§ 24. Атмосферний тиск, його зміни у тропосфері

Проведи дослід. Підготуй невеликий зім’ятий у кульку шматочок паперу або вати і пусту півлітрову пластикову пляшку. Тримай відкриту пляшку приблизно на відстані довжини долоні від рота. Помісти на її край цей шматочок і дмухни (мал. 122). Що з ним відбуватиметься? Спробуй пояснити, чому кулька не потрапила всередину пляшки.

Мал. 122. Дослід зі шматочком паперу (вати) і пляшкою

Віртуальна скринька

Проведи імітацію експерименту «Чи повітря має вагу» на http://educationalobjects.org/ECOinvestigators/Air/Does_air_have_weight/03.html

Що таке атмосферний тиск і чому він виникає?

Атоми і молекули газів в атмосфері постійно рухаються у випадкових напрямках, ударяючись одне об одне та об земну поверхню. Кількість молекул величезна, тому створюється атмосферний тиск — величина, з якою стовп повітря діє на земну поверхню й тіла, що на ній розташовані (мал. 123).

Мал. 123. Тиск стовпа повітря

Якщо в тебе є досвід польоту в літаку, пригадай відчуття закладеності вух під час зльоту або приземлення. У середині літака штучно підтримується сталий тиск, тому під час польоту на набраній висоті дискомфорту людина не відчуває. Чому ж людина не відчуває атмосферний тиск на земній поверхні? Справа в тому, що всередині людського організму, як і будь-якого тіла, існує внутрішній тиск. Він і врівноважує атмосферний.

Як вимірюють атмосферний тиск?

Вимірювання атмосферного тиску здійснюють приладом барометром (з грецької — «вимірювати важкість»). Барометр винайшов італійський учений Еванджеліста Торрічеллі у 1643 році. Він використав запаяну з одного кінця скляну трубку завдовжки один метр. Установив її вертикально в посудину із ртуттю відкритим кінцем униз (мал. 124). Стовпчик ртуті піднімається всередині трубки до межі її врівноваження тиском атмосфери. Такий барометр називають ртутним, а висоту стовпчика ртуті записують уміліметрах(мм рт. ст.). Якщо, наприклад, атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт. ст., то це означає, що повітря чинить саме такий тиск.

Мал. 124. Схематичне зображення ртутного барометра

Незважаючи на розвиток технологій, ртутні барометри використовують і в наш час. Вони є дуже точними, тож їх установлюють на метеостанціях. Однак їх важко переміщати (маса одного літра ртуті становить 13 кг) і вони потребують ретельних засобів безпеки через дуже високу токсичність ртуті.

Більш універсальним типом барометра є анероїд (з грецької — «безводний»). В анероїдах зміна атмосферного тиску змушує стискатися або розширюватися металеву пружну коробку, з якої викачане повітря. Ці зміни передаються стрілці, яка рухається по шкалі з позначками атмосферного тиску (мал. 125).

Мал. 125. Зовнішній вигляд барометра-анероїда (а); схематичне зображення принципу роботи барометра-анероїда (б)

Завдяки можливостям сучасної електроніки створюють барометри розмірами до 0,1 мм. Їх установлюють у цифрових метеостанціях, смартфонах і навіть у смартгодинниках.

Одиниці вимірювання атмосферного тиску

Крім мм рт. ст., атмосферний тиск вимірюється в паскалях (Па). 1 мм рт. ст. = 133,322 Па. Так, 760 мм рт. ст. становить 1013,25 гПа (ге кто паскаль).

1 гектопаскаль = 1 мілібару (мб)

Як змінюється атмосферний тиск?

Чому вже двічі для прикладу ми наводили показник 760 мм рт. ст.? Справа в тому, що це нормальний атмосферний тиск на рівні моря на широті, однаково розташованій як від Північного полюса, так і від екватора. У цьому разі значення, більші за 760 мм рт. ст., відповідають високому атмосферному тиску, менші значення цього показника вказують на низький атмосферний тиск.

Барометр використовують для прогнозування короткочасних змін погоди. Підвищення атмосферного тиску є ознакою майбутньої безхмарної погоди, тобто без опадів. Тоді як його зниження — привід очікувати вітряну і дощову погоду.

А який атмосферний тиск буде на інших висотах? «Стовпи повітря» над вершинами найвищих гір будуть уже значно меншими, ніж над рівнем моря. У тропосфері на кожні 10 м підйому тиск знижується на 1 мм рт. ст. Отже, на кожній висоті є свій нормальний, низький і високий атмосферний тиск.

Визначимо нормальний атмосферний тиск для місця у Києві, розташованого на висоті 180 м над рівнем моря. Він становить: 760 – (180 : 10) = 742 (мм рт. ст.). Отже, для Києва при підйомі вгору на 180 м тиск упаде на 18 мм рт. ст. Порівнюємо з показником нормального атмосферного тиску над рівнем моря: 760 – 18 = 742 (мм рт. ст.). Отже, для цього місця у Києві 743 мм рт. ст. — високий атмосферний тиск, 741 мм рт. ст. — низький.

Метеостанція Чернівці розміщена на висоті 252 м над рівнем моря. На ній атмосферний тиск о 6 год ранку 12 серпня 2022 року становив 743 мм рт. ст., о 6 год наступного ранку — 739 мм рт. ст. Визнач, який саме атмосферний тиск (високий, нормальний, низький) був у обох випадках. Спрогнозуй можливі зміни погоди в Чернівцях 14 серпня, якщо впродовж частини доби 13 серпня тиск упаде ще на 4 мм рт. ст.

Дізнайся, хто з учених визначив закономірність зниження атмосферного тиску з висотою (див. цифровий додаток до с. 127).

https://vse.ee/Geography_6kl

Як показники тиску відображають на картах?

На картах і цифрових метеорологічних додатках показники атмосферного тиску відображені приведеними до рівня моря. Тобто фактичне значення 742 мм рт. ст. для Києва буде показане як 760 мм рт. ст. Так краще розуміти стан і розвиток атмосферних процесів. Лінії на картах, що сполучають місця з однаковим атмосферним тиском, називають ізобарами. Вони обмежують атмосферні області — циклони і антициклони (мал. 126). Циклони — області зниженого тиску, їх центр позначений літерою Н. Антициклони — області підвищеного тиску з літерою В у центрі. Визначення розміщення циклонів і антициклонів на території дослідження (наприклад, у Європі) допомагає метеорологам прогнозувати погоду. Циклони приносять хмарну погоду з опадами, антициклони — ясну, без опадів. Відстань між ізобарами виражає силу прояву циклону або антициклону.

Мал. 126. Схематичне зображення ізобар, які обмежують циклон і антициклон. Сині стрілки показують напрямки вітрів, які залежать від положення областей атмосферного тиску

Мал. 127. Смуги тиску на земній кулі

Як розподіляється атмосферний тиск на земній кулі?

На земній кулі атмосферний тиск розподіляється смугами: розрізняють пояси низького і високого тиску (мал. 127). Їх утворення пов’язане з нагріванням і переміщенням повітря. Під час нагрівання повітря розширюється. Тоді воно стає легшим і піднімається вгору. За таких умов атмосферний тиск зменшується. Під час охолодження повітря стискається, стає важчим і осідає, сильніше тиснучи на поверхню. Легше повітря буде здійснювати висхідний рух, важче — низхідний.

За допомогою малюнка 127 поясни, яким чином формуються зона низького тиску над екватором і зони високого тиску над тропіками. (Про утворення вітрів пасатів йтиметься в наступному параграфі.)

Мал. 127. Формування смуг тиску над екватором і тропіками

Над полярними областями формуються пояси високого тиску. Там панує холодне щільне повітря. У помірних областях, розташованих між полярними і тропічними областями, виникають зони низького тиску.

Запитання і завдання

1. Як змінюється атмосферний тиск із висотою і залежно від температури повітря?

2. Як за допомогою барометра можна передбачити характер погоди наступної доби?

3. З якою метою на картах зображують ізобари?

4. Розглянь космічні знімки. На якому з них показаний циклон, а на якому — антициклон? Свій вибір обґрунтуй.

Мої проєкти і дослідження

Підготуй повідомлення на тему «Вплив високого і низького атмосферного тиску на самопочуття людини».

Розподіл атмосферного тиску на земній кулі в січні, центри дії атмосфери

В січні вздовж екватора розташовується зона зниженого тиску. На середній осі цього поясу тиск складає близько 1010 мб. Області найнижчого тиску (1008 мб) знаходяться не на самому екваторі, а над нагрітими материками південної півкулі, де в цей час літо – приблизно на 15° пд.ш. (Південна Америка, Південна Африка). По обидва боки зони низького тиску, на широтах 30-35° обох півкуль утворюються зони високого тиску. Вони також розпадаються на окремі області, які мають тиск в центрі більше 1020 мб. Це так звані субтропічні баричні максимуми (антициклони). В північній півкулі до них відносяться азорський максимум, який розташовується біля Азорських островів, та Гавайський максимум (біля Гавайських островів). В субтропіках південної півкулі утворюються три баричних максимума: в південній частині Індійського океану – південноіндійський, в південній частині Атлантичного океану – південноатлантичний, в південній частині Тихого океану – південнотихоокеанський. Усі ці баричні максимуми розташовані над океанами, тоді як над материками південной півкулі, які у січні тепліші океанів, тиск понижений.

На північ від субтропіків тиск над океанами зменшується, утворюючи в північній півкулі два баричних мінімуми: в Атлантичному океані біля Ісландії – ісландський мінімум з тиском у центрі біля 995 мб, і в Тихому океані біля Алеутських островів – алеутський мінімум з тиском в центрі біля 1000 мб. Над суходолом північної півкулі тиск в середині материків сильно зростає, утворюючи два баричних максимума: обширний азіатський антициклон над Азією, центр якого з тиском близько 1040 мм розташований над Монгольським плато, і канадський антициклон в Північній Америці з тиском у центрі близько 1025 мб. В південній півкулі на південь від субтропічних максимумів тиск також зменшується і на широтах 60-65° пд.ш. розташований майже суцільний пояс зниженого тиску. Внаслідок однорідності діяльної поверхні (вода) ізобари мають тут майже широтний напрямок.

В Арктиці в напрямку до Північного полюсу та в Антарктиці, в напрямку до Південного полюсу, тиск збільшується, утворюючи полярні баричні максимуми.

Останні матеріали розділу “Метеорологія та кліматологія”

2012 рік увійшов до десятки найтепліших в історії спостережень

В десятку найтепліших за більш ніж 130 років інструментальних спостережень увійшов 2012 рік. Він так.

Британські синоптики: Землі не загрожує різке потепління

Метеобюро Великобританії пророкує, що клімат в найближчі чотири роки буде змінюватися повільніше, ні.

У Західній Антарктиці зафіксували аномальне зростання температури

Дані, зібрані американською антарктичною станцією Берд, свідчать про стрімке збільшення середньорічн.

Наступний рік буде тепліше 2012-го, прогнозують британські синоптики

Глобальна температура повітря в 2013-му році трохи більше ніж на півградуса перевищить довгострокови.

Вітер, основні характеристики вітру, причини утворення

Вітром називають сукупність горизонтальних рухів повітря відносно земної поверхні. До основних харак.

Сонячне випромінювання та сонячна стала

Промениста енергія Сонця є основним, а практично – єдиним джерелом тепла для поверхні Землі та її ат.

Географічний розподіл сонячної радіації

Розподіл річних та місячних значень сумарної сонячної радіації по Землі є нерівномірним. На географі.

Довгохвильове випромінювання земної поверхні і атмосфери

Природні поверхні суші, води, снігу або рослинності, а також штучно створені людиною поверхні будіве.

Географія 6 клас

Повітря тисне на земну поверхню. Тривалий час люди вважали, що повітря невагоме. Лише в XVII ст. італійський учений Е. Торрічеллі довів, що повітря тисне на земну поверхню і навколишні предмети з певною силою, яку назвав атмосферним тиском. Отже, атмосферний тиск – це сила, з якою тисне на кожну одиницю земної поверхні стовп повітря, розміщений між поверхнею Землі й верхньою межею атмосфери. Вимірюють цю силу здебільшого у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.) за допомогою барометрів (мал. 94).

Повітря тисне на земну поверхню в різних місцях з різною силою. Це пояснюється нерівномірним нагріванням поверхні Землі, від якої, у свою чергу, нагрівається повітря. Припустімо, що якась ділянка земної поверхні має вищу температуру. Від неї нагріється і прилегле повітря, яке почне підніматися. Піднімаючись угору (висхідний потік), повітря тиснутиме на поверхню з меншою силою. Там, де повітря опускається донизу (низхідний потік), воно сильніше тисне на землю. Тому тут виникають зони високого тиску.

Мал. 94. Барометр-анероїд (1), електронний барометр (2)

На рівні моря атмосферний тиск близький до тиску стовпчика ртуті заввишки 760 мм. Цей тиск прийнято за нормальний атмосферний тиск.

Зміни атмосферного тиску. Атмосферний тиск змінюється залежно від висоти місцевості. Так, високо в горах атмосферний тиск набагато нижчий, ніж на рівні моря. Це пояснюється тим, що з висотою стовп і густина повітря зменшуються, а отже, зменшується і його тиск.

Атмосферний тиск змінюється не тільки з висотою, а й у горизонтальному напрямку внаслідок переміщення повітря. Різниця тиску змушує повітря рухатися із зони високого тиску в зону низького тиску. У результаті такого переміщення на окремих територіях утворюється надлишок маси повітря, що спричинює підвищення тут тиску.

Атмосферний тиск і самопочуття людини. Коли людина підіймається на значну висоту, її самопочуття значно погіршується через нестачу кисню і низький тиск. Уже на висоті близько 5 км доводиться застосовувати кисневі маски, хоча є спортсмени, які підіймалися на Еверест (висота 8841 м) без кисневих масок. Проте це на межі можливостей людини.

Планетарні «пояси» атмосферного тиску. На Землі виділяють кілька основних смуг, витягнутих уздовж паралелей, з переважанням високого чи низького тиску. їх називають поясами атмосферного тиску (мал. 95). В екваторіальних широтах, де висока температура тримається протягом усього року, нагріте повітря постійно піднімається, залишаючи за собою пояс низького атмосферного тиску. Піднімаючись над екватором, тепле повітря охолоджується і поширюється в усі боки. Під дією сили обертання Землі великі маси цього повітря опускаються в тропічних широтах (поблизу 30° пн. ш. і пд. ш.). Опускаючись, повітря тисне на земну поверхню і створює тут пояси високого атмосферного тиску. В приземному шарі повітря рухається як на північ, так і на південь, відповідно до помірних чи екваторіальних широт.

Мал. 95. Розподіл атмосферного тиску на Землі

Мал. 96. Карта ізобар ( фрагмент )

У помірних широтах формується пояс зниженого атмосферного тиску, що пов’язано здебільшого з постійним рухом повітря. У полярних широтах утворюється пояс підвищеного тиску, що пояснюється переважанням тут низької температури впродовж року.

Лінії з однаковим атмосферним тиском на карті. Розподіл атмосферного тиску на географічній карті показують за допомогою ліній (мал. 96). Лінії, що з’єднують на карті точки з однаковим атмосферним тиском, називають ізобарами. (Пригадайте, що на картах показують ізотермами.) За картою ізобар можна визначити особливості просторового розподілу атмосферного тиску на Землі, побачити області високого та низького тиску, які значно впливають на формування погоди у даній місцевості.

• Повітря тисне на поверхню Землі.

• Сила, з якою тисне на кожну одиницю земної поверхні стовп повітря, називають атмосферним тиском.

• На земній кулі є сім основних поясів атмосферного тиску: екваторіальний – низького тиску, два тропічні – високого тиску, два помірні – низького тиску, два полярні – високого тиску.

Запитання і завдання для самоперевірки

Накресліть схему розподілу атмосферного тиску на земній кулі та поясніть її.

Від чого залежить розподіл атмосферного тиску на Землі? Виберіть правильну відповідь. Атмосферний тиск вимірюють за допомогою: а) термографа; б) термометра; в) барометра; г) флюгера. Що таке атмосферний тиск?

Використовуючи сайт ви погоджуєтесь з правилами користування

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Ми приєднуємось до закону про авторське право в цифрову епоху DMCA прийнятим за основу взаємовідносин в площині вирішення питань авторських прав в мережі Інтернет. Тому підтримуємо загальновживаний механізм “повідомлення-видалення” для об’єктів авторського права і завжди йдемо на зустріч правовласникам.

Копіюючи матеріали во повинні узгодити можливість їх використання з авторами. Наш сайт не несе відподвідальність за копіювання матеріалів нашими користувачами.