الضغط الجوي من أهم الخصائص المناخية التي تؤثر على الأحوال الجوية والناس. يساهم في تكوين الأعاصير والأعاصير المضادة ، ويؤدي إلى تطور أمراض القلب والأوعية الدموية لدى البشر. يعود الدليل على أن الهواء له وزن إلى القرن السابع عشر ، ومنذ ذلك الحين أصبحت عملية دراسة اهتزازاته واحدة من العمليات المركزية للمتنبئين بالطقس.
ما هو الجو
كلمة "جو" من أصل يوناني ، تترجم حرفيًا إلى "بخار" و "كرة". هذه قشرة غازية حول الكوكب تدور معها وتشكل جسمًا كونيًا واحدًا. يمتد من قشرة الأرض ، يخترق الغلاف المائي ، وينتهي بالغلاف الخارجي ، ويتدفق تدريجياً إلى الفضاء بين الكواكب.
الغلاف الجوي للكوكب هو أهم عنصر فيه ، حيث يوفر إمكانية الحياة على الأرض. يحتوي على الأكسجين اللازم للإنسان ، وتعتمد عليه مؤشرات الطقس. حدود الغلاف الجوي تعسفية للغاية. من المقبول عمومًا أنها تبدأ على مسافة حوالي 1000 كيلومتر من سطح الأرض وثم ، على مسافة 300 كيلومتر أخرى ، تمر بسلاسة في الفضاء بين الكواكب. وفقًا للنظريات التي تلتزم بها وكالة ناسا ، تنتهي هذه القذيفة الغازية على ارتفاع حوالي 100 كيلومتر.
نشأت نتيجة الانفجارات البركانية وتبخر المواد في الأجسام الفضائية التي سقطت على الكوكب. اليوم ، يتكون الغلاف الجوي للأرض من النيتروجين والأكسجين والأرجون والغازات الأخرى.
تاريخ اكتشاف الضغط الجوي
حتى القرن السابع عشر ، لم يفكر الجنس البشري فيما إذا كان للهواء كتلة. لم يكن هناك أيضًا مفهوم عن ماهية الضغط الجوي. ومع ذلك ، عندما قرر دوق توسكانا تجهيز حدائق فلورنسا الشهيرة بالنوافير ، فشل مشروعه فشلاً ذريعاً. لم يتجاوز ارتفاع العمود المائي 10 أمتار ، وهو ما يناقض كل الأفكار حول قوانين الطبيعة في ذلك الوقت. هذا هو المكان الذي تبدأ فيه قصة اكتشاف الضغط الجوي.
طالب عالم الفيزياء والرياضيات الإيطالي Evangelista Torricelli ، طالب جاليليو ، بدراسة هذه الظاهرة. بمساعدة التجارب التي أُجريت على عنصر أثقل ، وهو الزئبق ، تمكن بعد بضع سنوات من إثبات وجود الوزن في الهواء. ابتكر في البداية فراغًا في المختبر وطور أول مقياس ضغط جوي. تخيل توريتشيللي أنبوبًا زجاجيًا مملوءًا بالزئبق ، حيث تحت تأثير الضغط ، تبقى مثل هذه الكمية من المادة التي من شأنها أن تساوي ضغط الغلاف الجوي. بالنسبة للزئبق ، كان ارتفاع العمود 760 ملم. للمياه - 10.3 متر ، هذا هو بالضبطالارتفاع الذي ارتفعت فيه النوافير في حدائق فلورنسا. هو الذي اكتشف للبشرية ما هو الضغط الجوي وكيف يؤثر على حياة الإنسان. أطلق على الفضاء الخالي من الهواء في الأنبوب اسم "الفراغ Torricellian" من بعده.
لماذا وكيف يتم إنشاء الضغط الجوي
إحدى الأدوات الرئيسية للأرصاد الجوية هي دراسة حركة وحركة الكتل الهوائية. بفضل هذا ، يمكنك الحصول على فكرة عن النتيجة الناتجة عن الضغط الجوي. بعد أن ثبت أن الهواء له وزن ، اتضح أنه مثل أي جسم آخر على الكوكب ، يتأثر بقوة الجاذبية. هذا ما يسبب الضغط عندما يكون الغلاف الجوي تحت تأثير الجاذبية. قد يتقلب الضغط الجوي بسبب الاختلافات في كتلة الهواء في مناطق مختلفة.
حيث يوجد هواء أكثر ، يكون أعلى. في الفضاء المخلخل ، لوحظ انخفاض في الضغط الجوي. يكمن سبب التغيير في الكتلة الهوائية في درجة حرارتها. لا يتم تسخينه من أشعة الشمس ، ولكن من سطح الأرض. عند تسخينه ، يصبح الهواء أخف وزناً ويرتفع ، بينما تنخفض كتل الهواء المبرد ، مما يخلق حركة مستمرة ومستمرة للكتل الهوائية. كل من هذه التيارات لها ضغط جوي مختلف ، مما يثير ظهور الرياح على سطح كوكبنا.
التأثير على الطقس
الضغط الجوي هو أحد المصطلحات الأساسية في علم الأرصاد الجوية. يتشكل طقس الأرض بواسطةتأثير الأعاصير والأعاصير المضادة ، التي تتشكل تحت تأثير انخفاض الضغط في القشرة الغازية للكوكب. تتميز الأعاصير بمعدلات عالية (تصل إلى 800 مم زئبق وما فوق) وسرعة منخفضة ، بينما الأعاصير هي مناطق ذات معدلات منخفضة وسرعة عالية. تتشكل الأعاصير والأعاصير والأعاصير أيضًا بسبب التغيرات المفاجئة في الضغط الجوي - داخل الإعصار تسقط بسرعة ، لتصل إلى 560 مم زئبق.
حركة الهواء تسبب تغيرات في الأحوال الجوية. الرياح التي تنشأ بين مناطق ذات مستويات ضغط مختلفة تتفوق على الأعاصير والأعاصير المضادة ، ونتيجة لذلك ينتج الضغط الجوي ، والذي يشكل ظروفًا مناخية معينة. نادرا ما تكون هذه الحركات منهجية ومن الصعب جدا توقعها. في المناطق التي يصطدم فيها الضغط الجوي المرتفع والمنخفض ، تتغير الظروف المناخية.
المؤشرات القياسية
المتوسط في ظل الظروف المثالية 760 مم زئبق. يتغير مستوى الضغط مع الارتفاع: في الأراضي المنخفضة أو المناطق الواقعة تحت مستوى سطح البحر ، يكون الضغط أعلى ، على ارتفاع يكون الهواء فيه مخلخلاً ، على العكس من ذلك ، تنخفض مؤشراته بمقدار 1 مم زئبق مع كل كيلومتر.
انخفاض الضغط الجوي
يتناقص مع زيادة الارتفاع بسبب المسافة من سطح الأرض. في الحالة الأولى ، تُفسر هذه العملية بانخفاض تأثير قوى الجاذبية.
التسخين من الأرض ، تتوسع الغازات التي يتكون منها الهواء ، وتصبح كتلتها أخف ، وترتفع إلى طبقات أعلى من الغلاف الجوي. تحدث الحركة حتى تصبح الكتل الهوائية المجاورة أقل كثافة ، ثم ينتشر الهواء على الجانبين ، ويتساوى الضغط.
المناطق التقليدية ذات الضغط الجوي المنخفض هي المناطق الاستوائية. في المناطق الاستوائية ، يتم ملاحظة الضغط المنخفض دائمًا. ومع ذلك ، فإن المناطق ذات المؤشر المتزايد والمنخفض موزعة بشكل غير متساو على الأرض: في نفس خط العرض الجغرافي ، قد تكون هناك مناطق ذات مستويات مختلفة.
ارتفاع الضغط الجوي
لوحظ أعلى مستوى على الأرض في القطبين الجنوبي والشمالي. وذلك لأن الهواء فوق السطح البارد يصبح باردًا وكثيفًا ، وتزداد كتلته ، وبالتالي ينجذب بقوة إلى السطح عن طريق الجاذبية. ينزل ، ويمتلئ الفضاء فوقه بكتل هواء أكثر دفئًا ، ونتيجة لذلك يتم إنشاء الضغط الجوي بمستوى متزايد.
التأثير على الشخص
المؤشرات العادية ، المميزة لمنطقة سكن الشخص ، لا ينبغي أن يكون لها أي تأثير على رفاهيته. في الوقت نفسه ، يرتبط الضغط الجوي والحياة على الأرض ارتباطًا وثيقًا. يمكن أن يؤدي تغييره - زيادة أو نقصان - إلى تطور أمراض القلب والأوعية الدموية لدى الأشخاص الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم. قد يعاني الشخص من ألم في منطقة القلب ، ونوبات صرعصداع غير مبرر ، انخفاض في الأداء.
بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من أمراض الجهاز التنفسي ، يمكن أن تصبح الأعاصير المضادة خطيرة ، حيث تؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم. ينزل الهواء ويصبح أكثر كثافة ويزداد تركيز المواد الضارة.
أثناء تقلبات الضغط الجوي تنخفض المناعة عند الناس ، مستوى الكريات البيض في الدم ، لذلك لا ينصح بتحميل الجسم جسديًا أو فكريًا في مثل هذه الأيام.
