Kilka zdań na temat atmosfery

Atmosfera to gazowa powłoka Ziemi. Stałymi składnikami powietrza atmosferycznego są: azot, tlen,(99%) oraz argon, neon, hel, metan, krypton i wodór (1%). Zmienne składniki powietrza to: para wodna, dwutlenek węgla, dwutlenek siarki, dwutlenek azotu, ozon, składniki mineralne i organiczne (pył, sadza, bakterie)

Skład chemiczny atmosfery zmienia się w czasie i przestrzeni. Może to być związane ze wzrostem zawartości pyłów wulkanicznych w atmosferze lub z działalnością człowieka (wzrost dwutlenku węgla w wyniku nasilającego się spalania paliw kopalnych.

Ciśnienie atmosferyczne to stosunek wartości wektora siły, z jaką słup powietrza naciska na powierzchnię ziemi do powierzchni na jaką dany słup naciska. Co za tym idzie? W górach ciśnienie jest niższe, gdyż słup ten jest mniejszy, a na nizinach ciśnienie jest wyższe

Pomiarów ciśnienia atmosferycznego dokonuje się przy użyciu różnego rodzaju barometrów: hydrostatyczne, obciążnikowo - tłokowe, sprężynowo - tłokowe, dzwonowe, kompresyjne, elektryczne, z elementami sprężystymi.

Najbardziej powszechnymi barometrami są barometry hydrostatyczne. Mają one postać dwóch naczyń wypełnionych cieczą manometryczną. Ciecz tą może stanowić woda, rtęć lub spirytus. Wartość ciśnienia określa się na podstawie wysokości słupa cieczy, który równoważy to ciśnienie.

Najczęściej używanymi jednostkami do wyrażania ciśnienia atmosferycznego jest hektopaskal (hPa). Inną jednostką są milimetry słupa rtęci (mmHg). Jeden hPa odpowiada 0,75 milimetra słupa rtęci.

Pomimo, że ciśnienie charakteryzuje się przebiegiem zdecydowanie falowym to dla każdej pory roku wylicza się średnie wartości ciśnienia. Wynoszą one: wiosna – 735,5 mmHg, lato – 737 mmHg, jesień – 737,5 mmHg, zima – 740,5 mmHg. Wyznaczane są też dobowe, tygodniowe wahania ciśnienia atmosferycznego Pomimo, że ciśnienie charakteryzuje się przebiegiem zdecydowanie falowym to dla każdej pory roku wylicza się średnie wartości ciśnienia. Wynoszą one: wiosna – 735,5 mmHg, lato – 737 mmHg, jesień – 737,5 mmHg, zima – 740,5 mmHg. Wyznaczane są też dobowe, tygodniowe wahania ciśnienia atmosferycznego

Na podstawie średniej wielkości ciśnienia atmosferycznego na Ziemi na poziomie morza wprowadzono jednostkę ciśnienia – atmosferę – równą 1013,25 hPa.

Ciśnienie atmosferyczne może się jednak zmieniać pod wpływem zjawisk pogodowych. Od dawna dostrzeżono związek ciśnienia powietrza z opadami. Opady występują przeważnie przy niskim ciśnieniu, a zazwyczaj nie występują przy wysokim.

W Polsce 16 grudnia 1997r. zanotowano 1054 hPa w Suwałkach, 1051,1 hPa 22 stycznia 2006r. Najwyższe na świecie zanotowano 19 grudnia 2001r. w Mongolii, wyniosło wtedy 1086 hPa.

965,2 hPa zanotowano 26 lutego 1989r. w Szczecinie i w Łodzi, w Białymstoku 1 marca 2008r. – 962 hPa. Najniższe na świecie 870 hPa na Północnym Pacyfiku, na Oceanie Atlantyckim w oku huraganu Wilma zanotowano ciśnienie 882 hPa, który potem spustoszył Florydę.

Poziomy ruch powietrza nazywamy wiatrem. Prędkość wiatru zależy od różnicy ciśnień. Mierzy się ją przy pomocy wiatromierza (anemometru) i podaje w m/sek. lub km/godz. Podaje się ją również w 12- stopniowej skali Beauforta.

Typy wiatrów związane z występowaniem różnic ciśnienia : monsun letni, monsun zimowy, bryzy morskie, wiatry lądowe typu fenowego, halne, pasaty, tajfuny, tornada.

Wyże baryczne – układ ciśnienia, w którym najwyższe wartości panują w jego centrum. Masy powietrza tu występujące charakteryzują się małym zachmurzeniem i małą ilością opadów.

Niże baryczne – układ ciśnienia, w którym najniższe wartości panują w jego centrum. Masy powietrza charakteryzują się dużym zachmurzeniem i dużą ilością opadów.

Ciśnienie powietrza zmienia się w przybliżeniu wykładniczo wraz z wysokością n.p.m.. Powietrze staje się coraz rzadsze i chłodniejsze.

Przykład: Ciśnienie na wierzchołku Mount Everest (8848 m.n.m.p) wynosi około 280 hPa, czyli jest w przybliżeniu 3,5 raza mniejsze niż na poziomie morza.

Jeżeli temperatura wzrasta to rośnie również wartość stopnia barycznego. Dzieje się tak, ponieważ dochodzi do zmniejszenia gęstości powietrza. Wartość stopnia barycznego przy temperaturze około 15 stopni C wynosi 9 mbar. Natomiast wartość stopnia barycznego w warstwach o tem. poniżej – 15 stopni C to około 7 mbar.

Wartość ciśnienia atmosferycznego jest również uzależniona od szerokości geograficznej. Dzieje się tak ponieważ poszczególne miejsca na ziemi różnią się wartością przyspieszenia grawitacyjnego. Najmniejszą wartość przyjmuje ono w okolicach równika, a największą na biegunach.

Jego oddziaływanie na organizm człowieka zależy od: - wysokości wzniesienia ponad poziom morza - szybkości z jaką następuje spadek ciśnienia - czasu pobytu w obniżonym ciśnieniu

Istnienie ciśnienia atmosferycznego doświadczalnie potwierdził w 1643r. włoski fizyk i matematyk Ewangelista Torricelli. Istnienie ciśnienia atmosferycznego doświadczalnie potwierdził w 1643r. włoski fizyk i matematyk Ewangelista Torricelli. Francuzki matematyk i fizyk Pascal udowodnił, że ciśnienie atmosferyczne zależy od wysokości nad powierzchnią ziemi, ponieważ z wysokością maleje ciężar słupa powietrza, równoważącego ciężar cieczy w rurce Torricellego.

Blaise Pascal (1623 – 1662) – francuski filozof, matematyk, pisarz i fizyk. Tematem jego badań były m. in. prawdopodobieństwo, próżnia i ciśnienie atmosferyczne. Na jego cześć nazwano jednostkę ciśnienia paskal oraz język programowania Pascal.

Ciśnienie atmosferyczne na powierzchni ziemi charakteryzuje się dużą różnorodnością. Zależy od wysokości n.p.m, temperatury powietrza oraz szerokości geograficznej. Przebieg ciśnienia odzwierciedla zmiany wywołane np. pogłębianiem czy wypełnianiem niżów oraz przemieszczaniem się ośrodków barycznych kształtujących pogodę. Ciśnienie uzupełnia naszą wiedzę na temat atmosfery oraz zmian w niej zachodzących.