности. Повышенное содержание жидкости в воздухе является причиной повышения давления. В сухую погоду показатель давления падает.

В статье приведена норма давления ртутного столба.

Поэтому летом в ночное время суток (когда температура понижается и увеличивается влажность) показатель давления увеличивается. Основной причиной изменения показателей является перемена плотности воздуха от влияния данных параметров.

Нормальное для человека давление воздушного столба в мм ртутного столба и паскалях

Давление ртутного столба (норма измерена на уровне моря в Париже при температуре воздуха в 15 градусов) в 760 мм рт. ст. или 101,3 кПа является эталоном нормального показателя. Но данное значение является условным при сравнении его влияния на состояние человека. Так как организм приспосабливается к тому показателю, который преобладает в течение года в регионе проживания человека.

Влияние перепадов атмосферного давления на людей

Организм человека подстраивается на показатель давления, который преобладает в данном климатическом поясе. В результате системы и органы функционируют в нормальном ритме.

Но при изменении значения происходит перестройка в организме, которая сопровождается следующими отклонениями:

  • головные боли в области висков, головокружения и обмороки;
  • быстрый упадок сил;
  • повышенная раздражительность из-за головных болей и усталости;
  • депрессия или беспокойство без причины;
  • ухудшение дыхания (ощущается нехватка воздуха);
  • нарушение ритмичности сердечных сокращений и боли в области сердца;
  • понижение/повышение уровня артериального давления;
  • ухудшение зрения и «мушки» перед глазами из-за повышения внутриглазного давления;
  • нарушение циркуляции крови, сопровождаемое онемением конечностей;
  • боли в суставах. Вызвано нарушением кровоснабжения;
  • тошнота и снижение аппетита;
  • шум и гул в ушах;
  • нарушение деятельности органов ЖКТ;
  • ухудшения внимания;
  • сонливость.

Ухудшения самочувствия отмечается при перепадах атмосферного давления от 5 единиц.

Суточные колебания в 1-2 деления не оказывают влияния на функционирование организма. Изменения развиваются вследствие нарушения движения жидкости в организме, что приводит к сбою в работе всех систем и замедлению метаболизма. Если данные отклонения в организме происходят у человека даже при малых изменениях показателя давления и регулярно, то диагностируется метеозависимость.

Группы риска

Давление (атмосферное) может вызвать нарушение состояния даже у здоровых людей, если показатель ртутного столба поднялся или опустился более чем на 3 деления в течение 1-3 часов. После возвращения атмосферного давления в норму самочувствие стабилизируется.

Диагноз метеозависимость диагностируется чаще у следующих групп людей:

  • мужчины и женщины преклонного возраста. Их организм уже не может быстро перестраиваться под перепады атмосферного давления;
  • женщины в период вынашивания ребенка. В данный период силы организма направлены на сохранение беременности и развитие плода. В результате беременные ощущают даже малые перепады давления;
  • дети до 3-5 лет. Их организм еще только учится реагировать на погодные изменения;
  • подростки во время перестройки гормонов. В данный период организм чувствителен не только к колебаниям давления, нарушается психоэмоциональное равновесие и ослаблена иммунная система;
  • период климакса. Организм снова проходит гормональную перестройку и чувствителен к любым изменениям внутри и снаружи;
  • люди с болезнями почек. Данное заболевание вызывает нарушение водного состава в организме, что вызывает повышенную чувствительность к колебаниям давления;
  • аллергики и астматики. Метеозависимость вызвана снижением иммунитета;
  • пациенты с болезнями сердечно-сосудистой системы и страдающие от перепадов артериального давления;
  • люди с наличием хронических патологий опорно-двигательного аппарата;
  • пациенты с психологическими отклонениями;
  • люди с хроническими Лор-заболеваниями.

Люди проживающие в больших городах с плохой экологической обстановкой больше подвержены ощущать перепады давления, чем жители сельских местностей.

Симптомы нарушений самочувствия

Давление ртутного столба (норма для каждого человека индивидуальна) может быть повышенным или пониженным, что вызывает у метеозависимых людей разные симптомы.

Описание признаков в зависимости от перемены показателя давления:

При антициклоне. Погодное явление характеризуется сменой нормального атмосферного давления на повышенное. При циклоне происходит смена нормального атмосферного давления на низкое.
Боли в области сердца Ощущается недостаток кислорода, сопровождается одышкой и выбросом эритроцитов (явление опасно образованием тромбов)
Учащение сердечных сокращений Количество сердечных сокращений учащается, но снижается сила удара
Сильная головная боль с ощущением пульса в висках, головокружения Головные боли, могут быть нестерпимого характера
Повышение утомляемости и общее недомогание Быстрая усталость и общая слабость (ощущение «ватных ног»)
Прилив крови к лицу, что вызывает ощущение жара и покраснение Ухудшение качества зрения
Увеличение показателя артериального давления, может сопровождаться кровотечениями из носа Ощущение шума и гула в ушах
Снижение количества лейкоцитов в крови, что опасно простудными и иными инфекционными заболеваниями или обострением хронических патологий Обострение суставных заболеваний и онемение конечностей
Увеличение потовыделений Понижение артериального давления
Ощущение звона в ушах Повышение внутричерепного давления
Потеря резкости зрения Нарушение деятельности органов ЖКТ, сопровождается метеоризмом
Нарушение деятельности кишечника (запоры) Появление отечности конечностей

При перемене давления в любую сторону происходит обострение хронических патологий.

Опасность для здоровья

Перемена атмосферного давления опасна метеочувствительным людям, а также резкое его изменение (быстрое погружение на глубину, подъем в горы или резкое повышение/понижение давления) для обычных людей.

Возможные осложнения от колебаний атмосферного давления:

  • нарушение психологического равновесия в необратимую сторону (шизофрения, депрессия, психозы);
  • развитие инсульта из-за повышенного внутричерепного давления;
  • развитие инфаркта у людей с патологиями сердца;
  • необратимое нарушение умственной деятельности из-за недостатка кислорода;
  • развитие астмы вследствие нарушения кислородного обмена и деятельности бронхов;
  • образование тромбов с последующей закупоркой сосудов;
  • в результате снижения иммунитета заражение опасной инфекцией с развитием последующих осложнений;
  • ухудшение состояния кровеносных сосудов с вероятностью развития варикоза или их разрыва;
  • необратимые изменения в качестве зрения и слуха. Возможно до полной слепоты и глухоты.

Также опасны обмороки, так как результат падения от потери сознания может иметь и летальный исход.

Как защититься от перепадов давления метеозависимым людям?

Давление ртутного столба (нормальный показатель может резко смениться на повышенный или пониженный в течение суток несколько раз) не поддается корректировке, поэтому людям, зависящим от метеоусловий, рекомендовано придерживаться следующих правил:

  • пройти осмотр у специалиста. Осмотр у врача позволит выявить дополнительные причины чувствительности организма к перепадам атмосферного давления (скрытые хронические патологии, гормональный дисбаланс или общее ослабление иммунитета);
  • проходить лечение. Своевременно купировать обострение хронических заболеваний под присмотром специалиста;
  • отслеживание метеопрогнозов или приобретение домашнего барометра. Данный метод позволит заранее подготовиться к приближающим перепадам атмосферного давления и предпринять профилактические меры;
  • обеспечить полноценный ночной отдых. Продолжительность ночного сна должна составлять не менее 8 часов. Также рекомендовано вставать не позднее 7 часов утра и ложиться до 10 часов. Полноценный сон позволит организму полностью восстановиться и легче перенести понижение/повышение давления;
  • соблюдать полноценный режим питания. Пища должна быть разнообразной и содержать достаточное количество витаминов и минералов. Полноценное питание позволит укрепить иммунитет и меньше реагировать на колебания атмосферного давления. Также из меню следует исключить тяжелую и вредную пищу, не переедать перед сном и не допускать больших перерывов между приемом еды. Это позволит избежать развития патологий в органах ЖКТ или обострения хронических заболеваний, которые способствуют снижению иммунитета;
  • осуществлять ежедневные прогулки на свежем воздухе (в любую погоду). Свежий воздух нормализует обменные процессы в организме, повышает количество кислорода в крови и способствует укреплению иммунной системы;
  • производить ежедневные физические нагрузки. При наличии заболеваний ограничивающих физическую деятельность комплекс упражнений составляется в кабинете ЛФК под контролем специалиста. Занятия позволяют нормализовать деятельность сердечно-сосудистой системы, активизировать кровообращение и функционирование суставов. В результате симптоматика от колебания атмосферного давления будет менее выраженной;
  • корректировать распорядок дня. Если имеется возможность, то на период действия циклона или антициклона отложить физические и умственные работы и больше времени уделять отдыху;
  • по утрам принимать контрастный душ. Процедура позволяет нормализовать состояние сосудов, активизирует обменные процессы и укрепляет иммунную систему;
  • употреблять витаминные комплексы и иммуномодуляторы. Данные препараты позволяют дополнительно активизировать защиту организма. Средства особенно рекомендованы занятым людям, у которых нет возможности совершать ежедневные прогулки, физические нагрузки и иные методы по укреплению иммунитета;
  • отказаться от вредных привычек. Никотин и алкоголь оказывают негативное состояние на сосуды, органы ЖКТ и обостряют ухудшение состояния в период перепадов атмосферного давления;
  • прием медикаментов. При наличии хронических заболеваний подготовить необходимые медикаменты (мази от болей в суставах, таблетки от головных болей или средства для понижения/повышения давления). Вид препаратов зависит от типа болезни, и назначаются врачом;
  • принимать успокоительные средства. В период колебаний давления требуется принимать седативные медикаменты и пить успокоительные отвары из трав. Они участвуют в нормализации давления, устраняют нервное перенапряжение и способствуют облегчению симптомов от перепада давления.

Дополнительно (после консультации с врачом) можно заранее приобрести следующие медикаменты, назначаемые при повышении/понижении атмосферного давления.

При антициклоне При циклоне
Для устранения головной боли Парацетамол Обезболивающие и тонизирующие препараты Кофетамин
Анальгин Аскофен
Ибупрофен Цитрамон
Для нормализации деятельности нервных клеток Персен Для нормализации давления Гептамин
Седаристон Апилак
Новопассит Дофамин
Для нормализации деятельности суставов Вольтарен гель Для нормализации дыхания Кетопрофен
Фастум гель Интал
Нурофен гель Кромолин

Нормальным показателем давления считается 760 мм рт. ст. Но в зависимости от климатического пояса значение меняется в большую или меньшую сторону. Человек адаптируется к тому показателю, который преобладает в регионе проживания. Важно, резкое повышение или понижение показателей ртутного столба является главной причиной внезапных перепадов артериального давления.

Видео об атмосферном давлении и его влиянии на человека

Как погода влияет на человека:

Фрагмент передачи «Жить здорово» о давлении и погоде: