Атмосферное давление на уровне моря: Понятие атмосферное давление
Понятие атмосферное давление
Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м3 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 атмосфера давит на каждый 1 см2 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 барометр 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 перу, которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.
Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина атмосферного давления 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в урагане “Ненси” над Тихим 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 температуры и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на материках 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 тропических широт. Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное. В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление. Над постоянно холодной поверхностью полюсов (в Арктике и Антарктике) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из умеренных широт.
Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год. Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ экватора 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.
В тропических широтах — поясе повышенного давления — материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо-Атлантический (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.
Считаем зависимость давления от высоты над уровнем моря
Следующий калькулятор считает давление на введенной вами высоте от уровня моря при помощи барометрической формулы.
Соотношение давления газа от высоты (которая считается от уровня моря) определяется следующей формулой, которую называют барометрической:
,
разберем детально:
h — разность высот, м
M — масса воздуха (молярная), 29 грам/моль
R — газовая постоянная (универсальное значение), 8,31 Джоуль/(моль*К)
g — равна 9,81 метров/(с*с)
T — t0C воздуха (Кельвин)
Калькулятор работает очень и очень просто, все что вам нужно это вписать 3 значения в пустые поля и нажать рассчитать.
Первое поле — это давление на высоте (можно его и не менять, так как там по дефолту выставлено нормальное атмосферное давление в 760 мм ртутного столбика). Второе значение — это t0C, а третье высота.
minutes
minutes
minute
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
minutes
hour
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
hours
days
day
day
day
day
days
days
days
days
days
days
days
month
month
month
month
months
months
months
months
months
months
months
year
of the year
of the year
of the year
years
years
years
years
years
years
years
ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutesу ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 minutes ago
%1 hour ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 hours ago
%1 days ago
%1 day ago
%1 day ago
%1 day ago
%1 day ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 days ago
%1 month ago
%1 month ago
%1 month ago
%1 month ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 months ago
%1 year ago
%1 of the year ago
%1 of the year ago
%1 of the year ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
%1 years ago
Параметры
Местное время — время в данном населённом пункте.
Указано в часах и минутах. Учитывается переход на летнее/зимнее время.
Облачность — количество облаков, наблюдаемое в данном месте. Измеряется в процентах. Нулевая облачность означает, что небо безоблачно. Облачность 100% — всё небо закрыто облаками. Облачность 30% означает, что 30% неба закрыто облаками.
Осадки — толщина слоя выпавшей воды, НАКОПЛЕННОЙ между ближайшими моментами времени, указанными в таблице. Например, между 10 и 16 часами или между 16 и 22 часами и т.д. Количество осадков указано именно в виде воды. То есть осадки в твёрдом состоянии (снег, крупа, снежные зёрна, град, ледяной дождь) пересчитаны в соответствующее количество воды. Обратите внимание, что если значения всех остальных параметров погоды (облачность, давление, температура, влажность и ветер) относятся к МОМЕНТУ времени, то осадки относятся к ПЕРИОДУ времени между ближайшими моментами времени. Для перевода осадков в приблизительную высоту свежего снежного покрова используется соотношение 1:10.
Например, 1 мм осадков в виде воды приблизительно соответствует высоте свежевыпавшего снега высотой 10 мм.
Давление — атмосферное давление у поверхности земли. На уровне моря среднее давление близко к 760 мм рт. ст. Отклонение давления от среднего значения связано с циклонической / антициклонической деятельностью. В циклоне давление — пониженное, в антициклоне — повышенное. Среднее давление очень зависит от высоты места над уровнем моря. С увеличением высоты давление понижается. Например, в случае одинакового состояния атмосферы, значения атмосферного давления в Москве и Санкт-Петербурге будут отличаться из-за того, что эти города расположены на разных высотах. В Москве, на высоте около 156 м над уровнем моря, давление будет примерно на 15 мм. рт. ст. ниже, чем в Санкт-Петербурге, расположенном на высоте около 4 м над уровнем моря.
Температура — температура воздуха на высоте 1.5 м.
Влажность — относительная влажность воздуха на высоте 1.5 м. Измеряется в процентах.
Относительная влажность — это отношение фактической абсолютной влажности к абсолютной влажности для состояния насыщения при той же температуре. В свою очередь, абсолютная влажность — это плотность водяного пара в воздухе, выраженная числом граммов воды в одном кубическом метре воздуха. Таким образом, чем меньше воздух насыщен водяным паром, тем его относительная влажность ниже. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем он ощущается более сухим. И наоборот, чем выше относительная влажность воздуха, тем он ощущается более влажным.
Ветер — направление и скорость ветра на высоте 10 м. Направление указывает, откуда дует ветер. Например, северный ветер дует с севера, южный — с юга. Обозначение направления ветра: C — северное, СВ — северо-восточное, В — восточное, ЮВ — юго-восточное и т.д.
Соотношение скорости, силы и описания ветра представлено на шкале Бофорта.
Солнце, восход/заход — время восхода/захода Солнца, указываемое в местном времени данного населённого пункта.
Учитывается переход на летнее/зимнее время.
Луна, восход/заход — аналогично для Луны.
Луна, фаза — состояние освещения Луны Солнцем в соответствии с текущим взаимным расположением Земли, Луны и Солнца.
Луна проходит следующие фазы освещения:
новолуние — состояние, когда Луна не видна,
первая четверть — состояние, когда освещена половина луны,
полнолуние — состояние, когда освещена вся Луна целиком,
последняя четверть — состояние, когда снова освещена половина луны.
Дополнительно см. Частые вопросы (FAQ)
Типы давления: абсолютное давление, избыточное давление, дифференциальное давление
Наравне с температурой давление является одним из наиболее важных параметров, описывающих физическое состояние среды. Давление определяется как сила (FN), постоянно действующая на заданную площадь поверхности (A). Типы давления отличаются друг от друга только по отношению к выбранному эталонному давлению.
Абсолютное давление
Наиболее приемлемым эталонным давлением является нулевое, которое существует в безвоздушном космическом пространстве. Любое давление относительно данного известно как абсолютное давление. Абсолютное давление обозначается как “ abs”, что является сокращением от латинского слова “absolutus”, означающего отдельный, независимый.
Атмосферное давление
Наверное наиболее важным типом давления для жизни на земле является атмосферное давление, pamb (amb = ambiens = окружающий). Это давление образовано массой атмосферы, окружающей землю на высоте примерно до 500 км. До этой высоты, на которой абсолютное давление pabs = 0, его величина постоянно уменьшается. Тем не менее, атмосферное давление подвержено погодным колебаниям, что хорошо нам известно из ежедневного прогноза погоды. На уровне моря pamb в среднем составляет 1013,25 гектопаскаля (ГПа), что соответствует 1013,25 миллибара (мбар).
Благодаря “циклонам” и “антициклонам” атмосферное давление может колебаться в пределах, примерно, 5 %.
Дифференциальное давление
Разница между двумя величинами давления p1 и p2 известна как перепад давления Δp = p1 — p2. В случаях, когда разница между двумя значениями представляет собой измеренное значение переменной процесса, говорят о дифференциальном давлении p1,2.
Избыточное (манометрическое) давление
К наиболее часто встречающемуся типу измеряемого давления на технологических объектах относится перепад атмосферного давления, Pe (e = excedens = превышение). Оно представляет собой разницу между абсолютным давлением Pabs и относительным (абсолютным) атмосферным давлением (pe = pabs – pamb), более известное как избыточное или манометрическое давление.
Понятие положительного избыточного давления используют, когда абсолютное давление превышает атмосферное.
В противном случае говорят об отрицательном избыточном давлении.
Сокращения в формулах “abs”, “amb” и “e” однозначно указывают на тип измеряемого давления. Эти сокращения относятся в формулах к букве Р, но не к единицам измерения.
Неважно какое давление — абсолютное, избыточное или дифференциальное. С помощью WIKA вы подберете необходимый измерительный прибор для любого типа давления:
Свяжитесь с нами
Вам нужна дополнительная информация? Напишите нам:
Suunto Traverse Alpha — Функции
Альтиметр/барометр
Часы Suunto Traverse Alpha постоянно измеряют абсолютное давление воздуха с помощью встроенного датчика давления. На основе этих измерений и эталонных значений устройством рассчитывается высота над уровнем моря или атмосферное давление на уровне моря.
Доступны три профиля: Автом., Альтиметр и Барометр. Для получения сведений о настройке профилей см. Сопоставление профиля и вида деятельности.
Чтобы просмотреть показания барометрического альтиметра, перейдите к дисплею времени и нажмите кнопку NEXT или включите дисплей барометрического альтиметра в меню дисплеев.
Переключение между представлениями выполняется нажатием кнопки VIEW.
В профиле альтиметра отображаются следующие данные:
- высота + температура
- высота + восход/заход солнца
- высота + контрольный ориентир
- график высот по 12-часовой шкале + высота
В профиле барометра вы найдете соответствующие представления:
- барометрическое давление + температура
- барометрическое давление + восход/заход солнца
- барометрическое давление + контрольный ориентир
- график давления по 24-часовой шкале + барометрическое давление
Просмотр времени восхода/захода солнца возможен только при включенной функции GPS. Если функция GPS отключена, время восхода и захода солнца вычисляется на основе последних зарегистрированных данных GPS.
Можно показать или скрыть отображение альтиметра/барометра под начальным меню.
Чтобы скрыть отображение альтиметра/барометра:
- Открыв дисплей времени, нажмите кнопку START.
- Прокрутите до пункта ДИСПЛЕИ с помощью кнопки LIGHT и нажмите кнопку NEXT.
- Прокрутите до пункта Откл. альтиметр/барометр и нажмите кнопку NEXT.
- Чтобы выйти, нажмите и удерживайте кнопку NEXT.
Повторите процедуру и выберите Альтиметр/барометр, чтобы снова перейти к этому отображению.
ПРИМЕЧАНИЕ:Если устройство Suunto Traverse Alpha надето на руку, его необходимо снять, чтобы получить точное показание температуры, поскольку необходимо исключить влияние температуры тела.
Получение правильных показаний
Если ваши занятия на открытом воздухе требуют знания точного давления или высоты над уровнем моря, необходимо провести калибровку Suunto Traverse Alpha путем ввода текущей высоты или текущего атмосферного давления на уровне моря.
Если известно абсолютное атмосферное давление и эталонное значение высоты над уровнем моря, можно узнать атмосферное давление на уровне моря Зная абсолютное атмосферное давление и атмосферное давление на уровне моря, можно узнать высоту над уровнем моря
Высоту над уровнем моря можно узнать с помощью большинства топографических карт или Google Планета Земля. Атмосферное давление на уровне моря для конкретного местоположения можно найти на веб-сайтах местных метеорологических служб.
ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ:Следите, чтобы область вокруг датчика не была загрязнена. Не помещайте в отверстия датчика посторонние предметы.
Если включен FusedAlti, показания высоты будут автоматически скорректированы в соответствии с данными FusedAlti и результатами калибровки высоты и давления на уровне моря. Для получения более подробных сведений см. FusedAlti.
Изменение местных погодных условий влияет на показания высоты над уровнем моря. Если погода в данной местности меняется часто, рекомендуется периодически сбрасывать значение эталонной высоты над уровнем моря, желательно перед началом путешествия.
Для этого необходимо знать соответствующие эталонные значения для местности. Если местные погодные условия стабильны, задавать эталонные значения не требуется.
Установка значений атмосферного давления на уровне моря и высоты над уровнем моря:
- Нажмите и удерживайте нажатой кнопку NEXT, чтобы открыть меню параметров.
- Прокрутите вниз до АЛЬТИМЕТР/БАРОМЕТР нажатием кнопки LIGHT и нажмите NEXT.
- Нажмите кнопку NEXT, чтобы выбрать Рекомендации. Доступны следующие варианты параметров:
- FusedAlti: включается GPS, и часы начинают рассчитывать высоту с помощью функции FusedAlti.
- Высота: укажите текущую высоту вручную.
- Давление на уровне моря: укажите эталонное значение давления на уровне моря вручную.
- Установите эталонное значение с помощью кнопок START и LIGHT. Подтвердите выбор значения нажатием кнопки NEXT.
Если действие не записывается, нажмите кнопку START в режиме альтиметра/барометра, чтобы перейти непосредственно в меню АЛЬТИМЕТР/БАРОМЕТР.
Пример использования: Установка эталонного значения высоты над уровнем моря
Идет второй день вашего пешего похода. Вы вспоминаете, что утром, когда начинали движение, забыли переключиться с профиля “Барометр” на профиль “Альтиметр”. Вы знаете, что в настоящий момент устройство Suunto Traverse Alpha выдает неверные показания высоты над уровнем моря.
Поэтому вы идете к ближайшему обозначенному на вашей топографической карте пункту, для которого дано опорное значение высоты над уровнем моря. Вы корректируете на устройстве Suunto Traverse Alpha эталонное значение высоты и переключаетесь на профиль “Альтиметр”. Теперь вы снова увидите правильные значения высоты над уровнем моря.
Сопоставление профиля и вида деятельности
Профиль “Альтиметр” следует выбирать в случае, если занятия подразумевают изменение высоты над уровнем моря (например, при пешем походе по холмистой местности).
Профиль “Барометр” выбирают при таком виде деятельности, при котором высота над уровнем моря не изменяется (футбол, парусный спорт, гребля на каноэ).
Для получения правильных показаний необходимо, чтобы выбранный профиль соответствовал виду деятельности. Можно либо позволить устройству Suunto Traverse Alpha автоматически выбрать подходящий профиль, либо выбрать профиль вручную.
Установка профиля альтиметра/барометра:
- Нажмите и удерживайте нажатой кнопку NEXT, чтобы открыть меню параметров.
- Прокрутите вниз до АЛЬТИМЕТР/БАРОМЕТР нажатием кнопки LIGHT и нажмите NEXT.
- Прокрутите вниз до Профиль нажатием кнопки START и нажмите NEXT.
- Измените профиль нажатием кнопки START или LIGHT и подтвердите выбор нажатием кнопки NEXT.
- Чтобы выйти, нажмите и удерживайте кнопку NEXT.
Неправильные показания
Если профиль “Альтиметр” в течение продолжительного периода времени включен на устройстве, которое не перемещается, и при этом изменяется погода, устройство выдаст неверные показания высоты над уровнем моря.
Если профиль “Альтиметр” включен, погода часто меняется, а вы поднимаетесь или спускаетесь (изменяется высота над уровнем моря), устройство выдаст неверные показания.
Если профиль “Барометр” включен в течение продолжительного периода времени, а вы поднимаетесь или спускаетесь (изменяется высота над уровнем моря), устройство воспринимает это, как будто вы находитесь на месте, а изменения высоты над уровнем моря интерпретирует как изменения атмосферного давления на уровне моря. Поэтому оно выдаст неверное значение атмосферного давления на уровне моря.
Использование профиля альтиметра
В профиле “Альтиметр” высота над уровнем моря вычисляется на основе эталонных значений. Эталонным значением может быть либо значение атмосферного давления на уровне моря, либо опорное значение высоты над уровнем моря. При включенном профиле альтиметра в верхней части дисплея отображается значок альтиметра/барометра.
Использование профиля барометра
В профиле “Барометр” отображается текущее атмосферное давление на уровне моря. Оно определяется на основе введенных опорных значений и постоянно измеряемого абсолютного атмосферного давления.
Когда выбран профиль “Барометр”, на дисплее отображается значок барометра.
Использование автоматического профиля
В автоматическом профиле переключение между профилями “Альтиметр” и “Барометр” происходит в зависимости от характера ваших передвижений.
Одновременно измерять изменение погоды и высоты невозможно, поскольку в обоих случаях давление окружающего воздуха меняется. Suunto Traverse Alpha определяет вертикальное перемещение и при необходимости переключается в режим измерения высоты. При постоянном отображении высоты максимальный интервал ее обновления составляет 10 секунд.
Если высота остается постоянной (перемещение менее 5 метров по вертикали за 12 минут), устройство Suunto Traverse Alpha интерпретирует все данные об изменении давления как изменение погоды. Интервал измерения составляет 10 секунд. Значение высоты остается постоянным, а в случае изменения погоды изменяется значение атмосферного давления на уровне моря.
Если происходит перемещение по высоте (перемещение более 5 метров по вертикали за 3 минуты), устройство Suunto Traverse Alpha интерпретирует все данные об изменении давления как изменение высоты.
В зависимости от того, какой профиль активен, можно перейти к отображению данных альтиметра или барометра нажатием кнопки VIEW.
ПРИМЕЧАНИЕ:Если используется автоматический профиль, значки барометра и альтиметра на дисплее не отображаются.
| | Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация / / Рабочие среды / / Воздух. Атмосфера (хладагент R729) / / Таблица — давление кПа, плотность кг/м3 , температура °C — земной атмосферы (воздуха) в зависимоcти от высоты над уровнем моря по версии ICAO. От -250 м до 30 000 м.Поделиться:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Коды баннеров проекта DPVA.ru Начинка: KJR Publisiers Консультации и техническая | Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20
0
1
Введите свой запрос:
Соотношения между единицами измерения.
Физические величины. ДавлениеФизические величины. Давление
Атмосферное давление РО
Атмосферное давление является давлением окружающего воздуха следствие его веса. Оно зависит от высоты и на уровне моря нормальное атмосферное давление составляет: 1 атм = 1,01325 бар = 760 мм ртутного столба = 10,332 м.водного столба = 101325 Па = 1,033 кгс/см2.
Чем выше точка измерения, тем меньше атмосферное давление, так на высоте1000 матмосферное давление равно 89860 Па, а на высоте2000 м– 79720 Па.
Избыточное давление Ризб
Избыточное давление Ризб – это давление над атмосферным. Уточняющий индекс «изб» часто опускается.
Абсолютное давление Рабс
Абсолютное давление Рабс – это сумма атмосферного давления РО и избыточного давления Ризб.
В полном вакууме, абсолютное давление равно 0. В атмосфере на уровне моря, абсолютное давление составляет 1 атм.
Для измерения давления сжатого воздуха используется понятие «техническая атмосфера» (1ат = 1 кгс/см2). Если давление измеряется в технических атмосферах, то абсолютное давление обозначается как «ата», а избыточное – как «ати».
В соответствии с международной системой единиц СИ, давление надлежит указывать в паскалях (Па).
Для перевода давлений из одной единицы измерения в другую Вы можете воспользоваться конвертером единиц измерения.
Калькулятор атмосферного давления на высоте
Хотите знать, какое давление воздуха на Юпитере или Марсе? Ознакомьтесь с нашим калькулятором межпланетного давления воздуха на высоте
Взаимосвязь между высотой и давлением
В следующей таблице и графике показано соотношение между высотой и давлением с использованием значений давления и температуры по умолчанию на уровне моря.
Согласно стандартам ISA, значения по умолчанию для давления и температуры на уровне моря составляют 101,325 Па и 288 К.
| Высота над уровнем моря | Абсолютное атмосферное давление | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| футов | миль | метров | кПа | атм | фунтов на квадратный дюйм |
| -5000 | -0,95 | -1524 | 121,0 | 1,19 | 17.55 |
| -4000 | -0,76 | -1219 | 116,9 | 1,15 | 16,95 |
| -3000 | -0,57 | -914 | 112,8 | 1.11 | 16,36 |
| -2000 | -0,38 | -610 | 108,9 | 1,07 | 15,79 |
| -1000 | -0,19 | -305 | 105,0 | 1. 04 | 15,24 |
| -500 | -0,09 | -152 | 103,2 | 1.02 | 14,96 |
| 0 | 0,00 | 0 | 101,3 | 1,00 | 14,70 |
| 500 | 0,09 | 152 | 99,5 | 0,98 | 14,43 |
| 1000 | 0,19 | 305 | 97,7 | 0.96 | 14,17 |
| 1500 | 0,28 | 457 | 96,0 | 0,95 | 13,92 |
| 2000 | 0,38 | 610 | 94,2 | 0,93 | 13,66 |
| 2500 | 0,47 | 762 | 92,5 | 0,91 | 13,42 |
| 3000 | 0,57 | 914 | 90,8 | 0.90 | 13,17 |
| 3500 | 0,66 | 1067 | 89,1 | 0,88 | 12,93 |
| 4000 | 0,76 | 1219 | 87,5 | 0,86 | 12,69 |
| 4500 | 0,85 | 1372 | 85,9 | 0,85 | 12,46 |
| 5000 | 0,95 | 1524 | 84,3 | 0. 83 | 12,23 |
| 6000 | 1,14 | 1829 | 81,2 | 0,80 | 11,78 |
| 7000 | 1,33 | 2134 | 78,2 | 0,77 | 11,34 |
| 8000 | 1,52 | 2438 | 75,3 | 0,74 | 10,92 |
| 9000 | 1,70 | 2743 | 72,4 | 0.71 | 10,51 |
| 10000 | 1,89 | 3048 | 69,7 | 0,69 | 10,11 |
| 15000 | 2,84 | 4572 | 57,2 | 0,56 | 8,29 |
| 20000 | 3,79 | 6096 | 46,6 | 0,46 | 6,75 |
| 25000 | 4,73 | 7620 | 37,6 | 0.37 | 5,45 |
| 30000 | 5,68 | 9144 | 30,1 | 0,30 | 4,36 |
| 35000 | 6,63 | 10668 | 23,8 | 0,24 | 3,46 |
| 40000 | 7,58 | 12192 | 18,8 | 0,19 | 2,72 |
| 45000 | 8,52 | 13716 | 14. 7 | 0,15 | 2,14 |
| 50000 | 9,47 | 15240 | 11,6 | 0,11 | 1,68 |
| 55000 | 10,42 | 16764 | 9,1 | 0,09 | 1,32 |
| 60000 | 11,36 | 18288 | 7,2 | 0,07 | 1,04 |
| 65000 | 12,31 | 19812 | 5.6 | 0,06 | 0,82 |
Погодные условия
Поскольку погодные условия влияют на расчеты давления и высоты, необходимо знать давление и температуру на уровне моря. Высота при заданном атмосферном давлении может быть рассчитана с использованием уравнения для высоты до 11 км (36 090 футов). Это уравнение можно использовать для расчета атмосферного давления на заданной высоте, как показано в уравнении , уравнение 2 .
(1) | ||
(2) |
где,
= статическое давление (давление на уровне моря) [Па]
= стандартная температура (температура на уровне моря) [K]
= стандартная скорость отклонения температуры [K / м] = -0,0065 [K / м ]
= высота над уровнем моря [м]
= высота у основания атмосферного слоя [м]
= универсальная газовая постоянная = 8.
31432
= постоянная гравитационного ускорения = 9,80665
= молярная масса воздуха Земли = 0,0289644 [кг / моль]
Атмосфера Земли
Из-за того, что атмосфера Земли испытывает разную скорость нагрева и охлаждения через каждый из своих слоев, эти уравнения помогают смоделировать это за счет использования градиента температуры, который представляет собой скорость, с которой температура изменяется через изменение высоты. Некоторые слои, такие как стратосфера (от 11 км до 20 км), имеют постоянную температуру по всему слою.Это требует различных уравнений для определения высоты или давления. Уравнения 3 и 4 определяют расчет высоты и давления в этом слое с нулевым градиентом температуры.
(3) | ||
(4) |
Для этих уравнений, и соответствуют высоте, давлению и температуре на дне стратосферы.
Давление в нижней части слоя определяется на основании введенных пользователем данных о давлении и температуре на уровне моря, зная, что высота у подошвы слоя составляет 11 км; предполагая, что давление по умолчанию использовалось на уровне моря, давление в нижней части стратосферы составляет 22 632 Па. Температура в нижней части стратосферы определяется путем вычитания 71,5 К из температуры на уровне моря.
Зависимость атмосферного давления от высоты над уровнем моря
Давление воздуха над уровнем моря можно рассчитать как
p = 101325 (1-2.25577 10 -5 ч) 5.25588 (1)
где
101325 = нормальная температура и давление на уровне моря (Па)
p = давление воздуха (Па)
h = высота над уровнем моря (м)
Пример — атмосферное давление на высоте
10000 мДавление воздуха на высоте 10000 м можно рассчитать как
p = 101325 (1 — 2.
25577 10 -5 (10000 м)) 5.25588
= 26436 Па
= 26,4 кПа
В таблице ниже указано давление воздуха на высоте ниже и выше уровня моря.
| Высота над уровнем моря | Абсолютный барометр | Абсолютное атмосферное давление | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| фут | метр | дюйм рт. | ||||||||||||
| -5000 | -1524 | 35.7 | 908 | 17,5 | 1,23 | 121 | ||||||||
| -4500 прибл. самая глубокая точка под уровнем моря Согне-фьорд, Норвегия | -1372 | 35,1 | 892 | 17,2 | 1,21 | 119 | ||||||||
| -4000 | -1219 | 34,5 | 876 | 16,9 | 1,19 | 117 | ||||||||
| -3500 | -1067 | 33.9 | 861 | 16,6 | 1,17 | 115 | ||||||||
| -3000 | -914 | 33,3 | 846 | 16,4 | 1,15 | 113 | ||||||||
| -2500 | -762 | 32,7 | 831 | 16,1 | 1,13 | 111 | ||||||||
| -2000 | -610 | 32,1 | 816 | 15,8 | 1,11 | 109 | ||||||||
| -1500 берег Мертвого моря , Палестина, Израиль и Иордания (-1371 фут) | -457 | 31. 6 | 802 | 15,5 | 1,09 | 107 | ||||||||
| -1000 | -305 | 31,0 | 788 | 15,2 | 1,07 | 105 | ||||||||
| -500 | -152 | 30,5 | 774 | 15,0 | 1,05 | 103 | ||||||||
| 0 1) | 0 | 29,9 | 760 | 14,7 | 1.03 | 101 | ||||||||
| 500 прибл. Мёллехой, Дания | 152 | 29,4 | 746 | 14,4 | 1,01 | 99,5 | ||||||||
| 1000 | 305 | 28,9 | 733 | 14,2 | 0,997 | 97,7 | ||||||||
| 457 | 28,3 | 720 | 13,9 | 0,979 | 96,0 | |||||||||
| 2000 | 610 | 27.8 | 707 | 13,7 | 0,961 | 94,2 | ||||||||
| 2500 | 762 | 27,3 | 694 | 13,4 | 0,943 | 92,5 | ||||||||
| 3000 | 914 | 26,8 | 3000 | 914 | 26,8 | 13,2 | 0,926 | 90,8 | ||||||
| 3500 | 1067 | 26,3 | 669 | 12,9 | 0,909 | 89. 1 | ||||||||
| 4000 | 1219 | 25,8 | 656 | 12,7 | 0,893 | 87,5 | ||||||||
| 4500 прибл. Бен Невис, Шотландия, Великобритания | 1372 | 25,4 | 644 | 12,5 | 0,876 | 85,9 | ||||||||
| 5000 | 1524 | 24,9 | 632 | 12,2 | 0,860 | 84,3 | ||||||||
| 6000 | 1829 | 24.0 | 609 | 11,8 | 0,828 | 81,2 | ||||||||
| 7000 | 2134 | 23,1 | 586 | 11,3 | 0,797 | 78,2 | ||||||||
| 8000 | 2438 | 4 22,2 | 10,9 | 0,768 | 75,3 | |||||||||
| 9000 | 2743 | 21,4 | 543 | 10,5 | 0,739 | 72.4 | ||||||||
| 10000 | 3048 | 20,6 | 523 | 10,1 | 0,711 | 69,7 | ||||||||
| 15000 | 4572 | 16,9 | 429 | 8,29 | 0,583 | 57,2 | 20000 ок.  Маунт Мак-Кинли, Аляска, США | 6096 | 13,8 | 349 | 6,75 | 0,475 | 46,6 | |
| 25000 | 7620 | 11.1 | 282 | 5,45 | 0,384 | 37,6 | ||||||||
| 30000 прибл. Гора Эверест, Непал — Тибет | 9144 | 8,89 | 226 | 4,36 | 0,307 | 30,1 | ||||||||
| 35000 | 10668 | 7,04 | 179 | 3,46 | 0,243 | 23 | 40000 | 12192 | 5,52 | 140 | 2.71 | 0,191 | 18,7 | |
| 45000 | 13716 | 4,28 | 109 | 2,10 | 0,148 | 14,5 | ||||||||
| 50000 | 15240 | 3,27 | 83 | 1,61 | 0,127 | 11,1 | ||||||||
1) Уровень моря
NWS JetStream — Давление воздуха
Количество молекул ватмосфера уменьшается с высотой.
Атомы и молекулы, составляющие различные слои атмосферы, постоянно движутся в случайных направлениях. Несмотря на свой крошечный размер, когда они ударяются о поверхность, они оказывают на эту поверхность силу, которую мы наблюдаем как давление.
Каждая молекула слишком мала, чтобы ее можно было почувствовать, и она проявляет лишь крошечную силу. Однако, когда мы суммируем полные силы от большого количества молекул, которые ударяются о поверхность каждый момент, то общее наблюдаемое давление может быть значительным.
Давление воздуха можно увеличить (или уменьшить) одним из двух способов.Во-первых, простое добавление молекул в какой-либо конкретный контейнер повысит давление. Большее количество молекул в любом конкретном контейнере увеличит количество столкновений с границей контейнера, что наблюдается как увеличение давления.
Хорошим примером этого является добавление (или удаление) воздуха в автомобильной шине. При добавлении воздуха количество молекул увеличивается, а также увеличивается общее количество столкновений с внутренней границей шины.
Увеличение количества столкновений заставляет давление в шине увеличиваться и увеличиваться в размерах.
Второй способ увеличения (или уменьшения) — добавление (или вычитание) тепла. Добавление тепла к любому конкретному контейнеру может передавать энергию молекулам воздуха. Таким образом, молекулы движутся с повышенной скоростью, ударяясь о границу контейнера с большей силой, и это наблюдается по увеличению давления.
Развивающий урок: Воздух: важный предмет
Поскольку молекулы движутся во всех направлениях, они могут даже оказывать давление воздуха вверх, когда врезаются в объект снизу.В атмосфере давление воздуха может действовать во всех направлениях.
На Международной космической станции поддерживается плотность воздуха, аналогичная плотности на поверхности Земли. Следовательно, давление воздуха на космической станции такое же, как и на земной поверхности (14,7 фунта на квадратный дюйм).
Урок обучения: обязательное задание
Обучающий урок: плыть по течению
Вернувшись на Землю, по мере увеличения высоты количество молекул уменьшается и, следовательно, плотность воздуха уменьшается, что означает уменьшение давления воздуха.
Фактически, хотя атмосфера простирается более чем на 15 миль (24 км) вверх, половина молекул воздуха в атмосфере содержится в пределах первых 18 000 футов (5,6 км).
Из-за этого уменьшения давления с высотой очень трудно сравнивать давление воздуха на уровне земли в разных местах, особенно когда высота каждого участка разная. Поэтому, чтобы придать смысл значениям давления, наблюдаемым на каждой станции, мы преобразуем показания давления воздуха на станции в значение с общим знаменателем.
Общий знаменатель, который мы используем, — это высота над уровнем моря. На наблюдательных станциях по всему миру показания атмосферного давления, независимо от высоты станции наблюдения, преобразуются в значение, которое было бы наблюдением , если бы этот прибор был расположен на уровне моря.
Двумя наиболее распространенными единицами измерения давления в США являются «Дюймы ртутного столба» и «Миллибары». Дюймы ртутного столба — это высота столба ртути, измеренная в сотых долях дюйма.
Это то, что вы обычно слышите по радио NOAA Weather Radio или из вашего любимого источника погоды или новостей. На уровне моря стандартное атмосферное давление составляет 29,92 дюйма ртутного столба.
Миллибар происходит от первоначального названия давления «бар». Бар происходит от греческого «báros», что означает вес. Милбар составляет 1/1000 бара и примерно равен 1000 дин (одна дина — это сила, необходимая для ускорения объекта массой один грамм со скоростью один сантиметр в секунду в квадрате).Значения миллибаров, используемые в метеорологии, находятся в диапазоне от 100 до 1050. На уровне моря стандартное давление воздуха в миллибарах составляет 1013,2. Карты погоды, показывающие давление на поверхности, нарисованы с использованием миллибаров.
Как температура влияет на высоту давления. Хотя изменения обычно слишком медленные, чтобы непосредственно наблюдать, давление воздуха почти всегда меняется. Это изменение давления вызвано изменениями плотности воздуха, а плотность воздуха связана с температурой.
Теплый воздух менее плотный, чем более холодный, потому что молекулы газа в теплом воздухе имеют большую скорость и находятся дальше друг от друга, чем в более холодном воздухе.Таким образом, хотя средняя высота уровня 500 миллибар составляет около 18 000 футов (5600 метров), фактическая высота в теплом воздухе будет выше, чем в холодном.
Обучающий урок: Crunch Time
Буквы H обозначают расположение области самого высокого давления.Буквы L представляют положение самого низкого давления. Буквы H обозначают расположение области самого высокого давления.
Буквы L представляют положение самого низкого давления.
Самое основное изменение давления — это повышение и понижение дважды в день из-за нагрева от солнца.Каждый день около 4 часов утра. давление минимально и близко к пику около 10 утра / вечера. Величина суточного цикла наибольшая около экватора, уменьшающаяся к полюсам.
Помимо суточных колебаний, наблюдаются более значительные изменения давления в результате миграции погодных систем.
Эти погодные системы обозначаются синими H и красными L на картах погоды.
Обучающий урок: Измерение давления: «Мокрый» барометр
Снижение давления воздуха по мере увеличения высоты. Как изменение погоды связано с изменением давления?
Со своего выгодного положения в Англии в 1848 году преподобный доктор Брюэр написал в своем «Руководстве по научному знанию знакомых вещей » следующее о связи давления с погодой:
Барометр FALL (уменьшение давления)
- В очень жаркую погоду падение барометра означает гром. В противном случае внезапное падение барометра означает сильный ветер.
- В морозную погоду падение барометра означает оттепель.
- Если влажная погода случится вскоре после падения барометра, не стоит ожидать этого.
- В сырую погоду, если барометр упадет, можно ожидать сильной влаги.
- В хорошую погоду, если барометр сильно падает и остается низким, через несколько дней ожидается сильная влажность и, возможно, ветер.
- Барометр опускается ниже всего из-за ветра и дождя вместе; рядом с этим ветром (кроме восточного или северо-восточного ветра).
Барометр RISE (повышение давления)
- Зимой подъем барометра предвещает морозы.
- В морозную погоду подъем барометра предвещает снег.
- Если хорошая погода наступит вскоре после подъема барометра, не ожидайте этого.
- В сырую погоду, если ртуть поднимается высоко и остается таковой, ожидайте продолжения хорошей погоды через день или два.
- В сырую погоду, если ртуть внезапно поднимется очень высоко, хорошая погода продлится недолго.
- Барометр поднимается выше всех при северном и восточном ветрах; для всех остальных ветров он тонет.
Барометр НЕУСТАНОВЛЕННЫЙ (неустановившееся давление)
- Если движение ртути будет нарушено, ожидайте неустойчивую погоду.
- Если он стоит на «БОЛЬШОМ ДОЖДЕ» и повышается до «ПЕРЕМЕННЫЙ», ожидайте непродолжительной ясной погоды.
- Если он стоит на «ЯРМАРКА» и падает на «ИЗМЕНЯЕМЫЙ», ожидайте ненастную погоду.
- Движение вверх указывает на приближение хорошей погоды; его движение вниз указывает на приближение непогоды.
Эти наблюдения давления справедливы и для многих других мест, но не для всех. Штормы, происходящие в Англии, расположенной недалеко от конца Гольфстрима, вызывают большие перепады давления. В Соединенных Штатах самые большие изменения давления, связанные со штормами, обычно происходят на Аляске и в северной половине континентальной части США. В тропиках, за исключением тропических циклонов, ежедневные изменения давления очень незначительны, и ни одно из правил не применяется. .
Обучающий урок: Измерение давления II: «Сухой» барометр
Быстрые факты
Научная единица давления — Паскаль (Па), названная в честь Блеза Паскаля (1623–1662).Один паскаль равен 0,01 миллибар или 0,00001 бар. В метеорологии миллибар используется для измерения атмосферного давления с 1929 года.
Когда в 1960-х годах произошел переход к научным единицам измерения, многие метеорологи предпочли продолжать использовать те величины, к которым они привыкли, и использовали приставку «гекто» (h), означающую 100.
Следовательно, 1 гектопаскаль (гПа) равен 100 Па, что равно 1 миллибару. 100000 Па равняется 1000 гПа, что равно 1000 миллибар.
Конечный результат: хотя единицы, которые мы используем в метеорологии, могут быть разными, их числовое значение остается прежним.Например, стандартное давление на уровне моря составляет 1013,25 мбар и 1013,25 гПа.
Уровень моря: что такое атмосферное давление?
Уровень моря: что такое атмосферное давление?
Автор: Джон Магуайр
Чувствуете давление?
Давление воздуха — это сила, действующая на вас под весом крошечных частиц воздуха (воздух молекул ). Хотя молекулы воздуха невидимы, они все же имеют вес и занимают место.
Поскольку между молекулами воздуха много «пустого» пространства, воздух можно сжать, чтобы он поместился в меньший объем .
Когда воздух сжат, считается, что он находится «под высоким давлением». Воздух на уровне моря — это то, к чему мы привыкли, мы настолько к нему привыкли, что забываем, что на самом деле все время чувствуем давление воздуха!
Синоптики измеряют давление воздуха с помощью барометра . Барометры используются для измерения текущего давления воздуха в определенном месте в «дюймах ртутного столба» или в «миллибарах» (мб).Измерение 29,92 дюйма ртутного столба эквивалентно 1013,25 мбар.
Какое у вас давление? Атмосфера Земли давит на каждый квадратный дюйм вас с силой 1 килограмм на квадратный сантиметр (14,7 фунта на квадратный дюйм). Сила на 1000 квадратных сантиметров (чуть больше квадратного фута) составляет около тонны!
Почему все это давление не давит на меня? Помните, что у вас есть воздух внутри вашего тела, этот воздух уравновешивает давление снаружи, поэтому вы остаетесь красивыми и упругими, а не мягкими.
Как атмосферное давление сигнализирует об изменении погоды
До того, как ураганы могли быть обнаружены спутниками из космоса, люди должны были настороженно следить за своими барометрами во время сезона ураганов. Если давление воздуха падало, это обычно было хорошим временем, чтобы заколотить окна и отправиться дальше вглубь суши!
По мере прохождения ураганов над прибрежными районами давление воздуха может значительно упасть. На уровне моря атмосферное давление обычно составляет около 1013,25 мбар (29,92 дюйма ртутного столба). Чрезвычайно сильные ураганы сопровождаются перепадами атмосферного давления от 30 до 70 мбар.Чем больше разница давлений между зоной низкого давления и зоной высокого давления, тем сильнее ветер! Ветер является естественным результатом наличия области низкого давления рядом с областью более высокого давления, поскольку молекулы воздуха в зоне более высокого давления будут мигрировать в «более просторное» окружение области низкого давления.
Торнадо , также известные как Твистеры, могут быть столь же разрушительными, как ураганы меньшего масштаба. Падающий барометр может указывать на приближение плохой погоды, и многие люди на Среднем Западе и в центральных равнинных штатах направятся в подвал, когда давление воздуха резко упадет.
Давление воздуха также может сказать нам о том, какую погоду ожидать. Если на подходе система высокого давления , часто можно ожидать более низких температур и ясного неба. Если приближается система низкого давления , то ищите более теплую погоду, шторм и дождь.
Что произойдет, если давление воздуха изменится?
Почему у меня трескаются уши? Если вы когда-нибудь были на вершине высокой горы, вы могли заметить, что у вас трещат уши, и вам нужно дышать чаще, чем когда вы находитесь на уровне моря.По мере того, как количество молекул воздуха вокруг вас уменьшается, давление воздуха падает.
Это заставляет ваши уши хлопать, чтобы сбалансировать давление между внешней и внутренней стороной уха. Поскольку вы вдыхаете меньшее количество молекул кислорода, вам нужно дышать быстрее, чтобы те немногие молекулы, которые есть, попали в легкие, чтобы восполнить дефицит.
Чем выше вы поднимаетесь, тем ниже температура воздуха. Обычно температура воздуха снижается примерно на 3,6 ° F на 1000 футов над уровнем моря.
Как вы думаете, можно ли объяснить снижение температуры давлением воздуха? Как?
Эксперименты по давлению воздуха
1.Держа руку за ребра, сделайте глубокий вдох и понаблюдайте, что происходит с грудью. Вы почувствовали, что он расширился? Вы видели, как он расширяется? Как бы вы объяснили, что произошло?
ОТВЕТ : Ваша грудь расширяется, потому что, подобно надуванию воздушного шара, вы увеличиваете количество молекул воздуха в легких. Это заставляет ваши легкие расширяться, чтобы обеспечить пространство для увеличенного количества молекул воздуха.
2. Надуйте воздушный шар и наблюдайте, что произойдет.Он расширяется? Почему издает шум, когда хлопает?
ОТВЕТ : Когда воздушный шар надувается, давление воздуха внутри воздушного шара медленно становится больше, чем давление воздуха снаружи воздушного шара . Поскольку воздушный шар сделан из резины и может расширяться, он становится все больше и больше. Когда воздушный шар лопается, воздух мгновенно улетает. Звук, который вы слышите, исходит от молекул воздуха внутри воздушного шара, которые внезапно соприкасаются с молекулами воздуха за пределами воздушного шара.
3. Попросите у родителей пустой пластиковый кувшин для молока на галлон с завинчивающейся крышкой. Залейте его примерно на четверть очень горячей водой. Плотно закройте крышкой и дайте постоять около часа. Чего вы ожидали? Что случилось?
ОТВЕТ : Молочник мнется сам по себе. Когда вы добавляли горячую воду, температура воздуха внутри кувшина повышалась.
Пока контейнер был запечатан, воздух не мог попасть внутрь или выйти из кувшина. Когда вода внутри кувшина остыла, воздух охладился и давление внутри кувшина уменьшилось.
По мере того, как давление на внутренние стенки кувшина уменьшалось, стенки кувшина разрушались. Поскольку внутри кувшина не было достаточного давления воздуха, чтобы компенсировать давление воздуха снаружи кувшина!
Ртутный барометр: измерение давления
Основанный на принципе, разработанном Евангелистой Торричелли в 1643 году, Меркуриальный барометр представляет собой прибор, используемый для измерения изменения атмосферного давления. В нем используется длинная стеклянная трубка, открытая с одного конца и закрытая с другого.Давление воздуха измеряют, наблюдая за высотой столба ртути в трубке. На уровне моря давление воздуха будет давить на ртуть на открытом конце и поддерживать столб ртути высотой около 30 дюймов. Если вы использовали воду вместо ртути, вам понадобится стеклянная трубка длиной более 30 футов.
При повышении атмосферного давления ртуть вытесняется из резервуара повышающимся давлением воздуха, и столб ртути поднимается вверх; при понижении атмосферного давления ртуть возвращается в резервуар, и столб ртути опускается.
Сделайте свой собственный барометр
Необходимые материалы:
- Соломинка для питья (прозрачный пластик).
- Стеклянная бутылка с узким горлышком.
- Пробка из резины или пробки, подходящая к горлышку бутылки
Инструкции
- Вставьте трубочку для питья в бутылку.
- Наполните бутылку водой примерно до половины.
- Закройте горлышко бутылки вокруг соломинки резиновой пробкой или пробкой.
- Убедитесь, что конец соломинки погружен в воду и что уровень воды в соломке выше верха бутылки.
По мере того, как давление воздуха снаружи бутылки уменьшается, воздух внутри бутылки выталкивает воду вверх по соломке. По мере увеличения давления воздуха за пределами бутылки вода будет выталкивать воду дальше по соломе.
Атмосферное давление — атмосфера, ртуть, воздух и погода
Атмосфера Земли воздействует на все, что находится внутри нее, с силой единиц и силой единиц.Эта сила, разделенная на площадь, на которую она действует, составляет атмосферное давление . Атмосферное давление на уровне на уровне моря имеет среднее значение 1013,25 мбар. Выражаясь с другими единицами измерения, это давление составляет 14,7 фунта на квадратный дюйм, 29,92 дюйма ртутного столба или 1,01 × 10 5 паскалей. Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты: оно составляет половину значения уровня моря на высоте около 5 км (3,1 мили) и падает только до 20% от приземного давления на крейсерской высоте реактивного лайнера.Атмосферное давление также немного меняется изо дня в день, поскольку weather системы движутся через атмосферу.
Атмосфера Земли состоит из газов, окружающих поверхность, и, как и любой другой газ, атмосфера оказывает давление на все, что находится внутри нее.
Газ состоит из молекул, которые постоянно находятся в движении . Если газ находится в контейнере, некоторые молекулы газа всегда отскакивают от стенок контейнера. Когда они это делают, они прикладывают к стенам крошечную силу.При достаточном количестве молекул их удары складываются в силу, которую можно легко измерить. Разделив общую силу на площадь, на которой она измеряется, получится давление газа. Все остальное, к чему прикасается газ, также оказывает на него это давление. Таким образом, где бы мы ни находились в пределах земной атмосферы, мы можем обнаружить атмосферное давление.
Атмосферное давление уменьшается по мере того, как человек поднимается выше в атмосфере, и увеличивается по мере приближения к поверхности земли. Причина этого изменения с высотой заключается в том, что атмосферное давление в любой точке на самом деле является мерой веса на единицу площади атмосферы над этой точкой.Например, на уровне моря давление составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм.
Это означает, что срез атмосферы в форме длинной тонкой колонны с основанием в один квадратный дюйм и высотой с верхний слой атмосферы (по крайней мере, 120 миль или 200 км) будет иметь воздух внутри колонны, весящей 14,7 фунта (6,7 кг). На более высокой высоте, например на вершине горы 10 000 футов (3048 м), человек находится над частью атмосферы. Здесь атмосферное давление ниже, чем на уровне моря, потому что сверху вниз давит меньше воздуха.Такой эффект давления человек ощущает, когда ныряет на дно озера или глубокого бассейна. По мере того, как дайвер погружается глубже в воду , все больше и больше воды оказывается над головой. Дополнительная вода оказывает все большее давление, которое дайвер может ощущать на своей коже (и особенно на барабанных перепонках).
Атмосферное давление тесно связано с погодой. Области давления, которые немного выше или немного ниже, чем , среднее атмосферное давление развиваются, когда воздух циркулирует вокруг земли .
Воздух устремляется из областей с высоким давлением в районы с низким давлением, вызывая ветры. Свойства движущегося воздуха (прохладный или теплый, сухой или влажный) будут определять погоду в тех областях, через которые он проходит. Знание местоположения областей высокого и низкого давления жизненно важно для прогноза погоды , поэтому они показаны на погодных картах, напечатанных в газетах и показанных по телевидению .
Атмосферное давление измеряется с помощью барометра , которого существует несколько конструкций.Первый барометр был изготовлен Евангелистой Торричелли в 1643 году с использованием закрытой с одного конца колонки, частично заполненной ртутью. Колонку помещали вертикально в небольшой бассейн с ртутью открытым концом вниз. В этом устройстве ртуть не выходит через открытый конец. Скорее, он остается на такой высоте, чтобы давление, оказываемое взвешенной ртутью на бассейн, было равно атмосферному давлению в бассейне. Ртутный барометр по-прежнему широко используется сегодня (по этой причине в метеорологических сводках давление все еще указывается в единицах ртутного столба).
Современные барометры включают в себя барометр-анероид, который заменяет ртутный столбик герметичным контейнером с воздухом, и электронный манометр ёмкости , который измеряет давление электронным способом.
Что такое барометрическое давление?
Проще говоря, барометрическое давление — это измерение давления воздуха в атмосфере, в частности, измерение веса, оказываемого молекулами воздуха в данной точке на Земле. Атмосферное давление постоянно меняется и всегда разное в зависимости от того, где происходит чтение.
Среднее барометрическое давление на уровне моря обычно составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм (PSI) . Однако это всего лишь средний показатель. На самом деле барометрическое давление в разных частях мира варьируется, особенно на возвышенностях, где атмосферное давление намного ниже, чем на уровне моря. Фактически, на высоте 18 000 футов молекул воздуха на 50% меньше, чем на уровне моря. Один из способов определения высоты полета самолета — измерение атмосферного давления.
Высотомеры могут считывать давление воздуха относительно откалиброванного показания на земле и преобразовывать эту информацию в показания в футах или метрах.
Атмосферное давление также меняется с погодой — точнее, погода изменяется с изменениями атмосферного давления. Возможность измерять и анализировать небольшие изменения атмосферного давления помогает метеорологам отслеживать погоду и предсказывать штормы. Фактически, Национальная метеорологическая служба (NWS) управляет большим массивом буев с данными, пересекающими Тихий и Атлантический океаны, для выполнения этой функции.Возможность точно считывать и передавать данные об изменениях давления с этих станций имеет решающее значение для отслеживания крупных штормовых систем, таких как ураганы и тайфуны.
SETRA BLOG: Что такое буй данных?
Хотя стандартное давление на уровне моря измеряется в фунтах на квадратный дюйм, барометрическое давление обычно измеряется либо в дюймах ртутного столба (дюйм рт.
Ст. Или «рт. Ст.), Либо в миллибарах. Национальная метеорологическая служба использует ртуть для измерения приземного давления воздуха, хотя большинство ученых обычно предпочитают использовать гектор паскали (гПа) в качестве стандартной единицы.Традиционно барометры строились из стеклянных колонн, заполненных жидкой ртутью; изменения атмосферного давления будут отражены, когда уровень ртути повысится или снизится относительно ближайшего эталона.
Многие бытовые барометры сделаны из стеклянных трубок, заполненных жидкостью, или имеют вид типичного индикатора часового типа. Однако барометры для промышленного использования или для использования на метеостанциях представляют собой емкостные преобразователи давления. Эти датчики чрезвычайно чувствительны и точны — до 0.02% от полной шкалы. Основным преимуществом емкостных датчиков является их способность преобразовывать показания давления в аналоговый электрический сигнал, что является идеальным решением для аванпостов, которым необходимо передавать информацию о атмосферном давлении обратно в центральное место.
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы узнать больше об инструментах, используемых для измерения атмосферного давления.
Атмосферное давление
Мы живем на дне огромного воздушного океана — атмосферы Земли. Подобно воде в океане, воздух в атмосфере постоянно давит на поверхность Земли под ним и на все, что он окружает.Атмосфера оказывает давление, потому что гравитация притягивает молекулы газа воздуха к Земле. Гравитация — это притяжение между всеми массами, в данном случае между молекулами газа и огромной массой Земли.
Атмосферное давление создается за счет веса столба воздуха над единицей площади поверхности Земли. На уровне моря примерно 1 килограмм воздуха давит на каждый квадратный сантиметр поверхности (1 кг / см2) — примерно 15 фунтов на каждый квадратный дюйм поверхности (15 фунтов / дюйм2). Базовая метрическая единица измерения давления — паскаль (Па).На уровне моря среднее давление воздуха составляет 101 320 Па. Многие измерения атмосферного давления приводятся в барах и миллибарах (мбар) (1 бар = 1000 мбар = 10 000 Па).
В этой книге мы будем использовать миллибар как метрическую единицу атмосферного давления. Стандартное атмосферное давление на уровне моря составляет 1013,2 мбар.
ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА
Вы, наверное, знаете, что барометр измеряет атмосферное давление. Но знаете ли вы, как это работает? Он основан на том же принципе, что и питьевая газировка через трубочку.Используя соломинку, вы создаете частичный вакуум во рту, опуская челюсть и двигая языком. Затем давление атмосферы выталкивает соду через соломинку. Самый старый, простой и точный прибор для измерения атмосферного давления, ртутный барометр, работает точно так же (рис. 5.3).
Поскольку ртутный барометр настолько точен и широко используется, атмосферное давление обычно выражается
через высоту столбца в сантиметрах или дюймах.Химический символ ртути — Hg, а стандартное давление на уровне моря выражается как 76 см ртутного столба (29,92 дюйма ртутного столба). В этой книге мы будем использовать дюймы ртутного столба как английскую единицу атмосферного давления.
Атмосферное давление в одном месте день ото дня меняется незначительно. В холодный ясный зимний день атмосферное давление на уровне моря может достигать 1030 мбар (30,4 дюйма рт. Hg). Изменения атмосферного давления связаны с перемещающимися метеорологическими системами.
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА И ВЫСОТА
Если вы почувствовали, что ваши уши «хлопают» во время поездки на лифте в высоком здании или когда вы летите на авиалайнере, который поднимается или спускается, значит, вы испытали изменение давления воздуха в зависимости от высоты (рис. 5.4). Изменения давления на больших высотах могут иметь более серьезные последствия для человеческого тела. В горах или на большой высоте при пониженном давлении воздуха меньше кислорода поступает в ткани легких, вызывая усталость и одышку.Эти симптомы, иногда сопровождающиеся головной болью, кровотечением из носа или тошнотой, известны как горная болезнь. Они вероятны на высоте 3000 м (около 10 000 футов) или выше.
.