Атмосферний тиск — тиск, з яким атмосфера Землі діє на земну поверхню і всі тіла, що на ній розташовані.
Атмосферний тиск падає з висотою, оскільки він створюється лише шаром атмосфери, що лежить вище, і навпаки, у глибоких шахтах збільшується. Залежність P(h) описується т. зв. барометричною формулою.
Нормальним атмосферним тиском заведено вважати тиск у 760 мм рт. ст. (101 325 Н/м², або 101 325 Па) (на рівні моря географічної широти 45°) або 1,01325 бар (1013,25 мбар). Відзначено коливання атмосферного тиску (на рівні моря) у межах 684—809 мм рт. ст. (від 90 000 Н/м² до 110 000 Н/м²).
Коливання тиску
На земній поверхні атмосферний тиск змінюється залежно від місця та часу. Особливо важливі неперіодичні зміни атмосферного тиску, пов'язані з виникненням, розвитком і руйнуванням повільно рухомих ділянок високого тиску — антициклонів і відносно швидко рухомих величезних вихорів — циклонів, у яких панує знижений тиск, що визначає погоду. Зміни термічного поля Землі за сезонами року, обумовлені різницею в нагріванні океанів та материків, викликають коливання над ними й атмосферного тиску. Взимку над материками повітря холодніше, ніж над океанами, однакова маса повітря над акваторіями займає більший обсяг — утворюються пагорби. Повітря по верху «стікає» з океанів на материки. Загальна вага повітряного стовпа над континентами підвищується, тут утворюються ділянки підвищеного тиску — антициклони. Оскільки взимку над океанами повітря тепліше, над водною поверхнею вага повітря зменшується, утворюються ділянки зниженого тиску — циклони.
Історія досліджень
Вважалося, що всмоктувальні насоси працюють через те, що «природа боїться порожнечі». Але голландець Ісаак Бекман у тезах своєї докторської дисертації, захищеної ним у 1618 році, стверджував: «Вода, що підіймається всмоктуванням, не притягується силою порожнечі, але гнана у порожнє місце налягаючим повітрям» (Aqua suctu sublata non attrahitur vi vacui, sed ab aere incumbentein locum vacuum impellitur).
У 1630 році генуезький фізик Балліані написав листа Галілею про невдалу спробу влаштувати сифон для підйому води на пагорб заввишки приблизно 21 метр. В іншому листі Галілею (від 24 жовтня 1630 року) Балліані припустив, що підйом води в трубі зумовлений тиском повітря.
Наявність атмосферного тиску збентежила людей у 1638 році, коли не вдалася затія герцога Тосканського прикрасити сади Флоренції фонтанами — вода не підіймалася вище 10,3 метрів. Пошуки причин цього й досліди з більш важкою речовиною — ртутью, здійснені Еванджелістою Торрічеллі, призвели до того, що в 1643 році він довів, що повітря має вагу. Спільно з В. Вівіані, Торрічеллі провів перший дослід з вимірювання атмосферного тиску, винайшовши перший ртутний барометр — скляну трубку, в якій немає повітря. У такій трубці ртуть підіймається на висоту близько 760 мм.
Географія Розподіл атмосферного тиску на картах показують за допомогою ізобар. Ізобари липня йдуть приблизно по паралелях. На південних материках у січні утворюються області зниженого тиску, які обмежені замкнутими ізобарами.
Поблизу екватора атмосферний тиск знижений. Великої висоти та інтенсивності у приекваторіальній зоні досягають висхідні потоки, що викликають утворення потужних купчасто-дощових хмар та випадіння зливових опадів. Це смуга зенітальних дощів, які щоденно повторюються та збігаються за часом з положенням Сонця у зеніті.
На північ та південь від екватора у субтропічних широтах між 30—35-ми паралелями утворюється субтропічна зона високого тиску, що складається з ряду субтропічних антициклонів, які переміщуються у широтному напрямку. Від краю поширення субтропічних антициклонів убік екватора дмуть стійкі вітри — пасати. Схема загальної циркуляції атмосфери порушується мусонами та тропічними циклонами. Основний ареал тропічних мусонів — південно-східна околиця Євразії, він пов'язаний з акваторіями Індійського та Тихого океанів.
Переважні вітри середніх широт — західні. Тут панує західне перенесення повітряних мас.
Від субполярної зони низького тиску в напрямку північного та південного полюсів атмосферний тиск у середньому за рік знову росте. Однак стійкі антициклональні умови зберігаються переважно в Східній Антарктиді, де циклони дуже рідкісні. В Арктичному басейні навпаки, за винятком внутрішніх районів і півночі Гренландії, дуже активна циклонічна діяльність.
Середній тиск на рівні моря
Середній тиск на рівні моря (англ. mean sea-level pressure, MSLP) є атмосферним тиском на середньому рівні моря. Це атмосферний тиск, який зазвичай наводиться в погодних зведеннях по радіо, телебаченню, у газетах або в Інтернеті.
Середній тиск на рівні моря становить . У авіаційних погодних звітах (METAR), QNH передається по всьому світу в гектопаскалях або мілібарах (1 гектопаскаль = 1 мілібар), за винятком Сполучених Штатів, Канади та Японії, де він повідомляється в дюймах ртутного стовпчика (до двох десяткових знаків). Сполучені Штати та Канада також повідомляють тиск на рівні моря SLP, який коригується до рівня моря за допомогою іншого методу, у розділі приміток, а не в міжнародно переданій частині коду, в гектопаскалях або мілібарах.Приклад METAR для CYVR Однак у публічних погодних звітах Канади тиск на рівні моря повідомляється в кілопаскалях.
У зауваженнях до погоди США передаються лише три цифри; десяткові точки та одна або дві найбільш значущі цифри опускаються: передається як 132; передається як 000; 998,7гПа передається як 987 тощо. Найвищий тиск на рівні моря на Землі спостерігається в Сибіру, де Сибірський антициклон часто досягає тиску на рівні моря понад , з рекордними максимумами близько до . Найнижчий вимірюваний тиск на рівні моря знаходиться в центрах тропічних циклонів та торнадо, з рекордно низьким значенням .
Рекорди Найвищий відкоригований до рівня моря атмосферний тиск, коли-небудь зареєстрований на Землі (вище 750 метрів), становив і був виміряний у Тосонценгелі, Монголія 19 грудня 2001 року. Найвищий відкоригований до рівня моря атмосферний тиск, коли-небудь зареєстрований (нижче 750 метрів), був у місті Агата в Евенкійському автономному окрузі, Росія (66°53'пн, 93°28'сх, висота: ) 31 грудня 1968 року і становив . Це розрізнення викликане проблемними припущеннями (припущення стандартного градієнта температури) щодо зниження до рівня моря з великих висот.
Мертве море, найнижча точка на Землі, що розташована на нижче рівня моря, має відповідно високий типовий атмосферний тиск 1,065гПа. Рекорд тиску нижче рівня моря становив і був встановлений 21 лютого 1961 року.
Найнижчий негативний атмосферний тиск, коли-небудь виміряний (не пов'язаний з торнадо), становив 870гПа (0,858атм; 25,69дюймів рт. ст.), встановлений 12 жовтня 1979 року під час тайфуну Тіп у західній частині Тихого океану. Вимірювання було здійснене за допомогою інструментального спостереження з розвідувального літака.
Вимірювання на основі глибини води Один атмосфера () — це також тиск, спричинений вагою стовпа прісної води заввишки приблизно 10,3 м. Таким чином, водолаз на глибині 10,3 м відчуває тиск близько 2 атмосфер (1 атм повітря плюс 1 атм води). Відповідно, 10,3 м — це максимальна висота, на яку вода може бути піднята за допомогою всмоктування за стандартних атмосферних умов.
Точка кипіння рідин
Чиста вода кипить при за стандартного атмосферного тиску на Землі. Точка кипіння — це температура, при якій тиск пари дорівнює атмосферному тиску навколо рідини. Через це точка кипіння рідин нижча при нижчому тиску і вища при вищому тиску. Тому приготування їжі на великих висотах вимагає коригування рецептів або варіння під тиском. Приблизну висоту можна визначити, вимірявши температуру, при якій кипить вода; в середині 19-го століття цей метод використовували дослідники. Навпаки, якщо хтось бажає випарувати рідину при нижчій температурі, наприклад, під час дистиляції, атмосферний тиск можна знизити за допомогою вакуумного насоса, як у роторному випарнику.
Вимірювання тиску та карти Важливим застосуванням знання про те, що атмосферний тиск безпосередньо змінюється з висотою, було визначення висоти пагорбів і гір завдяки надійним приладам вимірювання тиску. У 1774 році Маскелайн підтверджував теорію гравітації Ньютона на горі Шихаллйон у Шотландії, і йому потрібно було точно виміряти висоти на схилах гори. Вільям Рой, використовуючи барометричний тиск, зміг підтвердити визначення висоти Маскелайна; розбіжність становила менше одного метра . Цей метод став і продовжує бути корисним для геодезичних робіт та створення карт.Hewitt, Rachel, Map of a Nation – a Biography of the Ordnance Survey
Барометричний тиск Барометричний тиск (, ) — те ж саме, що й абсолютний атмосферний тиск.
Див. також Лінія Армстронга
Джерела
Література
Посилання Barometric Pressure Map — атмосферний тиск на метеостанціях світу в реальному часі.