Изменение давления от высоты над уровнем моря

Атмосферное давление

Давление в каждой точке атмосферы определяется массой вышестоящего столба воздуха с основанием, равным единице. Атмосферное давление с увеличением высоты уменьшается, так как над точкой располагается столбец воздуха с меньшей высотой и воздух начинается разряжаться. Примерно на 12 метров подъема вверх атмосферное давление понижается на 1 мм. рт. ст. до высоты 2000 метров. В среднем, атмосферное давление на Земле равняется 760 мм рт. ст.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 градусов Целься считается нормальным атмосферным давлением. 760 мм рт. ст. равняется 101 300 Па = 1013 гПа.

СЛОЖНА-А-А 🙀 Ты же знаешь, что если не разобраться в теме сейчас, то потом придется исправлять оценки. Беги на бесплатное онлайн-занятие с репетитором (подробности тут + 🎁).

Как меняется, от чего зависят показания

Как мы знаем, атмосфера — это газовая оболочка Земли и как мы тоже знаем, газы сильно сжимаемы. Если газ сильнее сжат, то плотность его будет больше, а следовательно, и давление тоже. Слои воздуха у поверхности Земли сжаты всеми слоями воздуха. По мере подъема вверх от поверхности Земли, слабее будет сжиматься воздух, следовательно, плотность и давление будет меньше.

Чем выше местность над уровнем моря, тем атмосферное давление меньше. Чем ниже местность над уровнем моря, тем атмосферное давление больше.

В пример можно привести воздушный шарик, наполненный водородом. У поверхности Земли давление внутри шарика будет равным давлению на поверхности Земли. По мере отдаления от поверхности Земли, атмосферное давление будет меньше воздействовать на шар, так как чем выше от поверхности Земли, тем меньше плотность воздуха. В результате давление воздуха внутри шарика будет становится больше атмосферного давления, что приведет к разрыву шарика.

Примеры задач по физике для 7 класса

Высота горы Эверест равняется 8800 метров над уровнем моря. Рассчитайте атмосферное давление на вершине горы. Дано: Ответ: высота равняется 10,34 метра.

С какой силой давит воздух на поверхность крышки ящика площадью 1,5\;м^2 ? Решение: Ответ: сила равна 152 кН.

Вычислить примерную высоту телевизионной башни в Останкино. Атмосферное давление у ее подножия равна 755 мм рт. ст., а на вершине равна 710 мм рт. ст. Решение: Задача

Стрелка Барометра-анероида показывает давление 1013 гПа. Соответствуя этому показанию, определите какая высота столба ртути будет в трубке Торричелли, установленной вертикально. Дано:

Молодец! Раз ты дочитал это до конца, вероятно, ты все отлично усвоил. Но если вдруг что-то еще непонятно — попробуй онлайн-занятие с репетитором (подробности тут + 🎁).

Учитель непонятно объясняет предмет?

Источник

Как с высотой изменяется атмосферное давление. Формула, график

Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.

Давление атмосферы на разных высотах

Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?

Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.

Миллиметры ртутного столба и гектопаскали

В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.

Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.

Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?

Связь плотности воздуха и высоты. Особенности

Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.

График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой

Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P₀=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?

Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р₀/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р₀/4 и т. д.

Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.

Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.

Источник

Давление атмосферы. Изменение давления с высотой. Зависимость давления от температуры. Распределение давления по поверхности земного шара.

Атмосферный воздух имеет большую массу и оказывает давление на земную поверхность.Нормальное атмосферное давление -760 мм рт ст. Давление измеряют барометрами. Величина давления зависит от:

• высоты над уровнем моря (с высотой давление уменьшается);
• температуры (чем выше температура земной поверхности, тем ниже давление т.к. при нагревании воздух расширяется и поднимается вверх, уменьшая давление у поверхности).
• Уравновешивается давление перемещением воздуха

Распределение давления по земной поверхности называется барическим полем.Оно показывается на карте с помощью изобар – линий, соединяющих точки с одинаковым атмосферным давлением. Система замкнутых изобар с пониженным давлением в центре – барический минимум. Система замкнутых изобар с повышенным давлением в центре – барический максимум. Изменения давления (суточный и годовой ход) зависят от нагрева поверхности. Давление на земном шаре распределяется зонально:

• на экваторе – область пониженного давления;
• тропики (30-40° широты) – область повышенного давления;
• умеренные широты (50-70 ° широты) — область пониженного давления;
• полярные широты — область повышенного давления.

• 

Из-за неравномерного нагревания земной поверхности образуется система барических максимумов и минимумов – постоянных и сезонных.

• Постоянныйmin — на экваторе;
• Постоянныйmax— в полярных широтах;
• В тропиках постоянныйmax только над океаном, над материками — летом min;
• В умеренных широтах постоянныйmin только над океаном, над материками — зимой max.

Барические максимумы и минимумы

• Постоянные:экваториальный min;

Исландский и Алеутский min в умеренных широтах; Субантарктический пояс пониженного давления; max – над океанами в тропиках и субтропиках (Азорский, Гавайский, Южно-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Индийский, Южный полярный); Антарктический и Гренландский max в полярных широтах.

• Сезонные:Азиатский, Канадский, Северо-Американский зимние max;

Южно-азиатский и Мексиканский min в июле; Южно-Американский, Южно-Африканский, Австралийский min в январе. Все перечисленные области называются центрами действия атмосферы.

1. Ветер. Измерение скорости и направления ветра. Типы ветров. Общая циркуляция атмосферы.

   

Ветер – это движение воздуха в горизонтальном направлении. Ветер зависит от давления: дует из мест с повышенным давлением в области с пониженным давлением. Чем больше разница в давлении, тем сильнее ветер. На направление ветра влияет вращение Земли вокруг оси: сила Кориолиса отклоняет ветра в северном полушарии вправо, в южном – влево. Скорость ветра – это расстояние, которое ветер проходит в единицу времени (в м/с, км/ч, узлах). Сила ветра – это давление, которое ветер оказывает на предметы (в кг/м 2 ). Зависит от скорости ветра, измеряется по шкале Бофорта (от 0 до 12 баллов). Направление ветра определяется точкой горизонта, откуда дует ветер. Диаграмма «Роза ветров» — дает наглядное представление о направлении ветров в конкретной местности. Скорость ветра и его направление измеряют анемометрами, анеморумбометрами и флюгерами. Классификация ветров

• местные ветры (вызваны местными условиями – бриз, фён, бора, суховей, самум, смерч и др.);
• ветры циклонов и антициклонов (формируются в барических минимумах и максимумах);
• ветры общей циркуляции атмосферы (воздушные течения крупного масштаба – пассаты, западные ветры умеренных широт, муссоны и др.).

Общая циркуляция атмосферы:

• Общая циркуляция атмосферы – совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропосфере, стратосфере и мезосфере, осуществляющих обмен воздушными массами в пространстве.
• Главная причина циркуляции атмосферы – неравномерное нагревание земной поверхности из-за годового вращения Земли и ее шарообразной формы.

Основные факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы:

• зональное распределение солнечной радиации;
• осевое вращение Земли и связанное с ним отклонение воздушных потоков;
• неоднородности земной поверхности (наличие континентов и океана).

В верхней тропосфере и нижней стратосфере преобладают западные ветры.

• В нижней тропосфере основные зональные воздушные течения:
• Пассаты — восточные ветры экваториально-тропических широт (имеют северо-восточное направление в Северном полушарии и юго-восточное в Южном полушарии);
• Западные ветры умеренных широт;
• Восточные ветры приполярных широт.

В нижней тропосфере основные меридиональные воздушные течения: Муссоны – устойчивые ветры, меняющие направление летом и зимой: зимой дуют с континентов в сторону океана, летом – наоборот. Муссоны внетропических широт возникают в результате неравномерного нагрева суши и океана и различия давления над ними:

• зимний муссон дует из Азии в сторону Тихого океана и имеет северо-западное направление.
• летний муссон дует с Тихого океана в сторону материка и имеет юго-восточное направление.

Муссоны экваториально-тропических широт (между 15°с.ш. и 5°ю.ш.) возникают в результате неодинакового нагрева Северного и Южного полушарий по сезонам года:

• летний юго-западный муссон дует в сторону Южной Азии с Индийского океана;
• зимний северо-западный муссон дует из Азии в сторону Индийского океана.

Местные ветры возникают под влиянием географических особенностей региона и имеют локальное распространение:

• бриз – ветры по берегам морей крупных рек и озер, дважды в сутки меняющие направление: дневной бриз дует с водоема на берег, а ночной – с берега на водоем.
• Фён — теплый сухой порывистый ветер, дующий с гор в долины или предгорья.
• бора— сильный холодный порывистый ветер, дующий с низких гор в сторону теплого моря (зимой).
• Самум – сухой, горячий, сильный ветер пустынь, налетающие шквалами и сопровождающиеся пыле-песчаными вихрями и бурей.
• ледниковые ветры – холодный ветер, дующий с ледника вниз по склонам долинам.
• горно-долинные ветры— ветер, дующий днем вверх по долине и склонам, а ночью — вниз.

Источник