ما هو الضغط الجوي وكيف يعمل؟

في الأرصاد الجوية ، الضغط الجوي إنه أمر مهم للغاية يجب أخذه في الاعتبار عند التنبؤ بسلوك المناخ ودراسته. السحب والأعاصير والعواصف والرياح وما إلى ذلك. وهي تتأثر إلى حد كبير بالتغيرات في الضغط الجوي، والتي ترتبط أيضًا بظواهر مثل الأعاصير. بالإضافة إلى ذلك، فإن فهم كيفية عمل الضغط الجوي يساعدنا على فهم بيئتنا ومناخنا بشكل أفضل.

ومع ذلك ، فإن الضغط الجوي ليس شيئًا ملموسًا ، شيء يمكن رؤيته بالعين المجردة ، لذلك هناك الكثير من الأشخاص الذين يفهمون المفهوم ، لكنهم لا يعرفون حقًا ما هو.

ما هو الضغط الجوي؟

حتى لو بدا الأمر لا ، الهواء ثقيل. نحن لا ندرك وزن الهواء لأننا مغمورون فيه. يوفر الهواء مقاومة عندما نمشي أو نجري أو نركب في مركبة لأنه، مثل الماء، هو وسيط نسافر من خلاله. كثافة الماء أكبر بكثير من كثافة الهواء، ولهذا السبب يصعب علينا الحركة في الماء. ترتبط ديناميكيات الهواء هذه أيضًا بـ مكون الضغط.

بطريقة ما ، يمارس الهواء قوة علينا وعلى كل شيء. لذلك، يمكننا تعريف الضغط الجوي على أنه القوة التي يمارسها الهواء الجوي على سطح الأرض. كلما ارتفع ارتفاع سطح الأرض بالنسبة لمستوى سطح البحر، انخفض ضغط الهواء، مما قد يؤثر أيضًا على ظواهر مثل الأعاصير.

في أي وحدات يقاس الضغط الجوي؟

من المنطقي الاعتقاد أنه إذا كان الضغط الجوي ناتجًا عن وزن الهواء فوق نقطة معينة على سطح الأرض ، فيجب أن نفترض أنه كلما ارتفعت النقطة ، انخفض الضغط ، لأن كمية الهواء لكل وحدة أقل أيضًا. في الاعلى. يقاس الضغط الجوي من حيث السرعة والوزن وما إلى ذلك. يقاس بـ أجواء أو مليبار أو مم زئبق (ملليمتر زئبق). عادة ما يتم أخذ الضغط الجوي الموجود عند مستوى سطح البحر كمرجع. هناك يأخذ قيمة 1 جو ، 1013 مليبار أو 760 ملم زئبق ولتر من الهواء يزن 1,293 جرام. الوحدة الأكثر استخدامًا من قبل خبراء الأرصاد الجوية هي وحدة المليبار.

كيف يتم قياس الضغط الجوي؟

من أجل قياس ضغط السائل ، مقاييس الضغط. الأكثر استخدامًا وسهولة في الاستخدام هو مقياس ضغط الأنبوب المفتوح. إنه في الأساس أنبوب على شكل حرف U يحتوي على سائل. يقع أحد طرفي الأنبوب عند الضغط المراد قياسه والآخر على اتصال مع الغلاف الجوي.

إلى قم بقياس الهواء أو الضغط الجوي باستخدام البارومترات. هناك أنواع مختلفة من البارومترات. أشهرها مقياس الزئبق الذي اخترعه توريسيللي. وهو عبارة عن أنبوب على شكل حرف U وله فرع مغلق تم خلق فراغ فيه بحيث يكون الضغط في الجزء الأعلى من هذا الفرع صفراً. وهذا يسمح لنا بقياس القوة التي يمارسها الهواء على عمود السائل وقياس الضغط الجوي، وهو أمر ضروري للتنبؤ بالطقس.

كما ذكرنا من قبل ، فإن الضغط الجوي ناتج عن وزن الهواء فوق نقطة معينة على سطح الأرض ، لذلك كلما ارتفعت هذه النقطة ، كلما انخفض الضغط ، حيث أن كمية الهواء الموجودة أقل. يمكننا القول أن الضغط الجوي يتناقص في الارتفاع. على سبيل المثال ، في الجبل ، تكون كمية الهواء في الجزء العلوي أقل من تلك الموجودة على الشاطئ ، نظرًا لاختلاف الارتفاع.

مثال آخر أكثر دقة هو ما يلي:

يتم أخذ مستوى سطح البحر كمرجع ، حيث الضغط الجوي قيمته 760 ملم زئبق. ولكي نتحقق من أن الضغط الجوي يتناقص مع الارتفاع، نذهب إلى جبل أعلى قمته تقع على ارتفاع حوالي 1.500 متر فوق مستوى سطح البحر. قمنا بالقياس وتبين أن الضغط الجوي على هذا الارتفاع كان 635 ملم زئبق. من خلال هذه التجربة الصغيرة، نتأكد من أن كمية الهواء عند قمة الجبل أقل من تلك الموجودة عند مستوى سطح البحر، وبالتالي، القوة التي يبذلها الهواء على السطح ونحن أقل.

الضغط الجوي والارتفاع

نقطة مهمة يجب وضعها في الاعتبار هي الضغط الجوي لا ينقص بشكل متناسب في الارتفاع لأن الهواء سائل يمكن ضغطه بشدة. يوضح هذا أن الهواء الأقرب إلى سطح الأرض ينضغط بوزن الهواء نفسه. أي ، طبقات الهواء الأولى القريبة من الأرض تحتوي على المزيد من الهواء يتم ضغطه بواسطة الهواء العلوي (يكون الهواء الموجود على السطح أكثر كثافة ، نظرًا لوجود المزيد من الهواء لكل وحدة حجم) ، وبالتالي يكون الضغط أعلى على السطح ولا ينخفض ​​بشكل متناسب نظرًا لكمية لا ينخفض ​​الهواء بشكل مطرد في الارتفاع.

وبهذه الطريقة يمكننا أن نقول إن الارتفاع بالقرب من مستوى سطح البحر يسبب ارتفاعًا بسيطًا انخفاض كبير في الضغط، بينما نتقدم إلى الأعلى ، نحتاج إلى الذهاب إلى مستوى أعلى بكثير لتجربة انخفاض في الضغط الجوي بنفس القدر.

ما هو الضغط عند مستوى سطح البحر؟

الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر 760 ملم زئبق، أي ما يعادل 1013 مليبار. كلما زاد الارتفاع ، انخفض الضغط ؛ في الواقع يتم تقليله بمقدار 1 ميغا بايت لكل متر نصعده.

كيف يؤثر الضغط الجوي على أجسامنا؟

تحدث التغيرات في الضغط الجوي عادة عندما تكون هناك عواصف، أو عدم استقرار جوي، أو رياح قوية. يؤثر الصعود إلى المرتفعات أيضًا على الجسم. إن متسلقي الجبال هم الأشخاص الذين يعانون أكثر من غيرهم من هذه الأعراض بسبب التغيرات في ضغط الدم أثناء تسلق الجبال. وتعتبر هذه التغييرات مهمة، خاصة عندما تتعلق بـ . علاوة على ذلك، من الضروري أن نأخذ في الاعتبار أن مرض المرتفعات يتأثر بانخفاض الأكسجين في المرتفعات العالية، وهو ما يرتبط أيضًا بـ مستويات الأكسجين المتاحة.

الأعراض الأكثر شيوعًا هي الصداع ، أعراض الجهاز الهضمي ، الضعف أو التعب ، عدم الثبات أو الدوخة ، اضطرابات النوم، من بين أمور أخرى. إن الإجراء الأكثر فعالية ضد ظهور أعراض داء الجبال هو النزول إلى ارتفاعات منخفضة ، حتى لو كانت على بعد بضع مئات من الأمتار فقط.

الضغط وعدم الاستقرار في الغلاف الجوي

الاستقرار أو Anticyclone

عندما يكون الهواء أبرد ويهبط ، يزداد الضغط الجوي مع وجود المزيد من الهواء على السطح ، وبالتالي فإنه يبذل مزيدًا من القوة. هذا يسبب أ الاستقرار الجوي أو يسمى أيضًا إعصارًا مضادًا. حالة إعصار تتميز بكونها منطقة هادئة خالية من الرياح لأن أبرد وأثقل هواء ينزل ببطء في اتجاه دائري. يتحول الهواء بشكل غير محسوس تقريبًا في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي.

إعصار مضاد على خريطة الضغط الجوي

زوبعة أو صرخة

على العكس من ذلك ، عندما يرتفع الهواء الساخن ، فإنه يقلل من الضغط الجوي ويسبب عدم الاستقرار. يدعي إعصار أو عاصفة. تتحرك الرياح دائمًا في اتجاه تفضيلي نحو المناطق ذات الضغط الجوي المنخفض. أي أنه كلما كانت هناك منطقة بها عاصفة فإن الرياح ستكون أقوى، لأنها منطقة ذات ضغط منخفض فإن الرياح ستهب في ذلك الاتجاه. يمكن دراسة هذه الظاهرة بشكل أكبر من خلال تحليل الخرائط الشاملة.

عاصفة على خريطة الضغط الجوي

هناك جانب آخر يجب مراعاته وهو أن الهواء البارد والهواء الساخن لا يختلطان على الفور بسبب كثافتهما. عندما تكون هذه على السطح ، يدفع الهواء البارد الهواء الدافئ لأعلى مما يتسبب في انخفاض الضغط وعدم الاستقرار. ثم تتشكل عاصفة تسمى منطقة التلامس بين الهواء الساخن والبارد أمامي. وهذا أمر ضروري لفهم كيفية تشكل الظواهر الجوية.

خرائط الطقس والضغط الجوي

الكثير خرائط الطقس يتم إعدادها من قبل خبراء الأرصاد الجوية. وللقيام بذلك، يستخدمون المعلومات التي تم جمعها من محطات الأرصاد الجوية، والطائرات، والبالونات الجوية، والأقمار الصناعية. وتمثل الخرائط المنتجة الظروف الجوية في البلدان والمناطق المختلفة التي تمت دراستها. يتم عرض قيم بعض الظواهر الجوية مثل الضغط والرياح والأمطار وغيرها.

خرائط الطقس التي تهمنا في هذا الوقت هي تلك التي تظهر لنا الضغوط الجوية. على خريطة الضغط تسمى خطوط الضغط الجوي المتساوي خطوط تساوي الضغط. وهذا يعني أنه مع تغير الضغط الجوي، سيكون هناك المزيد من خطوط الضغط المتساوي على الخريطة. وتنعكس الجبهات أيضًا في خرائط الضغط. بفضل هذا النوع من الخرائط، أصبح من الممكن تحديد حالة الطقس وكيفية تطورها في الساعات القادمة بدرجة عالية جدًا من الموثوقية، حتى حد ثلاثة أيام.

في هذه الخرائط ، تُظهر المناطق ذات الضغط الجوي الأعلى حالة إعصارًا أما المناطق ذات الضغط الأقل فتظهر العواصف. الجبهات الساخنة والباردة تحددها الرموز وتتنبأ بالوضع الذي سيكون لدينا طوال اليوم.

جبهات باردة

الكثير جبهات باردة هي تلك التي تحل كتلة الهواء البارد محل الهواء الساخن. إنها قوية ويمكن أن تسبب اضطرابات في الغلاف الجوي مثل العواصف الرعدية والأمطار والأعاصير والرياح القوية والعواصف الثلجية القصيرة قبل مرور الجبهة الباردة ، مصحوبة بظروف جافة حيث تتحرك الجبهة للأمام. اعتمادًا على الوقت من العام وموقعه الجغرافي ، يمكن أن تأتي الجبهات الباردة على التوالي من 5 إلى 7 أيام.

جبهة باردة

جبهات دافئة

الكثير جبهات دافئة هي تلك التي تحل كتلة من الهواء الدافئ محل الهواء البارد تدريجيًا. بشكل عام ، مع مرور الجزء الأمامي الدافئ ، تزداد درجة الحرارة والرطوبة ، وينخفض ​​الضغط ، وعلى الرغم من تغير الرياح ، إلا أنه لا يكون واضحًا كما هو الحال عندما تمر جبهة باردة. يوجد هطول على شكل مطر أو ثلج أو رذاذ بشكل عام في بداية جبهة سطحية ، بالإضافة إلى أمطار الحمل الحراري والعواصف.

الجبهة الدافئة

من خلال هذه الجوانب الأساسية للأرصاد الجوية ، يمكنك أن تعرف جيدًا ما هو الضغط الجوي وكيف يعمل على كوكبنا. لنكون قادرين على معرفة ما يخبرنا به خبراء الأرصاد الجوية جيدًا في التنبؤ بالطقس ولتمكيننا من تحليل وفهم غلافنا الجوي بشكل أكبر.