Любовь 

От чего зависит давление в природе. Колебания атмосферного давления и самочувствие. Физические свойства воздуха

По метеопрогнозу можно увидеть, что давление атмосферного столба изменяется каждый день вместе с погодой. Если на барометре цифры на выше или ниже идеальных стандартных 760 мм, зависимые от погодных метаморфоз ощущают это по себе: показатели атмосферного давления и артериального давления человека для многих коррелируют.

Некоторым метеоусловия диктуют образ жизни – настолько тесно связаны атмосферное давление и давление человека.

Окружающая нашу планету атмосфера оказывает давление ее поверхность и на все, что нас окружает – в нормальных условиях люди этого не замечают. Давление воздушных масс не бывает стабильным, это переменчивая величина. Оно зависит от сочетания многих факторов:

  • насколько высоко человек находится над уровнем моря: чем выше, тем менее концентрирован воздух, высота атмосферного столба ниже – соответственно ниже и давление;
  • от температурных характеристик воздуха: когда воздух нагревается, его объем увеличивается, и он становится легче, поэтому давление снижается. Холодный воздух оказывает более высокое давление, чем теплый;
  • времени суток: утром и вечером давление выше, в полдень и ночью ниже;
  • от времени года: зимой выше, летом ниже;
  • циркуляции воздуха в атмосфере (циклонические и антициклонические вихри);
  • от географического положения: на планете существуют пояса повышенного (на экваторе и на широте 30-35 градусов) и пониженного (на полюсах и на широтах 60-65 градусов) давления.

В человеческом организме на стенки артерий, вен и капилляров оказывает давление кровь, которую постоянно толкает сердце. Часто нагрузка на сосудистые стенки оказывается слишком высокой или низкой из-за скачков атмосферного давления.

Когда стрелка барометра идет вниз, воздействие извне на сосуды уменьшается. Если понижение атмосферного давления сочетается с низким артериальным, человек чувствует себя плохо.

Когда показания давления воздуха увеличиваются, усиливается и его действие на сосуды; если это сочетается с повышенным давлением крови – последствия для здоровья бывают разрушительные.

Человеческий организм создан с большим запасом и устроен таким образом, что легко приспосабливается к любому климату, погоде и их смене. Люди, которые родились в регионах с аномальным для большинства давлением, воспринимают его как нормальное. Неприятные ощущения возникают, когда условия стремительно меняются: изменяется погода или человек перемещается в другой климатический регион.

Люди с заболеваниями, травмами или высокой восприимчивостью статистически чаще обращаются за медицинской помощью. Особенно много жалоб и кризисов медики регистрируют в межсезонье – когда погода меняется почти каждый день.

Метеочувствительность – группа риска

Наука, изучающая действие погоды на организм и его функционирование, называется биометеорология. Исследованиями доказано, что неблагоприятное влияние метеоусловия могут оказывать на всех жителей планеты без исключения.

Нарушения в работе организма определяются его индивидуальными характеристиками – связь между атмосферным давлением и давлением человека может быть непрямой. В повышенном внимании нуждаются те, у кого рабочее артериальное давление повышено (гипертония) или понижено (гипотония).

Различают три эффекта воздействия атмосферных явлений на самочувствие:

  1. Прямое влияние. Вместе с повышением ртутного столба повышается кровяное давление, с его снижением – падает. Часто такое явление наблюдается у гипотоников.
  2. Обратное частичное влияние. При перемене атмосферных показателей систолическое давление (во время сжатия сердца, верхняя цифра) меняется, а диастолическое (давление при расслабленной сердечной мышце, нижний показатель) остается прежним. Клиническая картина может быть обратной. Бывает у людей с рабочим давлением 120/80.
  3. Обратное влияние. Артериальное давление повышается, реагируя на снижение атмосферного – у гипертоников это обычное явление.

Больше 50% живущих на Земле людей можно назвать метеочувствительными – не у всех высок адаптационный ресурс. При перемене погоды метеочувствительные испытывают дискомфорт и недомогание.

При метеозависимости (метеопатии) состояние человека серьезнее – резкая перемена погоды в сочетании с неблагоприятными факторами и нездоровым образом жизни может пагубно отразиться на физическом и психическом здоровье.

Повышенному риску подвергаются люди с застарелыми травмами, заболеваниями сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, психическими расстройствами. Для них нагрузка на сосуды и суставы особенно болезненна и чувствительна.

Факторы, влияющие на метеочувствительность и метеозависимость:

  • пол – женщины так как лучше понимают свое состояние, чаще жалуются на плохое самочувствие при изменении погоды;
  • возраст – маленькие дети и пожилые люди самые уязвимые категории населения;
  • наследственная предрасположенность: если метеопатия есть у родителей, обычно есть и у детей;
  • образ жизни – люди, которые имеют вредные привычки, расплачиваются за них здоровьем;
  • наличие хронических заболеваний является самым выраженным фактором вероятности метеопатии.

Влияние погоды на человека

Проявления связи атмосферного давления и давления человека многие испытывали на себе: головная боль, сонливость днем и бессонница ночью, сниженный или повышенный аппетит, утомление от легкого труда, беспричинные эмоциональные всплески без видимой причины и дурное настроение.

Многие люди жалуются, что их беспокоят давно полученные травмы, вывихи и переломы, больные суставы и остеохондроз, шрамы после хирургических вмешательств.

На самочувствие влияют все погодные параметры: сила и направление ветра, температура и влажность воздуха, осадки, интенсивность солнечного света, магнитные бури:

  • При сильном ветре врачам известны жалобы на головную боль, сонливость, вялость, состояние тревоги. Младенцы реагируют на сильный ветер на улице: спят беспокойно, часто требуют грудь, не слезают с рук, плачут. У психически больных в это время обостряются фобии, маниакальные состояния;
  • Слишком низкие или высокие температуры, скачки в течение суток (больше чем на 10 градусов) оказывают негативное влияние на больных вегето-сосудистой дистонией. Их могут беспокоить мигрени, боль в области сердца;
  • Самочувствие больных астмой и заболеваниями сердца ухудшается при повышенной влажности. Другая крайность в России больше распространена: крайне низкая влажность в квартирах. В нашей стране большую часть года окна и балкон закрыты, а батареи топят очень жарко. Сухой жаркий воздух в квартирах способствует снижению местного иммунитета и частым ОРВИ;
  • Количество солнечного света воздействует как на физическое самочувствие (выработка витамина Д в коже под влиянием ультрафиолета напрямую влияет на состояние костной ткани, сердечной и нервной системы), так и на психическое состояние (недостаток инсоляции может привести к сезонным депрессивным расстройствам);
  • Влияние магнитных бурь неоднозначно, научные данные об их действии расходятся. Накоплены данные о повышении числа техногенных катастроф во время магнитных бурь. Некоторые люди отчетливо связывают ухудшение своего состояния с сильными магнитными бурями и солнечной активностью.

Низкого давления

Если барометр показывает меньше 747 мм, метеочувствительные люди сразу это чувствуют: тело работает как метеобюро. Падает атмосферное давление – и давление человека сразу реагирует.

В зонах сниженного давления насыщенность кислородом сокращается, что вызывает учащение пульса и дыхания у человека. Нарастают явления гипоксии: одышка, вялость, тошнота, кровотечения из носа. Частота сердечных сокращений увеличивается.

Гипотоники в это время чувствуют себя особенно обессиленными: жалуются на головокружение, слабость и тошноту.

Больные с нарушениями ритма сердечных сокращений испытывают серьезный дискомфорт в области сердца. Люди с артритом, артрозом, остеохондрозом жалуются на боль в спине и суставах, мышечные боли.

Люди с лабильной психикой испытывают приступы тревоги, страха, неизъяснимой тоски и панические атаки. Лица, страдающие депрессией, могут предпринять попытки суицида.

Высокого давления

Атмосферное давление выше 756 мм для давления человека вредно: люди с сердечно-сосудистой и пищеварительной патологиями, повышенным артериальным давлением и больные астмой быстро чувствуют на себе такие изменения. Оно обостряет некоторые психические расстройства.

Для гипертоников высокое давление представляет опасность. Усугубляется течение хронических патологий: гипертонической и ишемической болезней, вегето-сосудистой дистонии – что проявляется в виде тяжелых последствий: гипертонических кризов, инфарктов миокарда, инсультов головного мозга.

Последствием обострения течения вегето-сосудистой дистонии бывают не только колебания артериального давления, но и нарушения регуляции функций внутренних органов: желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы, гормонального фона, мочевыделительной системы.

Могут возникнуть спазмы желудочной мускулатуры – больные жалуются на чувство тяжести в верхней части живота, дискомфорт, отрыжку и изжогу.

Так как нарушается регуляция желчевыводящих путей, это вызывает застой желчи и развитие желчекаменной болезни: больные жалуются на боль и тяжесть в правом подреберье.

Высокие цифры на барометре влияют и на здоровых людей: у каждого может колебаться систолическое и диастолическое давление, как в сторону повышения, так в сторону понижения. Для людей с нормальным кровяным давлением специальных мер обычно не требуется.

Антициклонов

Антициклон это ясная погода без ветра. В городской среде влияние антициклона чувствуется сильнее, так как из-за безветрия в воздухе возрастает сосредоточение выхлопных газов и вредных выбросов.

При антициклоне атмосферное давление повышается и однозначно влияет на давление человека. Совокупная сила этих факторов у больных с высокими показателями кровяного давления вызывает учащение сердцебиения, гиперемию кожи, чувство слабости, потливость, боль за грудиной и в левой руке. Гипертоники должны встречать антициклон в полной готовности и особенно осторожно.

Кардиологические бригады скорой помощи подтверждают, что количество вызовов по поводу инфарктов и инсультов при антициклонах максимально.

Гипотоники тоже могут нелегко переносить антициклоны: жаловаться на разные виды мигреней и проблемы с желудком.

Циклонов

Пасмурно, облачно, осадки и тепло – это явления циклона. Давление во время действия циклона низкое – это снижает концентрацию кислорода в атмосфере и повышает количество углекислого газа: кровенаполнение и микроциркуляция ухудшаются, питание тканей и органов нарушается, внутричерепное давление рефлекторно повышается.

Такие изменения в организме вызывают трудность при вдохе, сонливость, чувство необъяснимой усталости, головокружение, тошноту, слабость, разные виды мигреней.

Людям с пониженным артериальным давлением трудно переносить циклоны, они резко теряют работоспособность.

Если человеку с низким давлением не будет вовремя оказана помощь и он продолжит активную деятельность в таком состоянии – возможны осложнения в виде гипотонического криза и комы.

Температуры воздуха

При температурных перепадах рискуют люди, которые страдают ишемической болезнью сердца и гипертонией – возникает спазм сосудов, начинается кислородное голодание мозга.

Холодный воздух вызывает рефлекторное сокращение сосудов, поэтому при резком перепаде температуры – нырянии в жаркий полдень в реку или выходе на мороз – высока вероятность возникновения приступа стенокардии.

Гипертоникам смертельно опасны резкие перепады температур.

С повышением температурных показателей снижается атмосферное давление – люди с гипотонией в это время чувствуют недомогание.

Низкие температуры сопровождаются повышенным индексом атмосферного давления – это ухудшает самочувствие человека с патологическим давлением.

Можно обратить внимание, что в морозы кожа остается сухой и обветренной даже при нахождении дома. Это вызвано спазмом сосудов кожи, который возникает при высоких показателях ртутного столба.

Влажности воздуха

Слишком низкие показатели влажности воздуха создают проблемы для людей с хроническими инфекциями дыхательных путей и склонностью к аллергическим реакциям.

Сухой жаркий воздух в домах в отопительный сезон – основная причина сниженного иммунитета, частых ОРВИ и лор-инфекций.

Экстремально повышенная влажность воздуха вредна для больных с заболеваниями мочевыделительной системы и суставов и ухудшает их состояние.

Общие основные правила при постоянных явлениях метеопатии:


  • Кофе повышает давление. Лучше его пить в первой половине дня не больше 6 чашек в день;
  • Таблетка цитрамона снимает головную боль и повышает низкое давление;
  • Регулярное посещение бани, сауны и бассейна укрепляет и тренирует сосуды;
  • Небольшое количество красного вина может улучшить состояние во время циклона.
  • Постоянно контролировать артериальное давление;
  • По возможности сократить потребление поваренной соли;
  • Тяжелую мясную пищу желательно заменить на нежирную и овощную;
  • Лимон, клюква и брусника немного снижают давление и облегчают состояние во время антициклона;
  • Черный чай и кофе лучше заменить на воду, травяной чай или цикорий;
  • Физическая активность в жару запрещена;
  • Следует носить с собой и вовремя принимать препараты, снижающие давление.

Атмосферное давление и давление человека тесно связаны – метеоусловия влияют на работу организма. Знание о действии перемены погоды на человека поможет позаботиться о себе: обращать внимание на тревожные симптомы, соблюдать правила гигиены и оказывать необходимую помощь для сохранения здоровья.

Видео-ролики о взаимосвязи давления атмосферного на самочувствие человека

Как влияет атмосферное давление и давление человека на общее самочувствие:

Как влияет атмосферное давление на гипертоников:

Все тела во Вселенной имеют свойство притягиваться друг к другу. Крупные и массивные обладают более высокой силой притяжения по сравнению с мелкими. Этот закон присущ и нашей планете.


Земля притягивает к себе любые объекты, которые на ней находятся, в том числе окружающую ее газовую оболочку – . Хотя воздух намного легче планеты, он имеет большой вес и давит на всё, что находится на земной поверхности. Таким образом возникает атмосферное давление.

Что такое атмосферное давление?

Под атмосферным давлением понимают гидростатическое давление газовой оболочки на Землю и расположенные на ней объекты. На разной высоте и в различных уголках земного шара оно имеет различные показатели, но на уровне моря стандартным принято считать 760 мм ртутного столба.

Это означает, что на квадратный сантиметр любой поверхности оказывает давление воздушный столб массой 1,033 кг. Соответственно, на квадратный метр приходится давление более чем в 10 тонн.

О существовании давления атмосферы люди узнали только в XVII столетии. В 1638 году тосканский герцог решил приукрасить свои сады во Флоренции красивыми фонтанами, но неожиданно обнаружил, что вода в построенных сооружениях не поднимается выше 10,3 метров.

Решив выяснить причину подобного явления, он обратился за помощью к итальянскому математику Торричелли, который путем опытов и анализа определил, что воздух имеет вес.

Как измеряется атмосферное давление?

Атмосферное давление – один из важнейших параметров газовой оболочки Земли. Поскольку в разных местах оно различается, для его замеров используют специальное устройство – барометр. Обычный бытовой прибор представляет собой металлическую коробку с основанием из гофры, в которой напрочь отсутствует воздух.

При росте давления эта коробка сжимается, а при снижении давления, напротив, расширяется. Вместе с движением барометра двигается прикрепленная к нему пружинка, которая оказывает влияние на стрелку на шкале.

На метеорологических станциях используют жидкостные барометры. В них давление измеряют по высоте ртутного столбика, заключенного в стеклянную трубку.

Почему изменяется атмосферное давление?

Поскольку атмосферное давление создается вышележащими пластами газовой оболочки, по мере повышения высоты оно изменяется. На него могут оказывать влияние как плотность воздуха, так и высота самого воздушного столба. Кроме того, давление меняется в зависимости от места на нашей планете, так как разные районы Земли расположены на различных высотах над уровнем моря.


Время от времени над земной поверхностью создаются медленно передвигающиеся области повышенного или пониженного давления. В первом случае они носят название антициклоны, во втором – циклоны. В среднем показатели давления на уровне моря варьируются от 641 до 816 мм ртутного столба, хотя внутри могут опускаться до 560 мм.

Как атмосферное давление влияет на погоду?

Распределение атмосферного давления по Земле является неравномерным, что связано, в первую очередь, с движением воздуха и его способностью создавать так называемые барические вихри.

В северном полушарии вращение воздуха по часовой стрелке приводит к образованию нисходящих воздушных потоков (антициклонов), которые приносят в конкретную местность ясную либо малооблачную погоду с полным отсутствием дождя и ветра.

Если воздух вращается против часовой стрелки, то над землей образуются восходящие вихри, характерные для циклонов, с сильными осадками, шквальными ветрами, грозами. В южном полушарии циклоны движутся по часовой стрелке, антициклоны – против нее.

Какое влияние оказывает атмосферное давление на человека?

На каждого человека давит воздушный столб массой от 15 до 18 тонн. В иных ситуациях такой вес мог бы раздавить всё живое, но давление внутри нашего организма равняется атмосферному, поэтому при нормальных показателях в 760 мм ртутного столба мы не испытываем никакого дискомфорта.

Если же атмосферное давление выше или ниже нормы, некоторые люди (особенно пожилые или больные) чувствуют недомогание, головную боль, отмечают обострение хронических болезней.

Чаще всего неприятные ощущения человек испытывает на больших высотах (например, в горах), поскольку в таких районах давление воздуха ниже, чем на уровне моря.

Атмосферное давление - одна из важнейших климатических характеристик, оказывающих влияние на и человека. Оно способствует формированию циклонов и антициклонов, провоцирует развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей. Доказательства, что воздух имеет вес, были получены еще в 17 веке, с тех пор процесс изучения его колебаний является одним из центральных для синоптиков.

Что такое атмосфера

Слово «атмосфера» имеет греческое происхождение, дословно оно переводится как «пар» и «шар». Это газовая оболочка вокруг планеты, которая вращается вместе с ней и образует единое целое космическое тело. Она простирается от земной коры, проникая в гидросферу, и заканчивается экзосферой, постепенно перетекая в межпланетное пространство.

Атмосфера планеты - это важнейший ее элемент, обеспечивающий возможность жизни на Земле. В ней содержится необходимый человеку кислород, от нее зависят показатели погоды. Границы атмосферы весьма условны. Принято считать, что они начинаются на расстоянии около 1000 километров от поверхности земли и затем на расстоянии еще 300 километров плавно переходят в межпланетное пространство. По теориям, которых придерживается NASA, эта газовая оболочка заканчивается на высоте около 100 километров.

Она возникла в результате извержения вулканов и испарения веществ в космических телах, падавших на планету. Сегодня состоит из азота, кислорода, аргона и других газов.

История открытия атмосферного давления

До 17 века человечество не задумывалось о том, имеет ли воздух массу. Не было и никаких представлений о том, что такое атмосферное давление. Однако, когда герцог Тосканский решил оборудовать знаменитые флорентийские сады фонтанами, его проект с треском провалился. Высота водяного столба не превышала 10 метров, что противоречило всем представлениям о закономерностях природы в то время. Именно здесь берет начало история открытия атмосферного давления.

Изучением этого феномена занялся ученик Галилея, итальянский физик и математик Эванджелиста Торричелли. С помощью опытов на более тяжелом элементе, ртути, спустя несколько лет ему удалось доказать наличие веса у воздуха. Он впервые создал вакуум в лаборатории и разработал первый барометр. Торричелли представлял стеклянную трубку, заполненную ртутью, в которой под воздействием давления оставалось такое количество вещества, которое уравнивало бы давление атмосферы. Для ртути высота столба равнялась 760 мм. Для воды - 10,3 метра, это именно та высота, на которую поднялись фонтаны в садах Флоренции. Именно он открыл для человечества, что такое атмосферное давление и как оно влияет на жизнь человека. в трубке было названо в его честь «торричеллиевой пустотой».

Почему и вследствие чего создается атмосферное давление

Один из ключевых инструментов метеорологии - изучение движения и перемещения воздушных масс. Благодаря этому можно получить представление о том, вследствие чего создается атмосферное давление. После того как было доказано, что воздух имеет вес, стало ясно, что на него, как и на любое другое тело на планете, действует сила притяжения. Именно этим обуславливается возникновение давления, когда под влиянием гравитации находится атмосфера. Атмосферное давление может колебаться из-за различий массы воздуха на разных участках.

Там, где воздуха становится больше, оно более высокое. В разреженном пространстве наблюдается снижение атмосферного давления. Причина изменения кроется в его температуре. Он нагревается не от лучей Солнца, а от поверхности Земли. Нагреваясь, воздух становится легче и поднимается вверх, в то время как охлажденные воздушные массы опускаются вниз, создавая постоянное, непрерывное движение Каждый из этих потоков имеет разное атмосферное давление, что провоцирует появление ветров на поверхности нашей планеты.

Влияние на погоду

Атмосферное давление - один из ключевых терминов в метеорологии. Погода на Земле формируется из-за воздействия циклонов и антициклонов, которые образуются под воздействием перепадов давления в газовой оболочке планеты. Для антициклонов характерны высокие показатели (до 800 мм ртутного столба и выше) и низкая скорость движения, в то время как циклоны - это области с более низкими показателями и высокой скоростью. Смерчи, ураганы, торнадо также формируются из-за резких перепадов атмосферного давления - внутри смерча оно стремительно падает, достигая 560 мм ртутного столба.

Движение воздуха приводит к изменению погодных условий. Ветры, возникающие между областями с разными уровнями давления, перегоняют циклоны и антициклоны, вследствие чего создается атмосферное давление, формирующее те или иные погодные условия. Эти движения редко имеют систематический характер, и их очень трудно предугадать. В зонах, где повышенное и пониженное атмосферное давление сталкиваются, происходит изменение климатических условий.

Стандартные показатели

Средним показателем в идеальных условиях считается уровень 760 мм ртутного столба. Уровень давления изменяется с высотой: на низинах или территориях, расположенных ниже уровня моря, давление будет более высоким, на высоте, где воздух разреженный, напротив, его показатели снижаются на 1 мм ртутного столба с каждым километром.

Пониженное атмосферное давление

Оно понижается с увеличением высоты из-за удаления от поверхности Земли. В первом случае этот процесс объясняется снижением воздействия гравитационных сил.

Нагреваясь от Земли, газы, из которых состоит воздух, расширяются, их масса становится легче, и они поднимаются в более высокие Движение происходит до тех пор, пока соседние воздушные массы не окажутся менее плотными, тогда воздух распространяется по сторонам, а давление выравнивается.

Традиционными территориями с более низким атмосферным давлением считаются тропики. На экваториальных территориях всегда наблюдается пониженное давление. Однако зоны с повышенным и пониженным показателем распространены над Землей неравномерно: в одной географической широте могут присутствовать участки с разными уровнями.

Повышенное атмосферное давление

Самый высокий уровень на Земле наблюдается на Южном и Северном полюсах. Это объясняется тем, что воздух над холодной поверхностью становится холодным и плотным, его масса увеличивается, следовательно, его сильнее притягивает к поверхности гравитацией. Он опускается, а пространство над ним заполняется более теплыми воздушными массами, вследствие чего создается атмосферное давление с повышенным уровнем.

Влияние на человека

Нормальные показатели, характерные для местности проживания человека, не должны оказывать никакого воздействия на его самочувствие. Вместе с тем атмосферное давление и жизнь на Земле неразрывно связаны. Его изменение - повышение или понижение - может спровоцировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний у людей с повышенным артериальным давлением. Человек может испытывать боли в области сердца, приступы беспричинной головной боли, снижается работоспособность.

Для людей, страдающих заболеваниями дыхательных путей, опасными могут стать антициклоны, приносящие повышенное давление. Воздух опускается и становится более плотным, увеличивается концентрация вредных веществ.

Во время колебаний атмосферного давления у людей снижается иммунитет, уровень лейкоцитов в крови, поэтому не рекомендуется в такие дни нагружать организм физически или интеллектуально.

Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м 3 воздуха весит 1,033 кг). На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг. Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. Иначе говоря, собственная масса воздуха создает атмосферное давление, величина которого на единицу площади соответствует массе находящегося над нею воздушного столба. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха — к увеличению (росту) давления. За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0°С. В этом случае давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб): 1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм = = 1 гПа.

Давление атмосферы измеряется при помощи барометров. Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).

Ртутный чашечный состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.

Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.

Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры — барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются , которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.

Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в “Ненси” над океаном.

Давление изменяется с высотой. Принято считать средним значением атмосферного давления давление над уровнем моря — 1013 мб (760 мм рт.ст.). С увеличением высоты воздух становится все более разреженным и давление уменьшается. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

Атмосферное давление непрерывно меняется в связи с изменением и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит хорошо выраженный зональный характер, что обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления. Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно высокое там, где воздуха становится больше, низкое там, откуда воздух уходит. Нагреваясь от поверхности, воздух устремляется вверх и давление на теплую поверхность понижается. Но на высоте воздух охлаждается, уплотняется и начинает опускаться на соседние холодные участки, где давление возрастает. Таким образом, нагревание и охлаждение воздуха от поверхности Земли сопровождается его перераспределением и изменением давления.

В экваториальных широтах температуры воздуха постоянно высокие, воздух, нагреваясь, поднимается и уходит в сторону . Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное. В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление. Над постоянно холодной поверхностью полюсов ( и ) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из широт. Вместе с тем в умеренных широтах отток воздуха формирует пояс пониженного давления. В результате на Земле формируются пояса пониженного ( и два умеренных) и повышенного (два тропических и два полярных) давления. В зависимости от сезона они несколько смещаются в сторону летнего полушария (вслед за Солнцем).

Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год. Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ и в умеренных широтах южного полушария. Иная картина в северном полушарии. Здесь зимой в умеренных широтах над материками давление сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: оно сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Но над материками, где давление заметно повысилось, образуются так называемые зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом в умеренных широтах северного полушария поле пониженного давления восстанавливается. При этом обширная область пониженного давления формируется над Азией — Азиатский минимум.

В тропических широтах — поясе повышенного давления — материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо- (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Индийский.

Иначе говоря, пояса повышенного и пониженного давления Земли, несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, являются довольно устойчивыми образованиями.

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.