Атмосферное давление одинаково. Нормальное давление атмосферы

От того, какое давление в атмосфере на данный момент, иногда очень сильно зависит самочувствие человека, ведь атмосфера нашей планеты оказывает давление на все, что находится внутри нее. Атмосферное давление влияет на здоровье и самочувствие человека, поэтому ученые различных специальностей выявляют эти изменения и следят за атмосферным давлением, которое подвергается постоянным колебаниям. В нашем материале мы расскажем вам, какое нормальное атмосферное давление для человека в мм ртутного столба и паскалях.

От чего зависит атмосферное давление

Для начала разберем, что такое атмосферное давление. Это сила давления воздушного столба на определенную единицу площади поверхности.

Идеальные условия для измерения атмосферного давления - это широта 45 градусов и температура воздуха 0°С. Измерение также должно проводиться на уровне моря.

Но стоит отметить, что из-за изменения высоты местности над уровнем моря будет меняться и атмосферное давление. Но при этом оно также будет считаться нормой, поэтому нормальное атмосферное давление свое у каждой местности.

Атмосферное давление также зависит от времени суток: ночью атмосферное давление всегда выше, так как температура воздуха ниже. Но человек этого не замечает, так как отличия составляет 1-2 мм ртутного столба. Кроме того, на местности, которая находится близко к полюсам земли, колебание атмосферного давление становится заметнее. А вот на экваторе колебаний нет.

Какое нормальное атмосферное давление для человека

Принято считать, что нормальное атмосферное давление в мм ртутного столба составляет 760 мм ртутного столба. То есть на 1 квадратный сантиметр площади столб воздуха давит с такой силой, как столб ртути высотой 760 мм. Это и есть норма атмосферного давления Земли, которое не оказывает отрицательного влияния на организм человека.

Нормальное атмосферное давление человек не чувствует из-за растворенных газов воздуха в тканевых жидкостях, которые все уравновешивают. Но при этом оно все равно оказывается на нас давление, равное 1,033 кг на 1 квадратный сантиметр тела.

Но каждый человек должен индивидуально понять, какое атмосферное давление считается нормальным для здоровья, так как это во многом зависит от адаптации человека. Например, многие люди могут спокойно подниматься и вершину горы, не чувствуя изменения атмосферного давления, а другие - падают в обморок от быстрых изменений атмосферного давления.

Только резкое колебание АД может значительно сказаться на самочувствии человека, если атмосферное давление повышается или понижается быстрее, чем на 1 мм рт. столба за 3 часа.

Отметим также, что миллиметры ртутного столба - это не стандартная единица изменения АД. В мире принято узнавать норму атмосферного давления в паскалях. 100 кПа - нормальное атмосферное давление для человека в паскалях. А 760 мм рт. столба - это 101,3 кПа.

Нормальное атмосферное давление для Москвы

Столица Российской Федерации находится на Среднерусской возвышенности. В Москве всегда пониженное давление, ведь город находится выше уровня моря (максимальная точка выше уровня моря - 255 метров в Теплом Стане, а средний показатель - 130-150 метров над поверхностью моря).

Норма атмосферного давления в Москве составляет 746-749 мм ртутного столба. Точный результат дать очень сложно, так как в столице России неравномерный рельеф. Также на нормальное атмосферное давление на человека в Москве влияет время года. Норма атмосферного давления весной и летом всегда немного повышается, а зимой и осенью - понижается. Если вы постоянно живете в Москве, то вы будете комфортно себя чувствовать при АД в Москве от 745 до 755 мм рт. столба.

Нормальное давление в Санкт-Петербурге

Высота Северной столицы над уровнем моря меньше, чем высота Москвы. Поэтому поэтому норма АД здесь чуть выше. Нормальное давление атмосферное в Питере колеблется от 753 до 755 мм.рт.ст.

Для самых низкорасположенных районов Санкт-Петербурга характерна «классическая» норма АД. Максимальное давление в СПб может приближаться к 780 мм.рт.ст - такое повышение способен привести за собой мощный антициклон.

Норма давления атмосферы по регионам

Известно, что каждой конкретной местности соответствуют определенные нормальные показатели атмосферного давления. Показатель изменяется в соответствии с высотой объекта над уровнем моря. Изменение показателей возникает по причине движения воздушных масс между местностями с разным давлением. Давление атмосферы изменяется по причине неравномерного прогрева воздуха над поверхностью нашей планеты. Влияние оказывает целый ряд факторов:

Особенности ландшафта
Вращение планеты
Разница в теплоемкости воды и земной поверхности
Различия отражающих способностей воды и земли

В итоге образуются циклоны и антициклоны, формирующие погодные условия местности. Циклон подразумевает быстродвижущиеся вихри с пониженным уровнем АД. Летний циклон - это дождливая и прохладная погода, зимой - потепление и снег. Для антициклона характерно высокое атмосферное давление, летом они приносят сухую и жаркую погоду, зимой - морозную и ясную.

Самое низкое атмосферное давление на экваторе, а самое низкое на Северном и Южном полюсах. Величина атмосферного давления колеблется и в зависимости от времени суток - самое высокое в 9-10 и 21-22 часа.

Даже в пределах небольшой площади измерения атмосферного давления могут изменяться. Например, для Средней Азии нормальное АД - это 715-730 мм.рт.ст. А для Средней полосы России колебания АД на уровне 730-770 миллиметров ртутного столба. В Мехико, столице Мексики показатель атмосферного давления может снижаться до 580 мм.рт.ст, поскольку город расположен свыше 2000 метров над уровнем моря. А атмосферное давление в Китае и того ниже: например, в тибетском городе Лхаса среднегодовой показатель АД - приблизительно 487 мм.рт. столба. Город расположен в 3500 метров над уровнем моря.

Нормальное атмосферное давление для регионов России в мм ртутного столба

В зимние месяцы над большей частью территории РФ наблюдается повышенный уровень атмосферного давления. Наиболее высокое АД в этот период наблюдается над Монгольским Алтаем и Якутией - около 772 мм.рт.ст. Самое низкое давление в областях над Баренцевым, Беренговым и Охотским морями - 753 мм.рт.ст. Для Владивостока нормальное АД - 761 мм.рт.ст

Как мы уже сказали, в пределах одного региона атмосферное давление может значительно различаться. Отличаться могут даже показатели Москвы и Московской области, поскольку имеют немного разные высоты над уровнем моря. Поэтому предоставляем данные нормального атмосферного давления по российским городам. Но следует помнить: даже в пределах одного города данные могут незначительно отличаться, в зависимости от возвышенности района.

Норма атмосферного давления по городам России: таблица
	Атмосферное давление в норме (мм.рт.ст)

Ростов на Дону
Санкт-Петербург

Екатеринбург


Челябинск

Ярославль
Владивосток

Как измерить атмосферное давление

Давление атмосферы в конкретной области измеряют либо с помощью специальных приборов: ртутного барометра, барометра анероида, жидкостного и электронного барографа, либо по специальной формуле, если известна высота местности и давление на уровне моря.

Формула для определения давления выглядит следующим образом: P=P0 * e^(-Mgh/RT)

PO - давление на уровне моря в Паскалях
M - молярная масса воздуха -0.029 кг/моль
g - Земное ускорение свободного падения, примерно 9,81 м/с²
R - универсальная газовая постоянная - 8.31 Дж/моль К
T - температура воздуха в Кельвинах. Измеряеися по формуле: t по Цельсию + 273
h - высота над уровнем моря ва метрах

Ртутный барометр - это стеклянная трубка длиной приблизительно 80 см, внутри которой находится ртуть. Эта трубка запаяна с одной стороны и открыта с другой, открытый конец погружен в чашу со ртутью. Высота столбика жидкости, начинающегося от уровня чашки, сообщит о показателях атмосферного давления на данный момент. Такими приборами пользоваться небезопасно, поэтому применяют их в основном в лабораторных условиях, на метеорологических станциях и на промышленных объектах, где очень важна точность замеров. В обиходе часто используют электронные барометры, цифровые метеорологические станции можно использовать даже в походных и домашних условиях, и стоят они недорого.

Про атмосферное давление упоминают даже в прогнозах погоды, но какова его природа? От чего зависит низкое и высокое атмосферное давление? Как его изменение отражается на здоровье человека?

Что это такое?

Ещё в 1638 году люди плохо представляли, что такое явление, вообще, существует, пока Герцог Тосканский не решил украсить Флоренцию фонтанами на большой высоте. Его попытка с треском провались, так как выше десяти метров вода не поднималась. Тогда и наступило время первых опытов в этой области.

С развитием науки стало ясно, что давление является физической величиной, которая сообщает о количестве силы, перпендикулярно примененной к единице площади какой-либо поверхности. Атмосфера - не исключение. На нашу планету она давит при помощи воздуха, который присутствует повсеместно.

Масса окружающего нас воздуха в миллионы раз меньше земной, но этого вполне достаточно, чтобы все предметы и существа испытывали на себе его влияние. Ежедневно на нас давит около пятнадцати тонн воздуха, однако мы не можем этого почувствовать, ведь внутреннее давление человеческого тела такое же, как и атмосферное.

Низкое и высокое атмосферное давление

Как и любую физическую величину, давление можно измерить. В Международной системе единиц для этого используют паскаль (Па), в России также применяют бары и миллиметры ртутного столба.

В качестве среднего значения принят показатель при температуре ноль градусов на уровне моря на широте 45 градусов. Он обозначается как нормальное атмосферное давление и составляет 760 миллиметров ртутного столба или 101325 паскалей.

От чего зависит атмосферное давление? В первую очередь от количества воздуха на единицу площади: чем его меньше, тем ниже давление и наоборот. Оно напрямую зависит от высоты. На больших высотах воздух более разряженный, поэтому его показатель с поднятием уменьшается. На высоте 5 км его сила меньше всего в два раза, на высоте 20 км - примерно в 18 раз.

Давление склонно изменяться в разное время суток и сезоны. Важным фактором является температура. Ночью, когда температура падает, давление чуть более низкое, чем днем. На континентах высокое атмосферное давление отмечается в зимний период, низкое - в летний.

Зональность давления

Области Земного шара прогреваются неодинаково, в результате распределение давления происходит зонально. В одних местах воздух нагревается и уменьшает свое давление. Поднимаясь вверх и постепенно охлаждаясь, он перемещается на соседние участки, увеличивая давление там.

Подобное перераспределение воздушных масс хорошо заметно в экваториальном поясе, где из-за высоких температур давление всегда пониженное, а в соседних тропических поясах оно обычно повышенное. В Антарктиде и Северном полюсе постоянное высокое давление является следствием притока воздуха с умеренных широт.

Как уже говорилось выше, давлению свойственны сезонные колебания, однако эти изменения не слишком значительны. В целом показатели давления являются устойчивыми: на планете постоянно существуют зоны повышенного и пониженного давления.

Влияние высокого атмосферного давления

Ощутить силу этого явления на себе человек может, поднимаясь в горы. Многим знакомо закладывание ушей, когда преодолеваешь порой незначительные подъемы. Почувствовать его можно, нырнув глубоко под воду, кстати, максимальная глубина такого погружения без специального снаряжения составляет не больше 170 метров (хотя и это довольно рискованно).

В повседневной жизни человек также ощущает изменения давления, особенно если происходят резкие перепады. Высокое атмосферное давление сопровождается ясной погодой и сухостью, вредные вещества в воздухе чувствуются резче. В результате обостряются аллергии и проблемы с органами дыхания.

Повышение давления ярко отражается на самочувствии гипертоников. Способствуя уменьшению лейкоцитов в крови, оно может ослабить иммунитет. Поэтому в периоды повышенного давления человеку сложнее бороться с инфекциями и другими заболеваниями.

Примерно третья часть населения нашей планеты чувствительно реагирует на изменения окружающей среды. Больше всего на самочувствие человека влияет атмосферное давление – притяжение воздушных масс к Земле. Какое атмосферное давление считается нормальным для человека – это зависит от местности, в которой он пребывает подавляющую часть времени. Каждому комфортными будут казаться привычные для него условия.

Что такое атмосферное давление

Планету опоясывает воздушная масса, которая под влиянием гравитации давит на любой предмет, включая человеческое тело. Сила называется давлением атмосферы. На каждый квадратный метр давит столб воздуха весом примерно 100000 кг. Измерение атмосферного давления производится специальным прибором – барометром. Измеряется в паскалях, миллиметрах ртутного столба, миллибарах, гектопаскалях, атмосферах.

Норма атмосферного давления составляет 760 мм рт. ст., или 101 325 Па. Открытие явления принадлежит известному физику Блезу Паскалю. Ученый сформулировал закон: на одинаковом расстоянии от центра земли (не имеет значения, в воздухе, на дне водоема) абсолютное давление будет одинаковым. Он же первый предложил измерять высоты методом барометрического выравнивания.

Нормы атмосферного давления по регионам

Узнать, какое атмосферное давление считается нормальным для здорового человека, невозможно – нет однозначного ответа. По разным регионам земного шара воздействие неодинаково. В пределах относительно небольшой площади эта величина может заметно различаться. Например, в Средней Азии стандартными считаются слегка повышенные цифры (в среднем 715-730 мм рт. ст.). Для средней полосы России нормальное атмосферное давление равно 730-770 мм рт. ст.

Показатели связаны с приподнятостью поверхности над уровнем моря, направлением ветра, влажности и температуры окружающей среды. Теплый воздух весит меньше, чем холодный. Над областью с повышенной температурой или влажностью сжатие атмосферы всегда меньше. Люди, живущие в высокогорных районах, не чувствительны к таким показателям барометра. Их организм формировался в этих условиях, и все органы прошли соответствующую адаптацию.

Как давление влияет на людей

Идеальной считается величина 760 мм рт. ст. Что же ждет при колебаниях ртутного столба:

Изменение оптимальных показателей (до 10 мм/ч) уже приводит к ухудшению самочувствия.
При резком повышении, понижении (в среднем на 1 мм/ч) даже у здоровых людей отмечается значительное ухудшение самочувствия. Появляется головная боль, тошнота, потеря работоспособности.

Метеозависимость

Чувствительность человека к условиям погоды – смене ветра, геомагнитным бурям – называют метеозависимостью. Влияние атмосферного давления на до конца еще не изучено. Известно, что при смене погодных условий создаётся внутреннее напряжение внутри сосудов и полостей организма. Метеозависимость может быть выражена:

раздражительностью;
болями различной локализации;
обострением хронических болезней;
общим ухудшением самочувствия;
проблемами с сосудами.

В большинстве случаев от метеозависимости страдают люди со следующими заболеваниями:

болезни дыхательных путей;
нарушения обмена веществ;
гипо- и гипертония.

Реакция на повышенное давление

Снижение показателей барометра хотя бы на 10 единиц (770 мм рт. ст. и ниже) оказывает негативное влияние на здоровье. Особенно страдают от погодных изменений люди с давними заболеваниями сердечно-сосудистой и пищеварительной системы. Медики в такие дни рекомендуют снизить физические нагрузки, меньше бывать на улице, не злоупотреблять тяжелой пищей и алкоголем. Среди основных реакций:

ощущение заложенности слуховых проходов;
уменьшение количества лейкоцитов в крови;
снижение активности перистальтики кишечника;
нарушение функциональности сердечно-сосудистой системы;
слабая способность к концентрации внимания.

Усредненная масса 1 м 3 воздуха на уровне моря при температуре окружающей среды 4°С равна 1 кг 300 г. Это подтверждает существование атмосферного давления. Все живое, включая здорового человека, не чувствуют этого давления в связи с тем, что оно находится в равновесии с внутренним давлением организмов.

Давление атмосферного воздуха систематически оценивается на метеорологических станциях. Для измерения давления атмосферы применяются барометры. Различают ртутные и пружинные (анероиды) барометры. Единицами измерения являются паскали (Па). За нормальную величину атмосферного давления принято давление атмосферы на широте 45° при температуре 4°С на высоте 0 м над уровнем моря. Нормальное давление равняется 1013 гПа, или 1 атмосфере, или 760 мм ртутного столба. Доказано, что с высотой атмосферное давление уменьшается. На каждые 8 м высоты на 1 гПа давление становится меньше. С учетом знания давления у земной поверхности и на определенной высоте, составляя простое уравнение, можно вычислить эту высоту. К примеру, разность давлений в 200 Па значит, что измерение давления проводилось на высоте 1600 м.

Определение и показатели

Атмосферное давление определяется не только высотой над уровнем моря, но и плотностью воздуха. Теплый воздух менее плотный и легче холодного. В определенной местности может быть высокое либо низкое давление атмосферы из-за господства разных воздушных масс. Автоматические устройства (барографы), размещенные на метеостанциях или в пунктах наблюдения, оценивают давление воздуха.

Затем показатели измерительных приборов наносятся на карту. Точки с обозначением одинакового давления соединяются, и получаются изобары – линии, демонстрирующие, как давление распределяется по поверхности Земли.

При изучении изобар были выявлены определеннее закономерности. Так, давление атмосферы непостоянно. Оно изменяется зонально от экватора к северному и южному полюсам. В тропических, полярных широтах и над океанами давление обычно повышенное, в экваториальном поясе пониженное, а в областях с умеренным климатом изменчивое соответственно временам года.

В летний период над сушей умеренного пояса отмечается пониженное давление, а в зимний, наоборот, - повышенное. Это объясняется просто. Летом над сушей теплый и менее плотный воздух, тогда как зимой он становится холоднее и плотнее.

Похожие материалы:

История

Изменчивость и влияние на погоду

На земной поверхности атмосферное давление изменяется время от времени и от места к месту. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 - 816 мм рт. ст. (внутри смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба) .

В стационарных условиях атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается барометрической формулой .

Атмосферное давление - очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

Стандартное давление

В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа . Атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышележащего столба воздуха с единичным сечением.

Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой:

− Δ p = g ρ Δ z , {\displaystyle -\Delta p=g\rho \Delta z,}

где: p {\displaystyle p} - давление, g {\displaystyle g} - ускорение свободного падения, ρ {\displaystyle \rho } - плотность воздуха, - толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты ( Δ z > 0 {\displaystyle \Delta z>0} ) изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Строго говоря, основное уравнение статики справедливо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха Δ z {\displaystyle \Delta z} . Однако на практике оно применимо, когда изменение высоты достаточно мало по отношению к приблизительной толщине атмосферы.

Барическая ступень

Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль) , называется «барической (барометрической) ступенью». Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например, для оценки давления по известной разности высот. Считая, что атмосфера не испытывает существенного вертикального ускорения (то есть находится в квазистатическом состоянии), из основного закона статики получаем, что барическая ступень h {\displaystyle h} равна:

h = − Δ z / Δ p = 1 / g ρ . {\displaystyle h=-\Delta z/\Delta p=1/g\rho .}

При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 /гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа, нужно подняться на 8 метров.

С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, - вертикальный барический градиент , то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа .

Приведение к уровню моря

Многие метеостанции рассылают так называемые «синоптические телеграммы», в которых указывается давление, приведённое к уровню моря (см. КН-01 , METAR). Это делается для того, чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, а также для нужд авиации. Приведённое давление используется также и на синоптических картах.

При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа:

z 2 − z 1 = 18400 (1 + λ t) lg ⁡ (p 1 / p 2) . {\displaystyle z_{2}-z_{1}=18400(1+\lambda t)\lg(p_{1}/p_{2}).}

То есть, зная давление и температуру на уровне z 2 {\displaystyle z_{2}} , можно найти давление p 1 {\displaystyle p_{1}} на уровне моря z 1 = 0 {\displaystyle z_{1}=0} .

Вычисление давления на высоте h {\displaystyle h} по давлению на уровне моря и температуре воздуха T {\displaystyle T} :

P = P 0 e − M g h / R T , {\displaystyle P=P_{0}e^{-Mgh/RT},}

где P 0 {\displaystyle P_{0}} - давление Па на уровне моря [Па];
M {\displaystyle M} - молярная масса сухого воздуха, M = 0,029 кг/моль;
g {\displaystyle g} - ускорение свободного падения , g = 9,81 м/с²;
R {\displaystyle R} - универсальная газовая постоянная , R = 8,31 Дж/моль·К;
T {\displaystyle T} - абсолютная температура воздуха, , T = t + 273 , 15 {\displaystyle T=t+273,15} , где t {\displaystyle t} - температура Цельсия, выражаемая в градусах Цельсия (обозначение: °C);
h {\displaystyle h} - высота, м.

На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается .

Более простые расчёты (без учёта температуры) дают:

P = P 0 (0 , 87) h = P 0 ⋅ 10 − 0 , 06 h , {\displaystyle P=P_{0}(0,87)^{h}=P_{0}\cdot 10^{-0,06h},}

где h {\displaystyle h} - высота в километрах.