Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли (общая масса атмосферы равна 5,2*10 21 г, а 1 м 3 воздуха у земной поверхности весит 1,033 кг), эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.
На каждого из нас давит столб воздуха в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному.
Таким образом, внутреннее и внешнее давление уравновешиваются.
Барометр
Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Для его определения пользуются специальным прибором — барометром (от греч. baros — тяжесть, вес и metreo — измеряю). Существуют ртутные и безжидкостные барометры.
Безжидкостные барометры получили название барометры-анероиды (от греч. а — отрицательная частица, nerys — вода, т. е. действующий без помощи жидкости) (рис. 1).
Рис. 1. Барометр-анероид: 1 — металлическая коробочка; 2 — пружина; 3 — передаточный механизм; 4 — стрелка-указатель; 5 — шкала
Нормальное атмосферное давление
За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм.
Опыт Торричелли
Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) — учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея.
Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты (рис. 2).
Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря — 760 мм рт. ст.
Рис. 2. Опыт Торричелли
Это принято считать за одну атмосферу (атм.). В международной системе единиц (СИ) 1 атм. = 101 325 Паскалей (Па). Блез Паскаль (1623-1662) — французский ученый, в честь которого названа единица давления.
1 Па = 10 -5 бар; 1 бар = 0,98 атм.
Повышенное и пониженное атмосферное давление
Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше — пониженным.
Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.
Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением температуры и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.
Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.
На земном шаре выделяются три пояса с преобладанием низкого атмосферного давления (минимумы) и четыре пояса с преобладанием высокого (максимумы).
В экваториальных широтах поверхность Земли сильно прогревается. Нагретый воздух расширяется, становится легче и поэтому поднимается вверх. В результате у земной поверхности близ экватора устанавливается низкое атмосферное давление.
У полюсов под воздействием низкой температуры воздух становится более тяжелым и опускается. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°.
В высоких слоях атмосферы, наоборот, над жаркими областями давление высокое (хотя и ниже, чем у поверхности Земли), а над холодными — низкое.
Общая схема распределения атмосферного давления такова (рис. 3): вдоль экватора расположен пояс низкого давления; на 30-40° широты обоих полушарий — пояса высокого давления; 60-70° широты — зоны низкого давления; в приполярных районах — области высокого давления.
В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, наоборот, образуются зимние максимумы: Азиатский и Северо-Американский.
Рис. 3. Общая схема распределения атмосферного давления
Летом в умеренных широтах Северного полушария пояс пониженного атмосферного давления восстанавливается. Огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум — формируется над Азией.
В тропических широтах материки всегда нагреты сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Таким образом, над океанами в течение всего года существуют максимумы: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский.
Линии, которые на климатической карте соединяют пункты с одинаковым атмосферным давлением, называются изобарами (от греч. isos — равный и baros — тяжесть, вес).
Чем ближе изобары друг к другу, тем быстрее изменяется атмосферное давлении на расстоянии. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом.
На образование поясов атмосферного давления у земной поверхности влияют неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В зависимости от времени года оба полушария Земли нагреваются Солнцем по-разному. Это обусловливает некоторое перемещение поясов атмосферного давления: летом — к северу, зимой — к югу.
Человек – далеко не царь природы, а, скорее, ее дитя, неотъемлемая частичка вселенной. Мы живет в мире, где все строго взаимосвязано и подчинено единой системе.
Всем известно, что Земля окружена плотной воздушной массой, которую принято называть атмосферой. И на любой предмет, в том числе и тело человека, «давит» воздушный столб, имеющий определенный вес. Ученым опытным путем удалось установить, что на каждый квадратный сантиметр человеческого тела воздействует атмосферное давление весом 1,033 килограмма. И если провести несложные математические вычисления, то окажется, что в среднем человек находится под давлением в 15550 кг.
Вес колоссальный, но, к счастью, совершенно неощутимый. Возможно это благодаря тому, что в крови человека присутствует растворенный кислород.
Каково же влияние атмосферного давления на человека? Об этом немного подробнее.
Норма атмосферного давления
Медики в разговоре о том, какое атмосферное давление считается нормальным, указывают диапазон в 750….760 мм.рт.ст. Такой разброс вполне допустим, поскольку рельеф планеты не идеально ровный.
Метеозависимость
Врачи утверждают, что организм некоторых людей способен приспособиться к любым условиям. Им нипочем даже такие серьезные испытания, как дальние перелеты на самолете из одного климатического пояса в другой.
В это же время другие, не выходя из своей квартиры, чувствуют приближение изменений в погоде. Проявляться это может в виде сильных головных болей, необъяснимой слабости или постоянно влажных ладоней, например. У таких людей чаще других диагностируются болезни сосудов и эндокринной системы.
Особенно тяжело, когда атмосферное давление совершает резкий скачок за короткое время. По статистике большая часть людей, организм которых столь бурно реагирует на изменение показателей атмосферного давления, — это женщины, живущие в крупных городах. К сожалению, жесткий ритм жизни, перенаселенность, экология – не лучшие спутники здоровья.
При желании от зависимости можно избавиться. Надо лишь проявить настойчивость и последовательность. Способы всем известны. Это основы здорового образа жизни: закаливание, плавание, ходьба-бег, здоровое питание, достаточный сон, устранение вредных привычек, снижение веса.
Как наш организм реагирует на повышенное атмосферное давление?
Атмосферное давление (норма для человека) – в идеале 760 мм.рт.ст. Но такой показатель удерживается очень редко.
В результате повышения давления в атмосфере устанавливается ясная погода, отсутствуют резкие перепады влажности и температуры воздуха. На такие изменения активно реагирует организм гипертоников и аллергиков.
В условиях города, в безветренную погоду, естественно, дает о себе знать загазованность. Первыми это чувствуют больные, у которых проблема с дыхательными органами.
Повышение атмосферного давления сказывается и на иммунитете. Конкретно это выражается в снижении лейкоцитов в крови. Ослабленному организму нелегко будет справиться с инфекциями.
Начинайте день с легкой утренней гимнастики. Принимайте контрастный душ. На завтрак отдайте предпочтение продуктам, в которых много калия (творог, изюм, курага, бананы). Не позволяйте себе обильной еды. Не переедайте. Этот день не самый удачный для больших физических усилий и проявления эмоций. Придя домой, отдохните с часок, займитесь рутинными домашними делами, спать ложитесь раньше обычного времени.
Низкое атмосферное давление и самочувствие
Низкое атмосферное давление, это сколько? Отвечая на вопрос условно можно сказать, если показания барометра ниже чем 750 мм.рт.ст. Но все зависит от региона проживания. В частности, для Москвы показатели в 748-749 мм.рт.ст. являются нормой.
Среди первых чувствуют это отклонение от нормы «сердечники» и те, у кого наблюдается внутричерепное давление. Они жалуются на общую слабость, частые мигрени, нехватку кислорода, одышку, а также на боли в кишечнике.
Привести в норму свое артериальное давление. Снизить физическую нагрузку. Внести в каждый рабочий час десять минут отдыха. Пить чаще жидкость, отдавая предпочтение зеленому чаю с медом. Выпивать утренний кофе. Принимать настойки трав, показанные для сердечников. Расслабляться вечерами под контрастным душем. Ложиться спать раньше привычного часа.
Как на организм влияют перепады влажности
Низкая влажность воздуха в 30 – 40 процентов не полезна. Она раздражает слизистый покров носа. Первыми это отклонение чувствуют астматики и аллергики. Помочь в этом случае может увлажнение слизистой оболочки носоглотки слабосоленым водным раствором.
Частые осадки, естественно, повышают влажность воздуха до 70 – 90 процентов. Это также негативно сказывается на состоянии здоровья.
Высокая влажность воздуха может стать причиной обострения хронических заболеваний почек и суставов.
Поменяйте климат, по возможности, на сухой. Уменьшите время пребывания на улице в сырую погоду. На прогулку выходите в теплой одежде. Помните о витаминах
Атмосферное давление и температура
Оптимальная температура для человека в помещении – не выше +18. Особенно это касается спальни.
Как же складывается взаимное влияние атмосферного давления и кислорода?
В случае повышения температуры воздуха и одновременного снижения атмосферного давления страдают люди, имеющие заболевания, сердечнососудистые и органов дыхания.
Если снижается температура, а атмосферное давление повышается, плохо становится гипертоникам, астматикам и тем, у кого проблемы с желудком и мочеполовой системой.
В случае резкого и многократного колебания температуры в организме вырабатывается недопустимо большое количество гистамина, основного провокатора аллергии.
Чему равно нормальное атмосферное давление для человека, теперь вам известно. Это 760 мм.рт.ст, но такие показатели барометр фиксирует очень редко.
Также важно помнить, что изменение атмосферного давления с высотой (при этом оно стремительно уменьшается) происходит довольно резко. Именно из-за такого перепада человек, очень быстро поднимающийся в гору, может потерять сознание.
В России атмосферное давление измеряется в мм.рт.ст. Но международная система принимает за единицу измерения паскали. При этом нормальное атмосферное давление в паскалях будет равно 100кПа. Если преобразовать наши 760 мм.рт.ст. в паскали, то нормальное атмосферное давление в паскалях для нашей страны будет 101,3 кПа.
Содержание статьи
За нормальное атмосферное давление принято брать давление воздуха на уровне моря на широте 45 градусов при температуре в 0оС. В этих идеальных условиях столб воздуха давит на каждый квадратный сантиметр площади с такой же силой, как столб ртути высотой 760 мм. Данная цифра и является показателем нормального атмосферного давления.
Атмосферное давление зависит от высоты местности над уровнем моря. На возвышенности показатели могут отличаться от идеальных, но при этом они тоже будут считаться нормой.
Нормы атмосферного давления в разных регионах
С повышением высоты атмосферное давление понижается. Так, на высоте пять километров показатели давления будут примерно в два раза меньше, чем внизу.
Из-за расположения Москвы на возвышенности, нормой давления здесь считаются показатели 747-748 мм ртутного столба. В Санкт-Петербурге нормальное давление – 753-755 мм ртутного столба. Такая разница объясняется тем, что город на Неве расположен ниже по сравнению с Москвой. В некоторых районах Петербурга можно встретить норму давления в идеальные 760 мм ртутного столба. Для Владивостока нормальным давлением является 761 мм ртутного столба. А в горах Тибета норма – 413 мм ртутного столба.
Воздействие атмосферного давления на людей
Человек ко всему привыкает. Даже если показатели нормального давления низкие по сравнению с идеальными 760 мм ртутного столба, но являются нормой для данной местности, людям будет комфортно.
На самочувствие человека влияет резкое колебание атмосферного давления, т.е. понижение или повышение давления хотя бы на 1 мм ртутного столба в течение трех часов
При понижении давления возникает нехватка кислорода в крови человека, развивается гипоксия клеток организма, учащается сердцебиение. Появляются головные боли. Наблюдаются затруднения со стороны дыхательной системы. Из-за плохого кровоснабжения человека могут беспокоить боли в суставах, онемение пальцев.
Повышение давления ведет к переизбытку кислорода в крови и тканях организма. Повышается тонус сосудов, что ведет к их спазмам. Вследствие чего нарушается кровообращение организма. Могут возникать нарушения зрения в виде появления «мушек» перед глазами, головокружения, тошнота. Резкое повышение давления до больших величин может привести к разрыву ушной барабанной перепонки.
