高度での気圧はどれくらいですか? 大気圧。 気圧計算式

空気柱の自重により、いわゆる 大気圧 、地球とその大気内にあるすべての物体に作用します。 大気圧上にある空気の層の重さによるものです。 明らかに、それは地表からの高さに応じて変化します。山の頂上の圧力は、事前に海面の圧力よりも低くなります。

クローズアップ 地球の表面 8 メートル上昇するごとに、大気圧は 100 Pa = 1 mbar 低下します。

最後の式から数学的変換を経て、大気圧の海抜高度依存性の式に従います。

簡略化したケースでは、気温が一定の場合、地表からの高さに対する大気圧の依存性は、いわゆる気圧の公式で表されます。

(T=定数)

ここで、p は高さ h での圧力、

p o – 海面での圧力 (h=0)、

M – モル質量ガス (空気の場合 M=0.029 kg/mol)

h– 大気圧が測定される高度、

R – 普遍気体定数 (R=8.31 J/(mol K))、

T – 温度 (ケルビンスケール、ОºК= ─273.15…ºС)、

e– 指数 ( e = 2,71828).

この指数依存性は、図に示すグラフで説明されます。

R

大気圧を特徴付けるには、原則として非 SI 測定単位が使用されます: ミリメートル 水星(mmHg) と物理的な雰囲気 (atm)。

● 海抜ゼロメートルでは、年間平均気圧は次のようになります。

pH = 1.01325 10 5 Pa = 760 mm Hg。 美術。 = 1気圧 (年間平均気温15℃の場合) –

この値が考慮されます 普通 大気圧;

● 気圧は測定場所、気温、天候によって異なります。

● 多くのデバイスは大気圧の存在によってのみ動作します。

(ピペット、ピストン真空および圧力ポンプ、遠心ポンプ);

● 気圧の違い 別の場所雰囲気で大きく決まる

さまざまな気象現象の発生。

アンチクロックロン

高気圧- これは大気の質量、空気の渦運動です。 高い中心部の圧力 、北半球では時計回り、南半球では反時計回り. 特徴的な機能高気圧は厳密に定義された風向です。 風は中心から周辺に向かう高気圧、つまり気圧が下がる方向です。 高気圧における風のもう 1 つの要素は、地球の自転によって引き起こされるコリオリ力の影響です。 北半球では、これにより流れている流れが右に曲がります。 したがって、南半球では左側になります。 北半球の高気圧では風が時計回りに進み、南半球ではその逆になるのはこのためです。 サイクロンの典型です 逆方向風。 低く冷たい高気圧では、等圧線は最も低いキロメートルと対流圏の中央部でのみ閉じたままになります。 高血圧まったく検出されませんでした。 このような高気圧の上に高高度低気圧が存在する可能性もあります。 高気圧は暖かく、対流圏上部でも高気圧循環により閉じた等圧線を維持します。 高気圧が多中心になる場合もあります。

高気圧は直径数千キロメートルの大きさに達します。 高気圧の中心の気圧は通常 1020 ～ 1030 hPa ですが、1070 ～ 1080 hPa に達することもあります。 低気圧と同様に、高気圧は対流圏の一般的な空気輸送の方向、つまり西から東に移動しながら、低緯度の方に偏ります。 高気圧の平均移動速度は北半球で約 30 km/h、南半球で約 40 km/h ですが、高気圧は長時間静止状態になることがよくあります。

高気圧の兆候：安定した穏やかな天気が数日間続きます。 で 夏期高気圧の影響で暑く、曇りの天気が続きます。 冬は極寒の天候と霧が特徴です。

重要な機能高気圧は、特定の地域で発生する高気圧です。 特に、高気圧は氷原の上に発生します。 そして、氷の覆いが厚ければ厚いほど、高気圧はより顕著になります。 そのため、南極上空の高気圧は非常に強力ですが、グリーンランド上空では威力が低く、北極上空ではその強さは平均的です。 熱帯では強力な高気圧も発達します。

興味深い例ユーラシアは、さまざまな気団の形成における急激な変化の源として機能します。 で サマータイム領域はその中央領域の上に形成されます 低圧、近隣の海から空気が吸い込まれます。 これは南アジアと東アジアで特に顕著です。サイクロンが無限に連なり、湿った暖かい空気が大陸の奥深くまで運ばれます。 冬になると状況は劇的に変化します。ユーラシアの中心に領域が形成されます。 高圧- アジア極大の冷たく乾いた風が、その中心（モンゴル、トゥヴァ、シベリア南部）から時計回りに分岐し、大陸の東端まで寒気を運び、晴れて霜が降り、ほとんど雪のない天候をもたらします。 極東、中国北部。 西方向では、高気圧の影響はそれほど強くありません。 急激な減少風向きが南から北に変わるため、高気圧の中心が観測点の西に移動した場合にのみ、気温を知ることができます。 同様のプロセスは東ヨーロッパ平原でもよく観察されます。

シクロ

サイクロン（古代ギリシャ語 κυκλῶν - 「回転」に由来） - 直径が巨大（数百キロメートルから数千キロメートル）の大気の渦。 削減中心部の気圧。

サイクロン内の空気 北半球では反時計回りに、南半球では時計回りに循環します。 また、地表から数百メートルまでの高さの空気層では、 風は中心に向かう項を持っていますサイクロン、気圧勾配に沿って（圧力が減少する方向に）。 この項の大きさは身長とともに減少します。

空気の動き（点線）

矢印）と等圧線（連続

e 行）北半球の低気圧内。

低気圧は高気圧の反対であるだけでなく、発生メカニズムも異なります。 サイクロンは地球の自転により常に自然に発生し、 コリオリ力のおかげで。 ブラウワーの不動点定理の結果、大気中に少なくとも 1 つの低気圧または高気圧が存在します。

模式図プロセス

自転によるサイクロンの形成

地球

サイクロンには主に 2 つのタイプがあります。 温帯と熱帯。 最初のものは温帯または極緯度で形成され、発達の初期には直径が 1,000 キロメートル、いわゆる中央低気圧の場合は最大で数千キロメートルになります。 温帯低気圧の中で、南方低気圧が区別され、温帯緯度（地中海、バルカン半島、黒海、南カスピ海など）の南の境界で形成され、北および北東に移動します。 南方低気圧には膨大なエネルギーが蓄えられています。 最も激しい降水量、風、雷雨、スコール、その他の気象現象が伴うのは、ロシア中部と CIS 地域の南方低気圧です。

熱帯低気圧は熱帯の緯度で発生し、サイズは小さい（数百、まれに千キロメートルを超える）ものの、気圧勾配と風速が大きく、暴風雨の速度に達します。 このようなサイクロンは、いわゆる 「嵐の目」 - 比較的晴天で風のない、直径 20 ～ 30 km の中心地域。 熱帯低気圧は、発達中に温帯低気圧になることがあります。 北緯および南緯 8 ～ 10 度以下では、サイクロンが発生することは非常にまれで、赤道のすぐ近くではまったく発生しません。

サイクロンは地球の大気だけでなく、他の惑星の大気でも発生します。 たとえば、木星の大気では、いわゆる大赤斑が長年観察されていますが、これは明らかに長命の高気圧です。 しかし、他の惑星の大気中のサイクロンについては十分に研究されていません。

まずは物理の授業を思い出しましょう 高校、気圧が高度に応じて変化する理由と仕組みを説明します。 その地域が海抜より高いほど、その地域の圧力は低くなります。 説明するのは非常に簡単です。大気圧は、空気の柱が地球の表面にあるすべてのものを押す力を示します。 当然のことながら、上昇すればするほど、気柱の高さ、その質量、および加えられる圧力は低くなります。

さらに、高地では空気が希薄になり、含まれるガス分子の数がはるかに少なくなり、これも質量に直ちに影響を与えます。 そして、高度が上がるにつれて、空気から有毒な不純物、排気ガス、その他の「喜び」が取り除かれ、その結果、空気の密度が減少し、大気圧が低下することを忘れてはなりません。

研究によると、気圧の高度依存性は次のように異なります。10 メートル上昇すると、パラメータは 1 単位減少します。 エリアの高度が海抜500メートルを超えない限り、気柱の圧力の変化はほとんど感じられませんが、5キロメートル上昇すると、値は最適値の半分になります。 。 空気が及ぼす圧力の強さは温度にも依存し、高高度に上昇すると温度は大幅に低下します。

血圧レベルや 一般的なコンディション 人体大気圧だけでなく、空気中の酸素濃度に依存する分圧の値も非常に重要です。 気圧の低下に比例して酸素分圧も低下し、この必須元素が体の細胞や組織に十分に供給されなくなり、低酸素症が発生します。 これは、酸素の血液中への拡散とその後の内臓への輸送が血液と肺胞の分圧の違いによって起こり、高地に上がると酸素の分圧が異なるという事実によって説明されます。これらの測定値は大幅に小さくなります。

高度は人の健康にどのような影響を与えるのでしょうか?

高地で人体に影響を及ぼす主なマイナス要因は酸素不足です。 それは低酸素症の結果です 急性障害心臓の状態と 血管、血圧の上昇、消化器疾患、その他の多くの病状。

高血圧患者や気圧の上昇を起こしやすい人は、高い山に登るべきではなく、長時間の飛行機に乗らないことをお勧めします。 また、プロの登山や山岳観光のことも忘れなければなりません。

身体に起こる変化の深刻さにより、いくつかの高度ゾーンを区別することが可能になりました。

• 海抜 1.5 ～ 2 キロメートルまでは、体の機能や重要なシステムの状態に特別な変化は観察されない比較的安全なゾーンです。 健康状態の悪化、活動性や持久力の低下が観察されることは非常にまれです。
• 2〜4キロメートルでは、呼吸が増えたり、深呼吸をしたりすることで、体が自分で酸素欠乏に対処しようとします。 大量の酸素の消費を必要とする重労働は困難ですが、軽い運動なら数時間なら十分耐えられます。
• 4キロから5キロ半になると、健康状態が著しく悪化し、肉体労働を行うことが困難になります。 精神感情障害は、高揚感、多幸感、不適切な行動などの形で現れます。 このような高さに長時間滞在すると、頭痛、頭重感、集中力の低下、倦怠感などが生じます。
• 5.5キロから8キロまで - 運動 肉体労働不可能な場合、状態は急激に悪化し、意識を失う割合が高くなります。
• 8キロメートル以上 - この高度では、人は最大数分間意識を維持できますが、その後深い失神と死に続きます。

体内の流れに関しては 代謝プロセス酸素が必要ですが、高地では酸素が不足すると高山病の発症につながります。 この障害の主な症状は次のとおりです。

• 頭痛。
• 呼吸の増加、息切れ、空気不足。
• 鼻血。
• 吐き気、嘔吐の発作。
• 関節痛と筋肉痛。
• 睡眠障害。
• 精神感情障害。

高地では、体は酸素不足を経験し始め、その結果、心臓や血管の機能が混乱し、動脈や血管が破壊されます。 頭蓋内圧、バイタルサインが失敗する 内臓。 低酸素症をうまく克服するには、ナッツ、バナナ、チョコレート、シリアル、フルーツジュースを食事に取り入れる必要があります。

血圧レベルに対する高度の影響

高地や薄い空気に上昇すると、心拍数が上昇し、心拍数が上昇します。 血圧。 しかし、さらに高度が上がると、血圧レベルが低下し始めます。 空気中の酸素含有量が臨界値まで減少すると、心臓の活動が低下し、動脈内の圧力が顕著に低下しますが、静脈血管ではレベルが増加します。 その結果、不整脈やチアノーゼが発症します。

少し前に、イタリアの研究者グループは、高度が血圧レベルにどのような影響を与えるかを初めて詳細に研究することを決定しました。 研究を実施するために、エベレストへの遠征隊が組織され、その間、参加者の圧力レベルが20分ごとに測定されました。 登山中、上昇中の血圧の上昇が確認され、その結果、収縮期値は 15 単位、拡張期値は 10 単位増加したことが示されました。 同時に注目されたのは、 最大値血圧は夜間に測定されました。 効果も研究されています 降圧薬さまざまな高さで。 研究中の薬剤は、高度3.5キロメートルまでは効果的に効果があったが、高度5.5キロメートルを超えるとまったく役に立たなくなることが判明した。