적어도 물리 수업과 일기 예보 덕분에 누구나 대기압에 익숙합니다. 또한 사람에게 압력이 미치는 영향의 미묘한 차이가 있습니다.
대기압이란 무엇입니까?
대기압 -이것은 지구의 가스 껍질, 대기의 압력으로 지구의 모든 물체와 지구 표면에 작용합니다. 압력은 단위 면적당 대기에 작용하는 힘에 해당합니다.
간단히 말하면, 이것은 우리 주변의 공기가 지구 표면과 물체에 작용하는 힘입니다. 대기압의 변화를 추적함으로써 다른 요인과 함께 기상 조건을 예측할 수 있습니다.
왜 그리고 왜 대기압이 생성됩니까?
지구 대기와 다양한 기상 현상을 연구하는 전문가들은 공기 질량이 어떻게 움직이는 지주의 깊게 모니터링합니다. 이것이 특정 지역의 기후 조건에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 이러한 관측으로 대기압이 발생하는 이유를 이해할 수있었습니다.
중력은 책임이 있습니다. 많은 실험을 통해 공기가 결코 무중력임을 증명했습니다. 그것은 특정 무게를 가진 다양한 가스로 구성됩니다. 따라서 지구의 중력은 공기에 작용하여 압력 형성에 기여합니다.
흥미로운 사실: 지구상의 모든 공기 (또는 지구의 전체 대기)의 무게는 51 x 10입니다.14 톤
지구 주위의 공기 질량은 동일하지 않습니다. 따라서 대기압 수준도 변동합니다. 공기량이 많은 지역에서는 더 높은 압력이 있습니다. 공기가 적 으면 (이 경우 희귀라고도 함) 압력이 낮아집니다.
왜 대기의 무게가 변합니까? 이 현상의 비밀은 공기 덩어리의 가열에 있습니다. 사실 공기 가열은 햇빛에서 전혀 발생하지 않지만 지구 표면으로 인해 발생합니다.
근처에서 공기가 가열되고 가벼워집니다. 이때, 냉각 된 스트림은 무겁고 낮아진다. 이 과정은 진행 중입니다. 각 기류에는 자체 압력이 있으며 그 차이로 인해 바람이 발생합니다.
대기 조성은 압력에 어떤 영향을 미칩니 까?
대기에는 엄청난 양의 가스가 포함됩니다. 대부분 질소와 산소 (98 %)입니다. 이산화탄소, 네온, 아르곤 등도 있습니다. 대기는 1-2km 두께의 경계층으로 시작하여 약 10,000km의 고도에서 외기권으로 끝나며, 행성 간 공간으로 부드럽게 통과합니다.
대기의 조성은 밀도로 인한 압력에 영향을 미칩니다. 각 구성 요소에는 자체 밀도가 있습니다. 높이가 높을수록 대기층이 얇아지고 밀도가 낮아집니다. 따라서 압력이 감소합니다.
대기압 측정
국제 단위 시스템에서 대기압은 파스칼 (Pa)로 측정됩니다. 또한 러시아에서는 바, 수은 밀리미터 및 그 파생 상품과 같은 단위가 사용됩니다. 수은 기압계와 같이 압력이 측정되는 기기로 인해 사용됩니다. 1 mmHg는 약 133 Pa에 해당합니다.
기압계는 두 가지 유형으로 제공됩니다.
- 액체;
- 기계식 (비행기 기압계).
액체 기압계 수은으로 가득합니다. 이 장치의 발명은 이탈리아 과학자 Evangelista Torricelli의 장점입니다. 1644 년에 열린 구멍이있는 액체에 담긴 용기, 수은 및 플라스크로 실험을 수행했습니다.
압력의 변화에 따라 수은은 플라스크에 상승하거나 떨어졌다. 비늘이있는 현대 수은 기압계는 가장 정확하지만 매우 편리하지는 않으므로 기상 관측소에서 사용됩니다.
더 일반적인 아네로이드 기압계. 이러한 장치의 디자인은 내부에 희박한 공기가 들어있는 금속 상자를 제공합니다. 압력이 떨어지면 상자가 확장됩니다. 압력이 증가하면 상자가 수축하여 부착 된 스프링에 작용합니다. 스프링이 화살표를 움직이면 눈금의 압력 수준이 표시됩니다.
흥미로운 사실: 표준 압력 단위 (및 다른 물리량 단위)가 있습니다. 가능한 정확한 압력을 표시하는 기본 표준은 멘델레예프 전 러시아 연구소 (St. Petersburg)에 있습니다.
인간을위한 대기압
정상 대기압 -해수면 (45º 위도)에서 0 ℃의 온도에서 760mmHg 또는 101325Pa입니다. 또한 대기는 1.033kg의 힘으로 지구 표면의 각 제곱 센티미터에 작용합니다. 760mm 높이의 수은 컬럼은이 공기 컬럼의 질량을 균형있게 유지합니다.
Torricelli에 의해 실험 동안 760 mm의 지시기도 결정되었다. 그는 또한 플라스크에 수은이 채워져있을 때 빈 공간이 맨 위에 남아 있음을 알았습니다. 그 후이 현상을 "토리 셀 리움 공허함"이라고합니다. 그런 다음 과학자는 실험하는 동안 진공이 생성되었음을 알 수 없었습니다. 즉, 물질이없는 공간입니다.
760 mmHg의 표준 압력에서 가장 편안한 느낌을받습니다. 이전 데이터를 고려하면 공기는 약 16 톤의 힘으로 사람을 압박합니다. 그렇다면 왜 우리는이 압력을 느끼지 않습니까?
사실 몸 안에 압력이 있다는 것입니다. 사람들뿐만 아니라 동물계의 대표자들도 대기압에 적응했습니다. 각 기관은 주어진 힘의 영향으로 형성되고 발전되었습니다. 대기가 몸에 작용하면이 힘이 전체 표면에 고르게 분포됩니다. 따라서 압력이 균형을 이루고 있다고 느끼지 않습니다.
대기압 표준은 기후 표준과 혼동되어서는 안됩니다. 각 지역마다 특정 시간대에 대한 자체 표준이 있습니다. 예를 들어, 블라디보스토크 주민은 운이 좋으며, 평균 연간 대기압은 761 mm Hg와 거의 같습니다.
그리고 산악 지역 (예 : 티베트)에 위치한 정착지에서 압력은 훨씬 낮습니다-413 mmHg. 이것은 약 5000m의 높이 때문입니다.
압력 증가 및 감소
압력이 760 mm를 초과하는 경우 HG. 예술, 그것은 증가라고하며, 지표가 정상보다 낮을 때.
24 시간 이내에 여러 대기압 강하가 발생합니다. 아침과 저녁에는 상승하고 오후 12시에 12시 이후에 감소합니다. 이것은 공기 온도가 변하고 그에 따라 흐름이 이동하기 때문에 발생합니다.
겨울에는 공기의 온도가 낮고 밀도가 높기 때문에 본토에서 가장 높은 대기압이 관찰됩니다. 여름에는 반대 상황이 관찰되며 압력이 최소화됩니다.
보다 세계적인 규모에서 압력 수준은 온도에 따라 다릅니다. 지구 표면은 다르게 가열됩니다. 지구는 지오이드 (완벽하지 않고) 모양을 가지고 태양 주위를 회전합니다. 일부 영역은 더 많이 가열되고 다른 영역은 더 적게 가열됩니다. 이로 인해 대기압은 지구 표면 전체에 분포되어 있습니다.
과학자들은 저압이 우세한 3 개의 벨트와 우세한 최대 값을 가진 4 개의 벨트를 구별합니다. 적도 지대가 가장 따뜻해 지므로, 따뜻한 따뜻한 공기가 상승하고 표면에 저압이 형성됩니다.
극 근처에서는 반대의 경우가 있습니다. 차가운 공기가 떨어 지므로 여기에 높은 압력이 표시됩니다. 지구 표면의 압력 분포 패턴을 보면 최소 및 최대의 벨트가 번갈아 나타납니다.
또한 연중 지구의 두 반구가 고르지 않게 가열되는 것을 기억해야합니다.이것은 저압 및 고압 벨트의 특정 변위를 초래합니다. 여름에는 북쪽으로, 겨울에는 남쪽으로 이동합니다.
인간의 영향
대기압은 인체에 심각한 영향을 미칩니다. 우리가 공기가 우리 몸에 가하는 힘과 대응에 관해 위의 모든 것을 고려한다면 이것은 매우 자연 스럽습니다.
과학과 의학으로 확인되는 기상 의존성의 개념이 있습니다. Meteopaths는 신체가 표준 압력의 최소 편차에 반응하는 사람들입니다. 또한 만성 질환 (특히 심혈관, 신경계 등)이있는 사람도 포함됩니다.
일반적으로 인체는 기후 조건의 변화에 적응할 수 있습니다. 예를 들어, 완전히 다른 기상 조건을 가진 국가를 여행 할 때 적응하는 데 며칠이 걸릴 수 있습니다.
규범과의 상당한 편차는 절대적으로 모든 사람에게 눈에.니다. 여기에는 고혈압과 저혈압이 모두 포함됩니다.
평범한 생활에서, 사람의 복지가 악화되는 임계 수준까지 대기압의 증가는 발생하지 않습니다 (전술 한 날씨 의존성 및 만성 질환 제외). 예를 들어 심해로 다이빙 할 때 그 효과를 느낄 수 있습니다.
대기압이 낮을수록 더 위험합니다. 높은 고도에서도 그 효과를 쉽게 느낄 수 있습니다. 이산화탄소의 양이 증가하는 고도 병의 개념이 있습니다. 이 경우 산소의 양은 감소하여 신체의 조직은 산소 결핍을 느낍니다. 선박은 이에 신속하게 반응하여 신체의 압력이 급격히 증가합니다.
집진 장치
집진 장치 -이것은 직경이 수천 킬로미터에 달하는 수직축을 중심으로 소용돌이 형태로 회전하는 엄청난 양의 공기입니다. 이 소용돌이의 중심에서, 감소 된 압력이 관찰된다.
북반구에서 사이클론의 대기 소용돌이는 시계 반대 방향으로 남반구에서 시계 방향으로 회전합니다. 사이클론은 형성이 지구의 회전과 직접 관련되어 있기 때문에 정기적으로 발생합니다. 적도 근처에는 사이클론이 없습니다.
사이클론은 두 가지 유형으로 제공됩니다.
- 열렬한. 열대 위도에서 발생하며 상대적으로 작은 크기가 다릅니다. 그러나 그것들은 거대하고 파괴적인 바람의 힘이 특징입니다.
- 여분의 열대. 극도로 온화한 위도에서 형성됩니다. 직경이 수천 킬로미터에 이릅니다.
흥미로운 사실: 열대성 저기압에서“폭풍의 눈”이 종종 관찰됩니다. 이것은 소용돌이 중심에서 약 20km 떨어진 지역으로, 깨끗하고 잔잔한 날씨가 남아 있습니다.
사이클론의 주요 특징은 강한 바람, 폭풍, 뇌우, 스 쿼크, 강수량의 형태로 나타나는 거대한 에너지입니다. 강력한 열대 저기압에는 고유 한 이름이나 이름이 있습니다 (예 : Katrina (2005), Nina (1975), Dorian (2019)).
안티 사이클론
안티 사이클론 -이것은 사이클론의 반대 만이 아닙니다. 이 현상은 발생 메커니즘이 다릅니다. 지구의 두 반구의 바람은 사이클론에 비해 반대 방향으로 움직입니다.
안티 사이클론은 고압 영역이다. 닫힌 등압선이 특징입니다-이들은 동일한 대기압으로 장소를 표시하는 선입니다.
안티 사이클론은 연중 적절한 날씨 조건을 제공합니다. 여름에는 차갑고 더운 날씨이며 겨울에는 서리가 내립니다. 그것은 적은 수의 구름이나 완전한 부재가 특징입니다.
안티 사이클론은 특정 지역에서 형성됩니다. 예를 들어, 대부분 남극 대륙, 그린란드 및 북극에서 큰 얼음 덩어리에서 발생합니다. 열대 지방에서도 발견됩니다.
안티 사이클론은 또한 위험하고 불쾌한 결과를 초래합니다. 그들은 화재, 장기간의 가뭄에 기여할 수 있습니다.대도시에서 바람이 오래 걸리지 않으면 해로운 물질과 가스가 축적되어 호흡기 질환이있는 사람들에게 특히 심합니다.
흥미로운 사실: 특정 지역에 형성되는 차단 사이클론이 있으며 어디로도 이동하지 않습니다. 그러나 그들은 다른 공기 덩어리를 통과하지 않습니다. 일반적으로 5 일 이상 지속되지 않지만 러시아의 유럽 지역에서는 정기적으로 안티 사이클론이 약 한 달 동안 지속됩니다. 마지막으로 2015 년이었습니다. 그 결과 열, 가뭄, 산불이 발생합니다.
대기압은 높이에 따라 어떻게 변합니까? 공식 차트
대기압은 고도에 직접적으로 의존합니다. 압력이 높을수록 압력이 낮아지고 그 반대도 마찬가지입니다. 해발 12m 위로 올라가면 기압계의 수은 막대가 1mm 줄어 듭니다.
압력은 종종 mmHg 대신 헥토 파스칼로 표시됩니다. st .: 1 mm = 133.3 Pa = 1, 333 hPa. 높이와 압력의 관계는 간단한 공식을 사용하여 표시 할 수 있습니다.
∆h / ∆P = 12 m / mmHg. st 또는 ∆h / ∆P = 9 m / hPa,
여기서 ∆h는 높이의 변화입니다.
∆P-압력 변화.
따라서 9 미터까지 상승하면 압력 수준이 1 hPa 감소합니다. 이 지표를 Baric Stage라고합니다. 대기압 표준은 1013 hPa입니다 (1000으로 반올림 가능).
이 데이터를 사용하여 다른 높이에서의 압력 변화를 계산하는 방법은 무엇입니까? 예를 들어 90m을 들어 올리면 압력이 10hPa 감소합니다. 이 경우 900m까지 상승하면 압력이 0으로 떨어집니다.
그러나 공기 밀도도 높이에 따라 변하므로 거리가 멀어지면 (1.5-2km부터)이 지표를 고려하여 모든 계산을 수행해야합니다.
고도에 따른 대기압 변화 그래프는 위의 모든 사항을 명확하게 보여줍니다. 직선이 아닌 곡선의 형태를 취합니다. 대기의 밀도가 동일하지 않기 때문에 고도가 높아지면 압력이 더 천천히 떨어지기 시작합니다. 그러나 우주에는 어떤 종류의 물질이 있기 때문에 절대 0에 도달하지 않습니다. 우주에는 진공이 없습니다.
산의 대기압
산에서는 어쨌든 압력이 낮아집니다. 사람이 동시에 느끼는 방법은 신장과 추가 조건에 달려 있습니다. 예를 들어, 정상적인 습도에서 3,000m의 상승은 약점과 성능 저하를 유발할 수 있습니다. 이것은 산소 부족 때문입니다.
습한 기후에서 비슷한 센세이션은 이미 고도 1000m에서 발생하는데, 물 분자가 산소 분자를 대체한다는 사실은 습한 공기에서는 적습니다. 그리고 건조한 기후에서 거의 5000m까지 올라갈 수 있습니다.
다른 높이와 그 효과 :
- 5km-산소 부족 느낌.
- 6km는 영구 정착지가 위치한 최대 높이입니다.
- 8.9 km-에베레스트의 높이. 물은 + 68 ℃의 온도에서 끓는 다. 단기간 동안 훈련 된 사람들이이 수준에있을 수 있습니다.
- 13.5km-순수한 산소가 존재할 때만 안전합니다. 특별한 보호없이 머무를 수있는 최대 허용 높이.
- 20km-인간이 수용 할 수없는 높이. 밀폐 된 객실에만 있어야합니다.