Какое давление над океаном

География

Как изменяется давление над сушей и над океаном летом и зимой?

Летом суша нагревается быстро, и над ней образуется низкое давление. В океане вода нагревается медленнее. Воздух над ним летом холоднее, чем над сушей, а давление выше. Зимой суша быстро остывает, и над ней устанавливается высокое давление. Океан же медленно отдает тепло. Над ним зимой более высокая температура воздуха и более низкое давление.

Ещё по теме

Назовите следствия движения Земли вокруг Солнца.

В каком направлении вращается Земля вокруг своей оси? Перечислите географические следствия осевого вращения Земли.

Как меняется подробность изображения в зависимости от масштаба?

Возникают ли в вашей местности ураганы? Чем они опасны?

Покажите на карте параллель и меридиан, которые проходят через вашу местность. Подумайте, как будет изменяться климат при движении к северу от вашей местности; к западу или востоку до берега ближайшего моря.

На берегах какой сибирской реки расположен город Красноярск?

Почему границы биосферы не совпадают с границами внешних оболочек Земли?

Назовите даты летнего и зимнего солнцестояний, весеннего и осеннего равноденствий?

Напишите сообщение «Древние животные Земли (хищники)» и представьте в виде презентации. Используя интернет-ресурсы, покажите с помощью картинок, как менялся внешний вид хищных млекопитающих.

От каких причин зависит атмосферное давление?

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

О сайте

На нашем сайте вы найдете множество полезных калькуляторов, конвертеров, таблиц, а также справочных материалов по основным дисциплинам.

Самый простой способ сделать расчеты в сети — это использовать подходящие онлайн инструменты. Воспользуйтесь поиском, чтобы найти подходящий инструмент на нашем сайте.

calcsbox.com

На сайте используется технология LaTeX.
Поэтому для корректного отображения формул и выражений
пожалуйста дождитесь полной загрузки страницы.

© 2021 Все калькуляторы online

Копирование материалов запрещено

Источник

Какое давление над океаном

В экваториальной зоне находится пояс пониженного давления (экваториальная ложбина). В январе этот пояс в Северном полушарии расположен не вдоль экватора, а несколько южнее (рис. 2.1а.), в июле (рис. 2.б.) он несколько смещается к полюсу вследствие такого же смещения полосы наибольшего нагревания подстилающей поверхности (особенно сильное смещение над материками, до 30° широты). Эти части экваториальной ложбины, вышедшие над нагретыми материками даже за пределы тропиков, называются летними термическими депрессиями. К северу и югу от экваториальной зоны на широтах 30–35° располагаются зоны максимальных значений давления. Она распадается на отдельные области, называемые субтропическими антициклонами, центры которых находятся в субтропических широтах океанов (рис. 2.2). Это Азорский антициклон, образующийся в субтропиках Атлантического океана, и Гавайский антициклон, находящийся в субтропиках Тихого океана. Зона повышенного давления на широтах 30–35° особенно хорошо выражена над океанами, над которыми она удерживается в течение всего года. Над материками такая зона сохраняется только зимой.

Рис. 2.2. Среднее поле давления в январе (см. верхний рис.) и в июле (см. нижний рис.)

Летом, вследствие значительного прогревания материков эта зона распадается на отдельные барические максимумы, которые сохраняются только над океанами и несколько смещаются к северу по сравнению со своим зимним положением. Центры субтропических антициклонов летом, как и зимой, располагаются у Азорских и Гавайских островов, но северные их периферии распространяются на умеренные широты. В Южном полушарии на широтах 30–35° субтропические антициклоны образуются в южной части Атлантического океана – Южноатлантический антициклон, в южной части Тихого океана – Южнотихоокеанский антициклон и в южной части Индийского океана – Южноиндийский антициклон. Над теплыми материками в летнее время образуются области пониженного давления. Во внетропических широтах зимой на материках, которые в это время года охлаждаются сильнее, чем океаны, образуются области высокого давления. Особенно высокое среднее значение давления зимой отмечается в центральной части Азиатского континента – Сибирский антициклон (иначе Монгольский, Азиатский). Летом на материках, которые во внетропических широтах прогреваются сильнее, чем океаны, расположены области пониженного давления. На северной границе зоны умеренных широт (60–65° с.ш.) во все сезоны находится полоса пониженного давления. Зимой в её пределах хорошо выражены океанические депрессии (области пониженного давления) в районе Исландии (Исландский минимум) и южнее Аляски (Алеутский минимум). Летом область пониженного давления около Исландии выражена слабо, а Алеутский циклон летом поглощается ложбиной Азиатской депрессии.

Рис. 2.1а. Среднее поле давления (гПа) и течения воздуха на уровне моря. Январь

Источник

Атмосферное давление.

Атмосферное давление обуславливается весом воздуха. 1 м³ воздуха весит 1,033 кг. На каждый метр поверхности земли приходится давление воздуха силой 10033 кг. Под этим подразумевается столб воздуха высотой от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Если сравнить его со столбом воды, то диаметр последнего имел бы высоту всего 10 метров. То есть, атмосферное давление создается собственной массой воздуха. Величина атмосферного давления на единицу площади соответствует массе воздушного столба, находящегося над нею. В результате увеличения воздуха в этом столбе происходит рост давления, а при уменьшении воздуха — падение. Нормальным атмосферным давлением считается давление воздуха при t 0°С на уровне моря на широте 45°. В этом случае атмосфера давит с силой 1,033 кг на каждый 1 см² площади земли. Масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой взаимосвязи и измеряется атмосферное давление. Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба или миллибарах(мб), а так же в гектопаскалях. 1мб = 0,75 мм рт.ст., 1 гПа = 1 мм.

Измерение атмосферного давления.

Атмосферное давление измеряется с помощью барометров. Они бывают двух типов.

1. Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, которая запаяна сверху, а открытым концом погружена в металлическую чашу с ртутью. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. На ртуть действует давление воздуха, которое своим весом уравновешивает столбик ртути в стеклянной трубке. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.

2. Металлический барометр или анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, которая герметично закрыта. Внутри этой коробки находится разреженный воздух. Изменение давления заставляет колебаться стенки коробки, вдавливаясь или выпячиваясь. Эти колебания системой рычагов заставляют стрелку перемещаться по шкале с делениями.

Самопишущие барометры или барографы предназначены для записи изменений атмосферного давления. Перо улавливает колебание стенок анероидной коробки и чертит линию на ленте барабана, который вращается вокруг своей оси.

Каким бывает атмосферное давление.

Атмосферное давление на земном шаре изменяется в широких пределах. Его минимальная величина — 641,3 мм рт.ст или 854 мб была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная — 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб в Туруханске зимой.

Давление воздуха на земную поверхность изменяется с высотой. Среднее значение атмосферного давления над уровнем моря — 1013 мб или 760 мм рт.ст. Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление, так как воздух становится все более разреженным. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно снижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб на каждые 8 метров. На высоте 5 км оно меньше в 2 раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

В связи с перемещением воздуха, изменением температуры, сменой времени года атмосферное давление постоянно меняется. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня. В течение года из-за холодного и уплотненного воздуха зимой атмосферное давление имеет максимальную величину, а летом — минимальную.

Атмосферное давление постоянно меняется и распределяется по поверхности земли зонально. Это происходит из-за неравномерного прогревания Солнцем земной поверхности. На изменение давления влияет перемещение воздуха. Там, где воздуха становится больше, давление высокое, а там, откуда воздух уходит — низкое. Воздух, прогревшись от поверхности, поднимается вверх и давление на поверхность понижается. На высоте воздух начинает охлаждаться, уплотняется и опускается на близлежащие холодные участки. Там возрастает атмосферное давление. Следовательно, изменение давления обуславливается перемещением воздуха в результате его нагревания и охлаждения от земной поверхности.

Атмосферное давление в экваториальной зоне постоянно понижено, а в тропических широтах — повышено. Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков. В Арктике и Антарктике поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В свою очередь в умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления. Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления — пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных. Они могут немного смещаться в зависимости от времени года вслед за Солнцем в сторону летнего полушария.

Полярные пояса высокого давления существуют весь год, однако, летом они сокращаются, а зимой, наоборот, расширяются. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах. В северном полушарии все происходит по-другому. В умеренных широтах северного полушария давление над материками сильно повышается и поле низкого давления как бы «разрывается»: сохраняется оно только над океанами в виде замкнутых областей пониженного атмосферного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, где заметно повысилось давление, образуются зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом поле пониженного давления в умеренных широтах северного полушария восстанавливается. При этом над Азией формируется обширная область пониженного давления. Это — Азиатский минимум.

В поясе повышенного атмосферного давления — тропиках — материки нагреваются сильнее океанов и давление над ними ниже. Из-за этого над океанами выделяют субтропические максимумы:

  • Северо-Атлантический (Азорский);
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-Тихоокеанский;
  • Индийский.

Несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, пояса пониженного и повышенного атмосферного давления Земли — образования довольно устойчивые.

Источник

Какое давление над океаном

Атмосферное давление

Вес атмосферы в миллион раз меньше веса Земли, однако давление, оказываемое атмосферой на земную поверхность, весьма значительно и составляет 1033,3 г на каждый квадратный сантиметр поверхности на уровне Океана (10333 кг на 1 кв. м). Это давление уравновешивается давлением столбика ртути высотой 760 мм, сечением 1 кв. см при температуре 0°, на том же уровне, на широте 45°. Давление 760 мм рт. ст. принято считать нормальным атмосферным давлением. Атмосферное давление можно выразить в динах. Нормальное атмосферное давление составляет 1 013 250 дин/см2. Давление в 1 000000 дин на 1 кв. см — 1 бар, 0,001 бара — 1 миллибар. 1013 250 дин/см2 соответствует 1013,25 миллибара. Миллибар в настоящее время является общепринятой единицей измерения давления. 100 мб соответствуют 750 мм рт. ст.; 1 мб равен 0,75, или 3/4 мм рт. ст.; 1 мм рт. ст. равен 1,33, или 4/3 мб.
С высотой давление убывает, так как мощность вышележащего слоя атмосферы становится меньше. Расстояние в метрах, на которое надо подняться или опуститься, для того, чтобы атмосферное давление изменилось на 1 мб, называют барометрической (барической) ступенью. Величина барометрической ступени различна: при температуре 0° и давлении 1000 мб она составляет 8 м, при той же температуре и давлении 800 мб — 10 м, при давлении 600 мб — 13,3 м и при давлении 400 мб — 20 м.
На практике часто требуется привести давление, отмеченное в разных пунктах, к общему уровню. Для этого можно воспользоваться (при небольшой разности высот пунктов — не более 1000 м) формулой Бабине (упрощенной барометрической формулой):

Наблюдения показывают, что давление во времени изменяется постоянно и в широких пределах. Самое высокое давление на поверхности Земли, приведенное к уровню моря, отмечено над Азией (1080 мб), самое низкое зарегистрировано над Тихим океаном (887 мб). Колебания давления в одном месте могут иметь большую амплитуду. Например, в Москве (156 м над уровнем моря) зарегистрированный минимум давления составляет 944 мб, а максимум 1037 мб.
Изменения давления вызываются главным образом неравномерным нагреванием воздуха от земной поверхности и носят преимущественно непериодический характер. На фоне непериодических изменений выявляются периодические колебания давления — суточные и годовые.
Суточный ход давления отличается плавными колебаниями и имеет два максимума (в 10 и в 22 часа по местному времени) и два минимума I (в 4 и в 16 часов). Эти колебания давления особенно хорошо выражены в экваториальных и тропических широтах (3—4 мб), по направлению к полюсам амплитуда их уменьшается (до 0,3 мб).
Годовые амплитуды колебаний давления в направлении от низких широт к высоким увеличиваются. При этом над материками колебания давления в течение года оказываются более значительными, чем над океанами. Годовой ход давления над материками и океанами различен. В первом случае максимум давления отмечается зимой, во втором — летом. С высотой амплитуды годовых колебаний давления увеличиваются, а годовой ход давления становится обратным: максимум над материками приходится на лето, минимум — на зиму.
Распределение давления в слое атмосферы наглядно можно показать на рисунке с помощью поверхностей, проведенных через точки с одинаковым давлением и называемых изобарическими поверхностями.
Если бы давление на уровне Океана было везде одинаково и если бы оно одинаково изменялось с высотой, изобарические поверхности располагались бы горизонтально и параллельно друг другу. В действительности давление изменяется не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении, и изобарические поверхности имеют разнообразную форму. В области повышенного давления образуется система криволинейных изобарических поверхностей, обращенных выпуклостью вверх. В области пониженного давления криволинейные изобарические поверхности обращены выпуклостью вниз.
Линии, образующиеся от пересечения изобарических поверхностей с поверхностью Океана (или с любой другой поверхностью), называются изобарами. Изобары соединяют точки с одинаковым давлением. Различным формам изобарических поверхностей соответствуют определенные формы изобар.
Прямолинейные изобары возникают от пересечения поверхности параллельными изобарическими поверхностями под некоторым углом. Замкнутые изобары образуются при пересечении поверхности выпуклыми или вогнутыми чашеобразно изобарическими поверхностями.

Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре — барический минимум. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре — барический максимум. Незамкнутая система изобар, соответствующая вытянутому языку пониженного давления, — барическая ложбина. Незамкнутая система изобар, соответствующая вытянутому языку повышенного давления, — барический гребень. Между двумя барическими максимумами и двумя минимумами, расположенными крест-накрест, образуется система незамкнутых изобар, называемая седловиной.
Густота расположения изобар зависит от изменения давления на единицу расстояния. Изменение давления в горизонтальном направлении характеризуется барическим градиентом.
Барический градиент — изменение давления на единицу расстояния в сторону убывающего давления, в направлении, перпендикулярном изобаре. За единицу расстояния принимается длина одного градуса меридиана — 111 км. Чем больше барический градиент, тем гуще изобары.
Пользуясь величинами давления, приведенными к одному уровню (обычно к уровню Океана), составляют карты распределения давления на поверхность Земли для определенного момента или для периода времени — карты изобар.

На карте среднего многолетнего распределения давления в январе видна зона пониженного давления на экваторе (экваториальная депрессия), внутри которой над материками (особенно в южном полушарии) выделяются замкнутые области с давлением ниже 1010 мб. К северу и к югу от экваториальной депрессии располагаются зоны высокого давления, распадающиеся на замкнутые области, особенно хорошо выраженные над океанами в южном полушарии (Южно-Индийский, Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический максимумы). Их разделяют области пониженного давления, возникающие над нагретыми материками. В северном полушарии барические максимумы, формирующиеся над океанами, — Северо-Атлантический (Азорский) и Северо-Тихоокеанский (Гавайский) — объединяются с обширным максимумом над Азией (Азиатский), распространяющимся на тропические, субтропические, умеренные и субполярные широты, и с максимумами над Северной Америкой (Северо-Американским и Канадским) в сплошную зону высокого давления. В умеренных и субполярных широтах северного полушария над океанами располагаются барические минимумы (Исландский и Алеутский), над материками — упомянутые выше области высокого давления (Азиатский и Канадский максимумы). Над Арктикой давление повышенное, но замкнутая область повышенного (1016 мб) давления выделяется только над Гренландией (Гренландский максимум). В умеренных и субполярных широтах южного полушария — сплошная зона низкого давления. Над Антарктидой — устойчивый, барический максимум.
В июле экваториальная зона низкого давления смещается в северное полушарие. Над материками низкое давление распространяется далеко на север, в тропические и умеренные широты северного полушария, образуя обширные летние депрессии с центрами около 30° с. ш. Северо-Атлантический и Северо-Тихоокеанский максимумы также сдвигаются к северу и усиливаются. В умеренных и субполярных широтах северного полушария значительно ослабевающие депрессии над океанами (Исландский и Алеутский минимумы) объединяются с депрессиями над материками в сплошную зону низкого давления, к северу от которой давление очень незначительно повышается.
В южном полушарии в субтропических и тропических широтах высокое давление не ограничивается тремя максимумами над океанами, а распространяется и на охлаждающиеся материки, образуя зону высокого давления. В умеренных и субтропических широтах южного полушария, так же как в январе, располагается зона низкого давления. Над Антарктидой — высокое давление.
Анализ карт изобар января и июля позволяет заметить выраженную весь год зональность в распределении давления, особенно отчетливо проявляющуюся над Океаном. Весь год существует зона пониженного давления над экватором. В субтропических широтах в течение всего года сохраняется зона высокого давления, распадающаяся на отдельные максимумы над океанами. Отчетливо видны зона пониженного давления в умеренных широтах (сплошная в южном полушарии и разделяющаяся на минимумы в северном) и зона высокого давлений над полюсами. В зависимости от сезона зоны высокого и низкого давления над Океаном смещаются к северу и к югу.

Над материками области высокого и низкого давления не только смещаются, но и изменяют по сезонам знак на обратный: на месте барического максимума возникают барические минимумы, и наоборот. Например, зимний максимум над Азией сменяется летним минимумом давления. Барические максимумы и минимумы оказывают очень большое влияние на воздушные течения, на погоду и климат, поэтому их называют центрами действия атмосферы.
Развитие атмосферных процессов над Европой, например, в огромной степени определяется влиянием таких центров атмосферного действия, как постоянные Азорский и Арктический максимумы, сезонный максимум над Азией, постоянный Исландский минимум и сезонный минимум над Азией.
Барические максимумы и минимумы нигде не сохраняются постоянно, давление непрерывно изменяется, и карты среднего многолетнего распространения его свидетельствуют только о решительном преобладании высокого или низкого давления в том или ином месте.
С помощью карт изобар можно показать распределение давления не только у поверхности Земли, но и на любой высоте над уровнем Океана, например на высоте 1,3 и 5 км. Такая карта получится при пересечении изобарических поверхностей с поверхностью соответствующего уровня.
На практике для изображения давления на высоте чаще пользуются не картами изобар, а картами барической топографии (барического рельефа), показывающими положение в пространстве той или иной изобарической поверхности, например поверхность 300, 500, 700 мб. Каждая точка изобарической поверхности находится на определенной высоте над уровнем океана, и рельеф этой поверхности, подобно рельефу поверхности Земли, можно изобразить с помощью изогипс. Высота изогипс на картах барической топографии выражается в геопотенциальных метрах (гп. м).
Карта барической топографии, на которой показано положение той или иной изобарической поверхности над уровнем Океана, называется картой абсолютной топографии и обозначается индексом AT, например АТ300 — обозначение карты абсолютной топографии поверхности 300 мб.

Составляют также карты относительной топографии — ОТ. На них наносят высоту изобарической поверхности, отсчитанную не от уровня Океана (как на картах AT), а от другой, лежащей ниже, изобарической поверхности, т. е. относительную высоту одной изобарической поверхности над другой. Например, часто составляют карты относительной высоты поверхности 500 мб над поверхностью 1000 мб (ОТ 500*1000). Относительная высота одной изобарической поверхности над другой зависит от температуры воздуха между этими поверхностями. Поэтому по карте ОТ можно судить о распределении температуры в слое воздуха между изобарическими поверхностями. Чем выше относительная высота, тем выше температура слоя атмосферы.
Карты абсолютной и относительной топографии имеют очень большое значение при изучении развития различных атмосферных процессов и широко применяются при составлении прогнозов погоды.
Сравнение карт распределения давления на уровне моря с картами абсолютной топографии показывает, что неравномерности в распределении давления у поверхности Земли с высотой постепенно сглаживаются. Чередование поясов высокого и низкого давлений исчезает. Область высокого давления расположена над экватором, к полюсам давление убывает.

Атмосферное давление на поверхности океана

Давление под водой в морских глубинах: как измерить

Со школьных лет всем известно, что вода плотнее воздуха. Из-за этого изменение давления под водой с погружением происходит быстрее, чем смена его при увеличении высоты. Так, при спуске на 10 метров происходит рост давления на одну атмосферу. В глубоких океанических впадинах, достигающих 10 тысяч метров, этот показатель составляет 1 тысячу атмосфер. Как узнать, как изменяется давление под водой и как оно влияет на живых существ, будет описано ниже.

Физические расчеты

Плотность соленой морской воды на 1-2% выше показателя пресной жидкости. Поэтому с определенной точностью можно высчитать, какое давление под водой, потому что при погружении на каждые 10 метров происходит его рост на одну атмосферу. К примеру, подводная лодка на глубине 100 метров испытывает давление в 10 атмосфер, что можно сравнить с показателями внутри парового котла в паровозе. Из этого следует, что каждому слою в море соответствует свой гидростатический показатель. Все подводные лодки снабжены манометрами, которые измеряют давление воды за бортом, на основании чего можно определить степень погружения.

На большой глубине становится заметной сжимаемость воды, поскольку ее плотность в глубоких слоях выше, чем на поверхности. И давление растет быстрее, чем по линейному закону, из-за чего график слегка отклоняется от прямой линии. Дополнительное давление, вызванное сжатием жидкости, увеличивается пропорционально квадрату. При спуске на 11 км оно составляет около 3% от всего давления на этой глубине.

Как исследуют моря и океаны

При изучении используются батискафы и батисферы. Батисфера — это стальной шар с пустотой внутри, который выдерживает очень высокое давление морских глубин. В стенку батисферы ставится иллюминатор — герметичное отверстие, закрытое прочными стеклами. Батисферу с исследователем опускают с корабля на стальном тросе до того слоя воды, который не может осветить прожектор. Благодаря этому приспособлению удавалось спуститься до 1 км. Батискафы с батисферой (укрепленной внизу большой цистерной из стали), которая заполнена бензином, может достигнуть еще большего погружения.

Поскольку плотность бензина меньше воды, подобная конструкция может перемещаться в море, словно дирижабль в воздухе. Вместо легкого газа используется бензин. При этом батискаф снабжен запасом балласта и двигателем, благодаря которому он, в отличии от батисферы, может перемещаться самостоятельно, не требуя связи с кораблем на поверхности.

Исследования давления под водой на глубине

Поначалу батискаф плавает по воде, словно всплывшая подводная ложка. Для начала погружения в пустые балластные отсеки вливается забортная вода, из-за чего конструкция начинает опускаться под воду все глубже и глубже, пока не достигнет дна. Для всплытия на поверхность выполняется сброс балласта, и без лишнего груза батискаф легко поднимается на поверхность.

Самое глубокое погружение с использованием батискафа было выполнено 23 января 1960 года, когда он пробыл 20 минут в Марианской впадине на глубине 10919 метров под водой, где давление составляло более 1150 атмосфер (расчет проводился с учетом повышения плотности жидкости из-за сжатия и солености). По итогу эксперимента исследователи обнаружили живых существ, обитающих даже в таких труднодоступных местах.

Давление воды

Ныряя, аквалангист или пловец сталкивается с гидростатическим давлением по всей поверхности тела, при этом оно превышает нормальные показатели его организма. Хотя тело водолаза может не соприкасаться с водой напрямую за счет резинового костюма, он сталкивается с тем же давлением, что оказывает влияние на тело пловца, поскольку воздух в скафандре требуется сжать с учетом показателей окружающей среды. Из-за этого даже подаваемый через шланг воздух для дыхания должен закачиваться с учетом давления воды на предполагаемой глубине. Тот же показатель обязан быть у воздуха, доставляемого из баллонов в маску аквалангиста. Таким образом, ныряльщикам приходится дышать воздухом с непривычными показателями.

Не поможет от давления и водолазный колокол или кессон, поскольку в нем следует сжать воздух, чтобы он не попал под колокол, то есть увеличить до показателей окружающей среды. По этой причине при постепенном погружении происходит постоянная подкачка воздуха с расчетом на давление воды на достигнутой глубине.

Высокие показатели плохо влияют на самочувствие и здоровье человека, из-за чего есть определенный предел, до которого могут работать люди без вреда для здоровья. Обычно при нырянии в водолазном костюме он достигает 40 метров, что соответствует 4 атмосферам. Опуститься на большую глубину водолаз может только в жестком скафандре, который примет на себя давление воды. В нем можно спокойно погрузиться до 200 метров.

Влияние на здоровье человека

При долгом нахождении под водой при высоком давлении немалое количество воздуха растворится в крови и других биологических жидкостях тела. Если произойдет быстрый подъем водолаза на поверхность, то растворенный воздух начнет выделяться из крови в виде пузырьков. Резкое выделение пузырьков может привести к появлению сильной боли по всему телу и привести к кессонной болезни. Поэтому поднятие водолаза, долго проработавшего на большой глубине, может занять много времени (несколько часов), чтобы растворенный газ выделялся постепенно и без пузырьков.

Давление в море и морские животные

Хотя ранее были указаны огромные значения давления, имеющего место на дне моря, для морских животных это не столь существенные показатели. Местные обитатели могут в течении суток легко и спокойно переносить огромные колебания этого показателя. Однако некоторые такие животные очень плохо переносят резкую смену давления. К примеру, при извлечении на сушу морской окунь раздуется, особенно если его очень быстро извлечь из воды.

Атмосферное давление под водой достаточно просто рассчитывается. Достаточно запомнить, что на каждые 10 метров приходится 1 атмосфера. Однако на больших глубинах вступают в силу и другие показатели, такие как сжатие и плотность воды. В связи с чем придется проводить расчет с учетом этих значений.

Давление на уровне моря

Существуют две примерно равные друг другу единицы с таким названием:

  • Техническая атмосфера (русское обозначение: ат; международное: at) — равна давлению, производимому силой в 1 кгс, равномерно распределённой по перпендикулярной к ней плоской поверхности площадью 1 см 2 . В свою очередь сила в 1 кгс равна силе тяжести, действующей на тело массой 1 кг при значении ускорения свободного падения 9,80665 м/с 2 (нормальное ускорение свободного падения): 1 кгс = 9,80665 Н. Таким образом, 1 ат = 98 066,5 Паточно[1][2] .
  • Нормальная, стандартная или физическая атмосфера (русское обозначение: атм; международное: atm) — равна давлению столба ртути высотой 760 мм на его горизонтальное основание при плотности ртути 13 595,04 кг/м 3 , температуре 0 °C и при нормальном ускорении свободного падения 9,80665 м/с 2 . В соответствии с определением 1 атм = 101 325 Па = 1,033233 ат [1][2] .

В настоящее время Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) относит оба вида атмосферы к тем единицам измерения, «которые должны быть изъяты из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и которые не должны вводиться, если они не используются» [3] .

В Российской Федерации к использованию в качестве внесистемной единицы допущена только техническая атмосфера с областью применения «все области». Существовавшее ранее ограничение срока действия допуска 2016 годом [4] отменено в августе 2015 года [5] .

Ранее использовались также обозначения ата и ати для абсолютного и избыточного давления соответственно (выраженного в технических атмосферах). Избыточное давление — разница между абсолютным и атмосферным (барометрическим) давлением при условии, что абсолютное давление больше атмосферного: Ризб = Рабс − Ратм. Разрежение (вакуум) — разница между атмосферным (барометрическим) и абсолютным давлением при условии, что абсолютное давление меньше атмосферного: Рвак = Ратм − Рабс.

Атмосферное давление.

Атмосферное давление обуславливается весом воздуха. 1 м³ воздуха весит 1,033 кг. На каждый метр поверхности земли приходится давление воздуха силой 10033 кг. Под этим подразумевается столб воздуха высотой от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Если сравнить его со столбом воды, то диаметр последнего имел бы высоту всего 10 метров. То есть, атмосферное давление создается собственной массой воздуха. Величина атмосферного давления на единицу площади соответствует массе воздушного столба, находящегося над нею. В результате увеличения воздуха в этом столбе происходит рост давления, а при уменьшении воздуха — падение. Нормальным атмосферным давлением считается давление воздуха при t 0°С на уровне моря на широте 45°. В этом случае атмосфера давит с силой 1,033 кг на каждый 1 см² площади земли. Масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой взаимосвязи и измеряется атмосферное давление. Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба или миллибарах(мб), а так же в гектопаскалях. 1мб = 0,75 мм рт.ст., 1 гПа = 1 мм.

Измерение атмосферного давления.

Атмосферное давление измеряется с помощью барометров. Они бывают двух типов.

1. Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, которая запаяна сверху, а открытым концом погружена в металлическую чашу с ртутью. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. На ртуть действует давление воздуха, которое своим весом уравновешивает столбик ртути в стеклянной трубке. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.

2. Металлический барометр или анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, которая герметично закрыта. Внутри этой коробки находится разреженный воздух. Изменение давления заставляет колебаться стенки коробки, вдавливаясь или выпячиваясь. Эти колебания системой рычагов заставляют стрелку перемещаться по шкале с делениями.

Самопишущие барометры или барографы предназначены для записи изменений атмосферного давления. Перо улавливает колебание стенок анероидной коробки и чертит линию на ленте барабана, который вращается вокруг своей оси.

Каким бывает атмосферное давление.

Атмосферное давление на земном шаре изменяется в широких пределах. Его минимальная величина — 641,3 мм рт.ст или 854 мб была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане «Ненси», а максимальная — 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб в Туруханске зимой.

Давление воздуха на земную поверхность изменяется с высотой. Среднее значение атмосферного давления над уровнем моря — 1013 мб или 760 мм рт.ст. Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление, так как воздух становится все более разреженным. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно снижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб на каждые 8 метров. На высоте 5 км оно меньше в 2 раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

В связи с перемещением воздуха, изменением температуры, сменой времени года атмосферное давление постоянно меняется. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня. В течение года из-за холодного и уплотненного воздуха зимой атмосферное давление имеет максимальную величину, а летом — минимальную.

Атмосферное давление постоянно меняется и распределяется по поверхности земли зонально. Это происходит из-за неравномерного прогревания Солнцем земной поверхности. На изменение давления влияет перемещение воздуха. Там, где воздуха становится больше, давление высокое, а там, откуда воздух уходит — низкое. Воздух, прогревшись от поверхности, поднимается вверх и давление на поверхность понижается. На высоте воздух начинает охлаждаться, уплотняется и опускается на близлежащие холодные участки. Там возрастает атмосферное давление. Следовательно, изменение давления обуславливается перемещением воздуха в результате его нагревания и охлаждения от земной поверхности.

Атмосферное давление в экваториальной зоне постоянно понижено, а в тропических широтах — повышено. Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков. В Арктике и Антарктике поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В свою очередь в умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления. Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления — пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных. Они могут немного смещаться в зависимости от времени года вслед за Солнцем в сторону летнего полушария.

Полярные пояса высокого давления существуют весь год, однако, летом они сокращаются, а зимой, наоборот, расширяются. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах. В северном полушарии все происходит по-другому. В умеренных широтах северного полушария давление над материками сильно повышается и поле низкого давления как бы «разрывается»: сохраняется оно только над океанами в виде замкнутых областей пониженного атмосферного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, где заметно повысилось давление, образуются зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом поле пониженного давления в умеренных широтах северного полушария восстанавливается. При этом над Азией формируется обширная область пониженного давления. Это — Азиатский минимум.

В поясе повышенного атмосферного давления — тропиках — материки нагреваются сильнее океанов и давление над ними ниже. Из-за этого над океанами выделяют субтропические максимумы:

  • Северо-Атлантический (Азорский);
  • Южно-Атлантический;
  • Южно-Тихоокеанский;
  • Индийский.

Несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, пояса пониженного и повышенного атмосферного давления Земли — образования довольно устойчивые.

Источник

Читайте также:  Бороздит пятый океан 5 букв
Оцените статью