Связь между движением воздуха и атмосферным давлением

Холодный воздух плотнее и тяжелее теплого. Когда во внутренних районах материков в ясную и очень холодную погоду земная поверхность сильно охлаждается, образовавшийся холодный воздух опускается в котловины и неподвижно замирает. Так, самые низкие в мире температуры воздуха были зафиксированы в поселке Оймякон в Северо-Восточной Сибири (–71 °C) и в Антарктиде (–89 °C).

Знаешь ли ты?

Самое низкое давление воздуха на Земле в центре тропических циклонов и торнадо. Например 12 октября 1979 года давление воздуха тайфуна вблизи острова Гуам составляло 870 мбар.

Почему атмосферное давление на низменности выше, чем в горах?

Верхние слои атмосферы давят своей тяжестью на нижние, поэтому воздух у земной поверхности более плотный. А от плотности воздуха зависит сила его давления на поверхность земли. При увеличении температуры воздух становится более разреженным, его плотность уменьшается, он и с меньшей силой давит на поверхность. Единица измерения атмосферного давления – количество миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.) или миллибар (мбар).

У самой поверхности земли колебания атмосферного давления небольшие и на нашу жизнь существенно не влияют. Но с ростом высоты давление воздуха сильно изменяется. В тропосфере на каждые 100 м подъема оно уменьшается в среднем на 13 мбар, или 10 мм рт. ст.

От резкого понижения атмосферного давления особенно сильно страдают горные туристы и альпинисты. Уже на высоте 3000 м над уровнем моря дыхание становится затрудненным. Поэтому при покорении высочайших вершин альпинисты надевают кислородные маски, поскольку организм не получает в достаточном объеме кислорода в разреженном воздухе.

Погоду формируют области высокого и низкого давления
Область высокого давления образуется, когда воздух опускается
Область низкого давления образуется, когда воздух поднимается
Базовый лагерь альпинистов на северном склоне горы Эверест на высоте 5200 м над уровнем моря.
Лагеря возводятся для того, чтобы альпинисты могли отдохнуть в пути, а также акклиматизироваться, т. е. адаптироваться к разряженному воздуху.
Добравшийся до вершины горы альпинист в кислородной маске
Альпинист во время восхождения на высочайшую гору мира – Эверест (8850 м) в Гималаях

Единицы измерения атмосферного давления

Миллиметры ртутного столба
(мм рт. ст.)
Миллибары
(мбар)
Соотношение единиц 1 1,33
Самое низкое измеренное атмосферное давление 685 870
Среднее атмосферное давление 760 1013
Самое высокое измеренное атмосферное давление 810 1078
  • восходящие потоки воздуха
  • нисходящие потоки воздуха
  • рост плотности воздушного столба
  • сильное давление на поверхность
  • восходящие воздушные потоки формируются в полярных областях, а нисходящие – на экваторе
  • на характер формирования воздушных потоков оказывает влияние только рельеф
  • земная поверхность прогревается неравномерно, и поэтому в некоторых местах нагретый воздух поднимается, а в других охлажденный воздух опускается, в результате чего формируются области различного атмосферного давления

Как атмосферное давление влияет на движение воздуха?

Для равномерного распределения поступающего на Землю солнечного тепла нужно, чтобы воздух двигался. Это уменьшает разницу между значениями температур в низких и высоких широтах. Когда нагретый над экватором воздух перемещается на север или на юг, он несет с собой тепло. А холодный воздух полярных областей, двигаясь к экватору, охлаждает те регионы, которые встречает на своем пути.

Между холодными и теплыми областями формируются два противоположно направленных потока воздуха. Один из них движется на высоте, а другой – прямо над земной поверхностью. Такие горизонтальные потоки воздуха иногда охватывают расстояния в тысячи километров. Одновременно происходит и вертикальное движение воздуха – его слои поднимаются и опускаются. Но это движение не такое масштабное и обычно не превышает толщину тропосферы, которая над Эстонией составляет примерно 11 км.

Воздух приходит в движение из-за разности атмосферного давления: он перемещается из области с высоким давлением в область с низким давлением. Само это перемещение тоже становится причиной изменения атмосферного давления, так как выравнивает его. В областях с высоким давлением, откуда воздух переместился, давление понижается, а в областях с низким давлением, принявших потоки воздуха, – повышается. Таким образом, если в одном месте давление выравнивается, тут же возникает перепад давлений в другом. Это постоянное изменение атмосферного давления не дает воздуху застаиваться и заставляет его двигаться.

В действительности характер движения воздуха еще сложнее, потому что на него влияют вращение Земли, трение воздуха о поверхность, встреча с горными хребтами и впадинами и многие другие факторы.

Ветер – это горизонтальное движение воздуха, возникающее из-за разности атмосферного давления. Погода может быть совершенно безветренной, ветренной или штормовой.

Ветер возникает, когда воздух движется из области высокого давления в область низкого давления
Ветрогенераторы
В областях с сильными ветрами устанавливают ветрогенераторы. Эти устройства позволяют преобразовывать энергию ветра в электрическую.
  • Удаленность от экватора
  • Угол наклона земной оси
  • Разница давления воздуха
  • Вращение Земли вокруг своей оси

Подумай!

  • Как ты думаешь, энергия ветра возобновляемый источник энергии или нет?

Дополнительный материал. Муссоны

Муссоны – это устойчивые ветры между сушей и океаном, направление которых два раза в год резко меняется на противоположное. Муссоны возникают из-за того, что над материками и океанами в зимнее и летнее полугодия формируется разная температура воздуха. Усиливает муссонные ветры и разная степень нагревания и охлаждения Южного и Северного полушарий.

В январе большая часть суши Северного полушария находится под влиянием области высокого давления. В это же время Солнце находится в зените в Южном полушарии и там формируется область низкого давления. В результате воздух из Северного полушария направляется в Южное полушарие. В июле все происходит наоборот: воздух движется из Южного полушария в Северное.

Муссонные ветры господствуют на территории, которая расположена между 20° с. ш. и 15° ю. ш. С географической точки зрения муссоны являются средством обмена воздухом между двумя полушариями, а для обычного человека – это летний сезон дождей. Наиболее ярко этот период выражается в равнинных районах Индии, Юго-Восточной Азии и Китае.

Страны с самой большой численностью населения – Китай и Индия, как и многие другие густонаселенные государства Юго-Восточной Азии, зависят от муссонных ветров и приносимых ими с Индийского океана дождей. Более слабые муссонные ветры снабжают водой многие восточно- и западноафриканские страны. Таким образом, жизнь примерно половины населения Земли зависит от летних муссонных ветров.

В июне-июле Евразийский континент быстро нагревается и над ним формируется область низкого давления
Поскольку вода Индийского океана довольно теплая и интенсивно испаряется, с океана на материк движется переувлажненный воздух. Достаточно даже слабого понижения температуры, чтобы воздух насытился водой. Так начинается сезон дождей.
В январе Евразийский континент охлаждается и над его внутренними районами формируется область высокого давления
Холодный материковый воздух направляется на юг. По пути он становится все суше и суше, потому что преодолевает пустыни и горы. Сухой зимний муссон смешивается с пассатами, поэтому он не так заметен, как летний муссон.
Наводнение в Таиланде, вызванное муссонными дождями
  • Анды
  • Драконовы горы
  • Гималаи
Өтінемін күте тұрыңыз