Внаслідок чого створюється атмосферний тиск. Історія відкриття атмосферного тиску

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

Що таке атмосфера

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


Атмосфера планети – це найважливіший її елемент, що забезпечує можливість життя на Землі. У ній міститься потрібний людині кисень, від неї залежать показники погоди. Межі атмосфери досить умовні. Прийнято вважати, що вони починаються на відстані близько 1000 кілометрів від поверхні землі і потім на відстані 300 кілометрів плавно переходять у міжпланетний простір. По теоріям, яких дотримується NASA, ця газова оболонка закінчується на висоті близько 100 кілометрів. Вона виникла в результаті виверження вулканів і випаровування речовин в космічних тілах, що падали на планету. Сьогодні атмосфера Землі складається з азоту, кисню, аргону та інших газів.

Історія відкриття атмосферного тиску

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


Вивченням цього феномена зайнявся учень Галілея, італійський фізик і математик Эванджелиста Торрічеллі. За допомогою дослідів на більш важкому елементі, ртуті, через кілька років йому вдалося довести наявність ваги у повітря. Він вперше створив вакуум в лабораторії і розробив перший барометр. Торрічеллі представляв скляну трубку, яка заповнена ртуттю, в якій під впливом тиску залишалося така кількість речовини, яка урівнювала б тиск атмосфери. Для ртуті висота стовпа дорівнювала 760 мм. Для води – 103 метра, це саме та висота, на яку піднялися фонтани в садах Флоренції. Саме він відкрив для людства, що таке атмосферний тиск і як воно впливає на життя людини. Безповітряний простір в трубці було названо на його честь «торричеллиевой порожнечею».

Чому і внаслідок чого створюється атмосферний тиск

Один з ключових інструментів метеорології - вивчення руху і переміщення повітряних мас. Завдяки цьому можна отримати уявлення про те, внаслідок чого створюється атмосферний тиск. Після того як було доведено, що повітря має вагу, стало ясно, що на нього, як і на будь-яке інше тіло на планеті, діє сила тяжіння. Саме цим обумовлюється виникнення тиску, коли під впливом гравітації знаходиться атмосфера. Атмосферний тиск може коливатися із-за відмінностей маси повітря на різних ділянках.
Там, де повітря стає більше, воно більш висока. В розрідженому просторі спостерігається зниження атмосферного тиску. Причина зміни маси повітря криється в його температурі. Він не нагрівається від променів Сонця, а від поверхні Землі. Нагріваючись, повітря стає легшим і піднімається вгору, в той час як охолоджені повітряні маси опускаються вниз, створюючи постійний, безперервний рух повітряних мас. Кожен з цих потоків має різне атмосферний тиск, що провокує появу вітрів на поверхні нашої планети.

Вплив на погоду

Атмосферний тиск – один із ключових термінів у метеорології. Погода на Землі формується із-за впливу циклонів і антициклонів, які утворюються під впливом перепадів тиску в газовій оболонці планети. Для антициклонів характерні високі показники (до 800 мм ртутного стовпа і вище) і низька швидкість руху, в той час як циклони – це області з більш низькими показниками і високою швидкістю. Смерчі, урагани, торнадо також формуються з-за різких перепадів атмосферного тиску всередині смерчу воно стрімко падає, досягаючи 560 мм ртутного стовпа. Рух повітря призводить до зміни погодних умов. Вітри, що виникають між областями з різними рівнями тиску, переганяють циклони і антициклони, внаслідок чого створюється атмосферний тиск, формує ті чи інші погодні умови. Ці рухи рідко мають систематичний характер, і їх дуже важко передбачити. У зонах, де підвищений і знижений атмосферний тиск стикаються, відбувається зміна кліматичних умов.

Стандартні показники

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

Знижений атмосферний тиск

Воно знижується зі збільшенням висоти з-за видалення від поверхні Землі. У першому випадку цей процес пояснюється зниженням впливу гравітаційних сил. Нагріваючись від Землі, гази, з яких складається повітря, розширюються, їх маса стає легше, і вони піднімаються в більш високі шари атмосфери. Рух відбувається до тих пір, поки сусідні повітряні маси не виявляться менш щільними, тоді повітря поширюється по сторонам, а тиск вирівнюється. Традиційними територіями з більш низьким атмосферним тиском вважаються тропіки. На екваторіальних територіях завжди спостерігається знижений тиск. Однак зони з підвищеним і зниженим показником поширені над Землею нерівномірно: в одній географічній широті можуть бути ділянки з різними рівнями.

Підвищений атмосферний тиск

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

Вплив на людину

Нормальні показники, характерні для місцевості проживання людини, не повинні чинити жодного впливу на його самопочуття. Разом з тим атмосферний тиск і життя на Землі нерозривно пов'язані. Його зміна - підвищення або пониження - може спровокувати розвиток серцево-судинних захворювань у людей з підвищеним артеріальним тиском. Людина може відчувати болі в області серця, напади безпричинної головного болю, знижується працездатність. Для людей, які страждають захворюваннями дихальних шляхів, небезпечними можуть стати антициклони, що приносять підвищений тиск. Повітря опускається і стає більш щільним, збільшується концентрація шкідливих речовин. Під час коливань атмосферного тиску у людей знижується імунітет, рівень лейкоцитів у крові, тому не рекомендується в такі дні навантажувати організм фізично або інтелектуально.