فشار در بالا چقدر است. فشار اتمسفر. فرمول فشارسنجی

وزن خود ستون هوا به اصطلاح ایجاد می کند فشار اتمسفر که روی تمام اجسام واقع در داخل زمین و جو آن اثر می گذارد. فشار اتمسفربه دلیل وزن لایه های هوا در بالا. بدیهی است که بسته به ارتفاع بالای سطح زمین تغییر خواهد کرد: فشار در بالای کوه به طور پیشینی کمتر از فشار در سطح دریا است.

بستن سطح زمینبه ازای هر 8 متری که بالا می روید، فشار اتمسفر 100 Pa = 1 میلی بار کاهش می یابد.

از آخرین فرمول، با استفاده از تبدیل های ریاضی، فرمول وابستگی فشار اتمسفر به ارتفاع در سطح دریا به دست می آید.

برای یک مورد ساده، زمانی که دمای هوا ثابت است، وابستگی فشار اتمسفر به ارتفاع بالای سطح زمین با فرمول به اصطلاح فشار سنجی توصیف می شود:

(T=const)

که در آن p فشار در ارتفاع h است،

p o - فشار در سطح دریا (h=0)،

M - جرم مولیگاز (برای هوا M=0.029 کیلوگرم بر مول)

ساعتارتفاعی است که فشار اتمسفر در آن اندازه گیری می شود،

R ثابت گاز جهانی است (R=8.31 ​​J/(mol K))،

T - دما (در مقیاس کلوین، OºK \u003d ─273.15 ... ºС)،

ه- غرفه دار ( ه = 2,71828).

این وابستگی نمایی با نمودار نشان داده شده در شکل توضیح داده شده است:

آر

برای توصیف فشار اتمسفر، به عنوان یک قاعده، از واحدهای غیر SI استفاده می شود: میلی متر ستون جیوه(mm Hg) و جو فیزیکی (atm).

● در سطح دریا میانگین فشار اتمسفر سالانه است

p n \u003d 1.01325 10 5 Pa \u003d 760 میلی‌متر جیوه. هنر \u003d 1 اتمسفر (در دمای متوسط ​​سالانه 15ºС) -

این مقدار در نظر گرفته شده است طبیعی فشار جو؛

● فشار اتمسفر به محل اندازه گیری، دمای هوا و آب و هوا بستگی دارد.

● بسیاری از دستگاه ها تنها به دلیل وجود فشار اتمسفر عمل می کنند

(پیپت ها، پمپ های خلاء و فشار پیستونی، پمپ های گریز از مرکز)؛

● اختلاف فشار اتمسفر در جاهای مختلفجو تا حد زیادی تعیین می کند

وقوع پدیده های مختلف هواشناسی

A N T I C I K L O N

آنتی سیکلونجرم اتمسفر است، حرکت گردابی هوا با بالافشار در مرکز ، در جهت عقربه های ساعت در نیمکره شمالی، در خلاف جهت عقربه های ساعت در جنوب. ویژگی متمایزآنتی سیکلون یک جهت باد کاملاً تعریف شده است. باد از مرکز به سمت حاشیه هدایت می شودآنتی سیکلون، یعنی در جهت کاهش فشار هوا. یکی دیگر از اجزای بادها در پاد سیکلون، تأثیر نیروی کوریولیس ناشی از چرخش زمین است. در نیمکره شمالی، این باعث می شود که جریان متحرک به سمت راست بپیچد. در نیمکره جنوبی، به ترتیب، به سمت چپ. به همین دلیل است که باد در پاد سیکلون های نیمکره شمالی در جهت عقربه های ساعت حرکت می کند و در نیمکره جنوبی بالعکس. سیکلون ها با جهت معکوس بادها مشخص می شوند. در یک پاد سیکلون کم، سرد، ایزوبارها فقط در کمترین کیلومترها بسته می مانند و در تروپوسفر میانی فشار خون بالااصلا پیدا نشد؛ وجود یک طوفان در ارتفاع بالا در بالای چنین آنتی سیکلونی نیز امکان پذیر است. آنتی سیکلون بالا گرم است و ایزوبارهای بسته را با گردش ضد سیکلون حتی در تروپوسفر فوقانی حفظ می کند. گاهی اوقات آنتی سیکلون چند مرکزی است.

قطر پادسیکلون ها به چندین هزار کیلومتر می رسد. در مرکز آنتی سیکلون، فشار معمولاً 1020-1030 hPa است، اما می تواند به 1070-1080 hPa برسد. مانند طوفان ها، آنتی سیکلون ها در جهت انتقال کلی هوا در تروپوسفر، یعنی از غرب به شرق حرکت می کنند، در حالی که به عرض های جغرافیایی پایین منحرف می شوند. سرعت متوسط ​​حرکت پادسیکلون در نیمکره شمالی حدود 30 کیلومتر در ساعت و در نیمکره جنوبی حدود 40 کیلومتر در ساعت است، اما اغلب آنتی سیکلون برای مدت طولانی غیرفعال می شود.

نشانه های پادسیکلون: آب و هوای پایدار و معتدل که چندین روز ادامه دارد. AT دوره تابستانآنتی سیکلون هوای گرم و ابری را به ارمغان می آورد. در زمستان با هوای یخبندان و مه مشخص می شود.

یک ویژگی مهمپاد سیکلون ها تشکیل آنها در مناطق خاصی است. به طور خاص، پاد سیکلون ها بر فراز میدان های یخی تشکیل می شوند. و هر چه پوشش یخی قوی تر باشد، آنتی سیکلون بارزتر است. به همین دلیل است که پاد سیکلون بر فراز قطب جنوب بسیار قدرتمند است، و بر فراز گرینلند کم قدرت، بر روی قطب شمال شدت آن متوسط ​​است. پاد سیکلون های قدرتمندی نیز در منطقه گرمسیری ایجاد می شوند.

یک مثال جالبتغییرات چشمگیر در تشکیل توده های مختلف هوا در خدمت اوراسیا است. AT زمان تابستانیک منطقه بر روی مناطق مرکزی آن تشکیل شده است فشار کمجایی که هوا از اقیانوس های مجاور مکیده می شود. این امر به ویژه در آسیای جنوبی و شرقی مشهود است: یک رشته بی پایان از طوفان ها هوای گرم مرطوب را به اعماق سرزمین اصلی می برد. در زمستان، وضعیت به طور چشمگیری تغییر می کند: منطقه ای بر فراز مرکز اوراسیا شکل می گیرد فشار بالا- بادهای بیشینه آسیایی، سرد و خشک که از مرکز آن (مغولستان، تووا، جنوب سیبری) در جهت عقربه های ساعت واگرا می شود، سرما را تا حومه شرقی سرزمین اصلی می برد و باعث هوای صاف، یخبندان و تقریباً بدون برف می شود. شرق دور، در شمال چین. در جهت غربی، آنتی سیکلون ها با شدت کمتری نفوذ می کنند. کاهش شدیددما فقط در صورتی امکان پذیر است که مرکز پاد سیکلون به سمت غرب نقطه مشاهده حرکت کند، زیرا جهت باد از جنوب به شمال تغییر می کند. فرآیندهای مشابه اغلب در دشت اروپای شرقی مشاهده می شود.

C I K L O N

سیکلون(از دیگر یونانی κυκλῶν - "دوار") - گرداب جوی با قطر عظیم (از صدها تا چند هزار کیلومتر) با پایین آوردفشار هوا در مرکز

هوا در طوفان در نیمکره شمالی در خلاف جهت عقربه های ساعت و در نیمکره جنوبی در جهت عقربه های ساعت گردش می کند. علاوه بر این، در لایه های هوا در ارتفاع چند صد متری از سطح زمین، باد اصطلاحی به سمت مرکز داردسیکلون، در امتداد گرادیان باریک (در جهت کاهش فشار). ارزش اصطلاح با ارتفاع کاهش می یابد.

حرکت هوا (نقطه دار

فلش ها) و ایزوبارها (پیوسته).

خطوط e) در یک طوفان در نیمکره شمالی.

یک سیکلون فقط برعکس پادسیکلون نیست، آنها مکانیسم متفاوتی برای وقوع دارند. سیکلون ها به طور مداوم و به طور طبیعی به دلیل چرخش زمین ظاهر می شوند، به دلیل نیروی کوریولیس. نتیجه قضیه نقطه ثابت بروور وجود حداقل یک طوفان یا پاد سیکلون در جو است.

نمایش شماتیکروند

تشکیل سیکلون در اثر چرخش

زمین

دو نوع اصلی از طوفان وجود دارد - فرا گرمسیری و گرمسیری. اولین ها در عرض های جغرافیایی معتدل یا قطبی شکل می گیرند و در آغاز توسعه هزاران کیلومتر قطر دارند و در مورد به اصطلاح سیکلون مرکزی تا چندین هزار کیلومتر قطر دارند. در میان طوفان های برون گرمسیری، طوفان های جنوبی متمایز می شوند که در مرز جنوبی عرض های جغرافیایی معتدل (دریای مدیترانه، بالکان، دریای سیاه، خزر جنوبی و ...) تشکیل شده و به سمت شمال و شمال شرق حرکت می کنند. طوفان های جنوبی دارای ذخایر عظیم انرژی هستند. با طوفان های جنوبی در مرکز روسیه و کشورهای مستقل مشترک المنافع است که شدیدترین بارش، باد، رعد و برق، رعد و برق و سایر پدیده های آب و هوایی مرتبط است.

طوفان های استوایی در عرض های جغرافیایی استوایی شکل می گیرند و کوچکتر هستند (صدها، به ندرت بیش از هزار کیلومتر)، اما دارای شیب باریک بزرگتر و سرعت بادهایی هستند که به طوفان می رسد. چنین طوفان هایی نیز با به اصطلاح مشخص می شوند. "چشم طوفان" - منطقه ای مرکزی با قطر 20-30 کیلومتر با آب و هوای نسبتاً صاف و آرام. طوفان های استوایی می توانند در طول توسعه خود به طوفان های خارج از حاره تبدیل شوند. در زیر 8-10 درجه عرض جغرافیایی شمالی و جنوبی، طوفان ها به ندرت رخ می دهند و در مجاورت استوا اصلاً رخ نمی دهند.

سیکلون ها نه تنها در جو زمین، بلکه در اتمسفر سیارات دیگر نیز رخ می دهند. به عنوان مثال، در جو مشتری، سال هاست که به اصطلاح لکه قرمز بزرگ مشاهده می شود که ظاهراً یک آنتی سیکلون با عمر طولانی است. با این حال، طوفان های موجود در جو سیارات دیگر به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته اند.

ابتدا بیایید درس فیزیک را به یاد بیاوریم دبیرستان، که توضیح می دهد چرا و چگونه فشار اتمسفر با ارتفاع تغییر می کند. هر چه سطح بالاتر از سطح دریا باشد، فشار آن کمتر است. توضیح بسیار ساده است: فشار اتمسفر نشان دهنده نیرویی است که ستونی از هوا بر هر چیزی که در سطح زمین است فشار می آورد. به طور طبیعی، هرچه بالاتر بروید، ارتفاع ستون هوا، جرم آن و فشار وارده کمتر خواهد بود.

علاوه بر این، در ارتفاعی که هوا کمیاب می شود، حاوی تعداد بسیار کمتری مولکول های گاز است که فوراً بر جرم تأثیر می گذارد. و ما نباید فراموش کنیم که با افزایش ارتفاع، هوا از ناخالصی های سمی، گازهای خروجی و سایر "جذابیت ها" پاک می شود، در نتیجه چگالی آن کاهش می یابد و شاخص های فشار اتمسفر کاهش می یابد.

مطالعات نشان داده است که وابستگی فشار اتمسفر به ارتفاع به شرح زیر است: افزایش ده متری باعث کاهش یک واحد در پارامتر می شود. تا زمانی که ارتفاع زمین از سطح دریا بیش از پانصد متر نباشد، تغییرات در فشار ستون هوا عملاً احساس نمی شود، اما اگر پنج کیلومتر بالا بروید، مقادیر نصف مقادیر بهینه است. . قدرت فشار وارد شده توسط هوا به دما نیز بستگی دارد که هنگام صعود به ارتفاع زیاد بسیار کاهش می یابد.

برای فشار خون و شرایط عمومی بدن انسانارزش نه تنها اتمسفر، بلکه فشار جزئی نیز که به غلظت اکسیژن در هوا بستگی دارد، بسیار مهم است. متناسب با کاهش مقادیر فشار هوا، فشار جزئی اکسیژن نیز کاهش می یابد که منجر به تامین ناکافی این عنصر ضروری به سلول ها و بافت های بدن و ایجاد هیپوکسی می شود. این با این واقعیت توضیح داده می شود که انتشار اکسیژن به خون و حمل و نقل بعدی آن به اندام های داخلی به دلیل تفاوت در مقادیر فشار جزئی خون و آلوئول های ریوی و هنگام صعود به مقدار زیاد رخ می دهد. ارتفاع، تفاوت در این قرائت ها به طور قابل توجهی کوچکتر می شود.

چگونه ارتفاع بر سلامتی افراد تأثیر می گذارد؟

مهمترین عامل منفی که بر بدن انسان در ارتفاع اثر می گذارد کمبود اکسیژن است. در نتیجه هیپوکسی است که اختلالات حادشرایط قلبی و رگ های خونی، افزایش فشار خون، اختلالات گوارشی و تعدادی از آسیب شناسی های دیگر.

بیماران مبتلا به فشار خون و افرادی که مستعد افزایش فشار هستند نباید از ارتفاعات به کوه ها صعود کنند و توصیه می شود ساعت ها پرواز انجام ندهند. آنها همچنین باید کوهنوردی حرفه ای و گردشگری کوهستان را فراموش کنند.

شدت تغییرات رخ داده در بدن امکان شناسایی چندین منطقه ارتفاع را فراهم می کند:

• تا ارتفاع یک و نیم تا دو کیلومتری از سطح دریا منطقه نسبتا امنی است که در آن تغییرات خاصی در عملکرد بدن و حالت سرزندگی ایجاد نمی شود. سیستم های مهم. بدتر شدن رفاه، کاهش فعالیت و استقامت بسیار به ندرت مشاهده می شود.
• از دو تا چهار کیلومتر - بدن به لطف افزایش تنفس و نفس های عمیق سعی می کند به تنهایی با کمبود اکسیژن مقابله کند. انجام کارهای سنگین فیزیکی که نیاز به مقدار زیادی اکسیژن مصرفی دارد، دشوار است، اما بار سبک برای چندین ساعت به خوبی تحمل می شود.
• از چهار تا پنج و نیم کیلومتر - وضعیت سلامتی به طور قابل توجهی بدتر می شود، انجام کار فیزیکی دشوار است. اختلالات روانی-عاطفی به شکل شادی، سرخوشی، اعمال نامناسب ظاهر می شود. با اقامت طولانی در چنین ارتفاعی، سردرد، احساس سنگینی در سر، مشکلات تمرکز و بی حالی رخ می دهد.
• از پنج و نیم تا هشت کیلومتر - برای درگیر شدن کار فیزیکیغیرممکن است، وضعیت به شدت بدتر می شود، درصد از دست دادن هوشیاری بالا است.
• بالای هشت کیلومتر - در چنین ارتفاعی فرد می تواند حداکثر چند دقیقه هوشیاری خود را حفظ کند و به دنبال آن غش عمیق و مرگ رخ می دهد.

برای جریان فرآیندهای متابولیک در بدن به اکسیژن نیاز است که کمبود آن در ارتفاع منجر به ایجاد بیماری کوهستانی می شود. علائم اصلی این اختلال عبارتند از:

• سردرد.
• تنگی نفس، تنگی نفس، تنگی نفس.
• خونریزی بینی
• حالت تهوع، حملات استفراغ.
• درد مفاصل و عضلات.
• اختلالات خواب.
• اختلالات روانی عاطفی.

در ارتفاعات، بدن دچار کمبود اکسیژن می شود که در نتیجه کار قلب و رگ های خونی مختل می شود، شریانی و فشار داخل جمجمه، بسیار مهم است اعضای داخلی. برای غلبه بر هیپوکسی، باید آجیل، موز، شکلات، غلات، آب میوه را در رژیم غذایی خود بگنجانید.

تاثیر قد بر سطح فشار خون

هنگام صعود به ارتفاع زیاد و هوای کمیاب باعث افزایش ضربان قلب، افزایش در فشار خون. با این حال، با افزایش بیشتر ارتفاع، سطح فشار خون شروع به کاهش می کند. کاهش محتوای اکسیژن در هوا به مقادیر بحرانی باعث کاهش فعالیت قلبی، کاهش قابل توجه فشار در شریان ها می شود، در حالی که در عروق وریدی شاخص ها افزایش می یابد. در نتیجه، فرد دچار آریتمی، سیانوز می شود.

چندی پیش، گروهی از محققان ایتالیایی برای اولین بار تصمیم گرفتند به طور دقیق بررسی کنند که چگونه ارتفاع بر سطح فشار خون تأثیر می گذارد. برای انجام تحقیقات، یک سفر به اورست سازماندهی شد که در طی آن شاخص های فشار شرکت کنندگان هر بیست دقیقه تعیین می شد. در طول سفر افزایش فشار خون در هنگام صعود تایید شد: نتایج نشان داد که مقدار سیستولیک پانزده واحد و مقدار دیاستولیک ده واحد افزایش یافته است. در عین حال متذکر شد که حداکثر مقادیر BP در شب تعیین شد. همچنین اثر داروهای ضد فشار خون در ارتفاعات مختلف مورد بررسی قرار گرفت. معلوم شد که داروی مورد مطالعه به طور موثر در ارتفاع تا سه و نیم کیلومتر کمک کرد و هنگام بالا رفتن از پنج و نیم کاملاً بی فایده شد.