Среди множества факторов, от которых зависит погода, один из главных — атмосферное давление. Образование циклонов и антициклонов, о которых сообщают прогнозы погоды, происходит именно с его участием. В этой статье мы расскажем об атмосферном давлении, его измерении и норме, а также о реакции людей на перепады давления.

Следите за свежими публикациями в телеграм-канале Яндекс Погоды.

Что такое атмосферное давление

«Легче воздуха» — известное выражение. Оно означает предмет настолько лёгкий, что даже не имеет веса. Но воздух имеет массу, которая давит на поверхность Земли.

По определению, атмосферное давление — это сила, с которой воздушный столб давит на поверхность под ним, распределённая на единицу площади этой поверхности. Она появляется из-за действия силы тяжести Земли, которая притягивает воздух к поверхности.

Атмосферное давление меняется из-за того, что масса воздуха в различных зонах планеты различается. Где масса выше, там выше и давление, а где масса ниже, то есть воздух разреженный, там давление снижается. Из-за Солнца поверхность нашей планеты прогревается, воздух тоже становится теплее, а вместе с тем легче. Воздушные массы расширяются вверх и в стороны, воздух при этом становится менее плотным. Когда же воздух охлаждается, он плотнеет и тяжелеет. Так происходит постоянно, температура воздуха меняется, и отсюда возникает различное давление в разных точках Земли. А из-за разницы давления образуется ветер.

Измерение атмосферного давления

Атмосферное давление измеряют барометром. Название этого прибора происходит из греческого языка и двух слов, которые обозначают «вес», «тяжесть» и «измеряю».

Для измерений применяют также барографы. Они фиксируют колебания изменения атмосферного давления с течением времени. В барографе есть коробка, из которой откачан воздух, система рычагов и записывающее устройство. Последнее фиксирует колебания давления на ленте.

Измерять давление необходимо в метеорологии, авиации, мореплавании и иных областях деятельности человека. Точные сведения о давлении помогают прогнозировать погоду, определять высоту полёта самолётов и кораблей, обеспечивать безопасность работы различных технических систем. В повседневной жизни эти данные полезны для людей, чувствительных к перепадам давления.

История открытия и первые измерения

Создать прибор, который может прогнозировать погоду, хотел Галилей, однако он свой замысел так и не осуществил. Зато в 1643 году этим занялись его ученики Эванджелиста Торричелли и Винченцо Вивиани. Именно Торричелли смог доказать само существование атмосферного давления. Сделал он это с помощью такого эксперимента.

Торричелли провёл опыт со стеклянной трубкой длиной около 1 метра (или 1000 миллиметров). Трубка была закрыта с одного конца, получалась длинная пробирка. Учёный закрыл открытую сторону трубки, чтобы ртуть не пролилась, и опустил трубку в сосуд с ртутью вертикально. Потом убрал перекрытие с открытого конца трубки, то есть получилось, что она стоит своей открытой стороной вниз. Столб ртути в ней снизился до 760 мм над уровнем ртути в сосуде.

Это стало подтверждением гипотезы, что вес у воздуха есть, и этот вес давит на другие предметы. Давление столба ртути равно атмосферному давлению; когда оно растёт, поднимается и столб ртути, когда оно опускается — опускается ртутный столб. Уровень жидкости в трубке не был всё время одинаковым, он мог меняться время от времени, и учёный связал это именно с переменами давления.

Прибор, созданный им, стал первым задокументированным барометром. А проведённый опыт также показал норму давления: 760 миллиметров ртутного столба или 1013 гектоПаскалей (гПа).

Современные методы измерения

Ртутные барометры показывают давление точно, по этой причине их используют на метеостанциях. Но ртуть — опасное вещество, и в бытовом использовании распространены барометры другого типа, к тому же более компактные. Они называются анероиды.

Барометр-анероид не содержит жидкости, отсюда и его название — от греческих слов «без жидкости». В нём есть металлическая коробка с тонкими стенками и разреженным воздухом. С понижением атмосферного давления коробка расширяется, а когда оно повышается – коробка сжимается. Вместе с изменениями коробки движется прикреплённая к ней пружина, а вслед за ней — и стрелка барометра. Стрелка вращается и показывает уровень атмосферного давления.

Для большой точности показания барометров-анероидов учитываются с поправками:

• На шкалу, потому что на разных участках шкалы анероид по-разному отзывается на перемены давления;
• На температуру, потому что из-за неё могут меняться упругость анероидной коробки и пружины;
• Добавочная поправка на изменение упругости коробки и пружины из-за долгого срока службы.

Погрешность измерений у анероидов составляет 1-2,5 миллибар (мбар).

Барометры-анероиды используют не только в быту. Метеорологи используют их в создании краткосрочных прогнозов погоды. А ещё с помощью барометров измеряют высоту – только при таком применении их показатели считают в метрах.

Влияние атмосферного давления на погоду

Давление переменчиво и связано с движением больших воздушных масс, которые оказывают прямое воздействие на температуру воздуха и осадки. Воздушным вихрем с низким или высоким давлением может быть циклон и антициклон.

Циклоны

Циклоны — это воздушные вихри с пониженным давлением в центре. Циклоны приносят ветреную погоду и осадки, о них мы подробнее рассказали в статье «Что такое дождь: как он возникает и другие интересные факты». Циклон способен принести град, бурю, резкие ветра.

Циклоны бывают двух типов: тропическими и внетропическими.

Тропические циклоны формируются около экватора из-за сильного нагрева и подъёма влажного воздуха над наиболее тёплыми зонами океанов. В центре тропических циклонов — низкое давление, а быстрый подъём воздуха иногда вызывает сильнейшие ветры, делая циклон ураганом. Тропическим циклонам часто дают человеческие имена, чтобы их было проще запомнить, — например, шторм 2017 года «Харви», ущерб от которого оценивается в $100 млрд.

Внетропические циклоны появляются в умеренных и полярных широтах. У них обычно есть разные по температуре сектора воздуха. Границы этих секторов называются атмосферными фронтами, на них часто выпадают осадки, дует сильный ветер и гремит гроза.

Антициклоны

Антициклон — это область с высоким атмосферным давлением. В Северном полушарии антициклоны движутся по часовой стрелке, а в Южном — против неё.

Антициклоны бывают высокими и низкими. Низкие антициклоны обычно холодные, и область повышенного давления в них есть лишь в самых нижних слоях атмосферы. Высокие антициклоны тёплые и сохраняют повышенное давление даже в верхних слоях атмосферы.

Антициклон несёт ясную или малооблачную погоду, отсутствие ветра и осадков. В холодное время года из-за охлаждения воздуха от поверхности земли в антициклоне могут образовываться туманы и низкие слоистые облака. Антициклон не всегда означает потепление, зимой он способен привести к понижению температуры. А вот летом, наоборот, к жаре и кучевым облакам.

Дав­ле­ние воз­ду­ха в цен­тре антициклона мо­жет пре­вы­шать 1070 гПа. Антициклоны идут с запада на восток со средней скоростью порядка 30 километров в час в Северном полушарии и 40 километров в час в Южном. Однако они могут долго оставаться малоподвижными.

Как атмосферное давление влияет на человека

Люди нередко реагируют на перепады атмосферного давления. Такое случается не только с гипертониками и гипотониками, но и с людьми с нормальным артериальным давлением.

Обычно люди чувствуют себя хорошо, когда атмосферное давление в норме, на отметке в 760 мм ртутного столба. Если этот показатель меняется даже на 10 мм, это может плохо повлиять на самочувствие.

Отклонения в большую или меньшую сторону могут влиять на работу некоторых органов и систем. Это приводит к ухудшению самочувствия, и иногда требуется принимать лекарства. Такая реакция организма называется метеочувствительностью или метеорологической зависимостью.

Особенно сильно на перепады давления реагируют люди с заболеваниями сердца, сосудов и системы кровообращения. Самочувствие может ухудшаться особенно заметно, когда циклон и антициклон сменяют друг друга.

Как влияет низкое давление

Когда атмосферное давление низкое, погода пасмурная и хмурая, плохо себя чувствуют люди с низким артериальным давлением (гипотоники). У них отмечаются:

• снижение артериального давления;
• слабость;
• головокружение;
• тошнота;
• мелькание «мушек» в глазах;
• иногда обмороки.

Гипотоники принимают лекарства по назначению врача, а во время ухудшения самочувствия могут использовать подручные средства — например, выпить чашку кофе или чая, или просто отдохнуть. Гипертоники, наоборот, обычно не страдают из-за низкого атмосферного давления.

Как влияет высокое давление

С повышением атмосферного давления, сухой и ясной погодой гипертоники могут почувствовать себя хуже. У них могут появиться:

• повышение давления;
• головная боль;
• боль и тяжесть в области сердца;
• затруднённое дыхание;
• учащённое сердцебиение;
• шум в ушах;
• беспокойство;
• слабость.

Почему некоторые люди чувствительны к атмосферным изменениям?

Даже если у человека нормальное давление (120/80), он всё равно может плохо себя чувствовать во время смены атмосферного давления. Это связано с тем, что организм некоторых людей особенно чувствителен к таким изменениям.

Важная роль в адаптации организма к частым изменениям погоды принадлежит щитовидной железе. Когда атмосферное давление высокое, а щитовидная железа работает активнее, чем обычно, артериальное давление тоже может повышаться. И напротив, если щитовидная железа работает менее активно, артериальное давление может понижаться. Получается, что проблемы со щитовидной железой способны сказаться на том, как организм реагирует на изменения погоды.

Чаще всего изменения атмосферного давления влияют на здоровье людей старше 40 лет. Также риск реакции организма возникает при:

• слабом иммунитете;
• нарушениях работы нервной системы и щитовидной железы;
• вегетативно-сосудистой дистонии (ВСД);
• пониженной физической активности.

Так как реакция организма на изменение атмосферного давления зависит от многих серьёзных причин, от метеозависимости сложно избавиться полностью. Лекарств, которые бы устранили метеозависимость, нет. Но можно облегчать симптомы. В этом помогает укрепление иммунитета, приём витаминов, здоровые физические нагрузки, правильный режим сна и отдыха, приём назначенных врачом препаратов для коррекции давления или успокоения нервной системы.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какое атмосферное давление считают оптимальным для человека?

Оптимальным для человека считают нормальное атмосферное давление, которое равно 760 мм ртутного столба или 1013 гектоПаскалей (гПа). Оно создаёт комфортные условия, в которых люди чувствуют себя лучше, чем при более высоком или низком давлении.

Какое атмосферное давление низкое, а какое — высокое?

Атмосферное давление в норме составляет 760 мм рт. ст. Всё, что ниже этой отметки, принять считать низким давлением. И наоборот, давление выше 760 мм считается высоким.

Одинаковое ли атмосферное давление по всей планете и в любой её точке?

Нет, нормальный показатель в 760 мм рт. ст. не одинаков во всех областях планеты. Давление меняется на разной высоте над уровнем моря его: чем выше подняться, тем ниже оно будет. Это заметно не только в горах, но и в городах, которые стоят на возвышенностях. К примеру, в Москве нормальное атмосферное давление — менее 760 мм: всего 748 мм.

Как атмосферное давление влияет на здоровье человека?

Перепады атмосферного давления могут влиять на самочувствие даже здоровых людей. Обычно люди хорошо себя чувствуют, когда атмосферное давление держится на нормальной отметке в 760 мм, но изменение этого показателя всего на 10 мм способно привести к слабости, головной боли, тошноте.

Заключение

Атмосферное давление появляется из-за силы притяжения, благодаря которой к Земле притягивается всё, включая воздух.

Атмосферное давление меняется, не оставаясь в любой точке планеты в любое время на одной и той же отметке. Поверхность нашей планеты прогревается, воздух тоже становится теплее и легче. Воздушные массы расширяются вверх и в стороны, одновременно воздух становится менее плотным. Когда же воздух охлаждается, он плотнеет и тяжелеет. Из-за колебаний температуры воздуха возникает разница в давлении между различными точками Земли.

Перепады атмосферного давления часто отражаются на людях, причём не только на гипертониках и гипотониках, но и на тех, у кого нет проблем с артериальным давлением. Как правило, люди чувствуют себя хорошо при атмосферном давлении в 760 мм рт. ст. Отклонения от нормы могут влиять на некоторые внутренние органы и системы организма, из-за чего люди чувствуют себя хуже.

Особенно сильно к перепадам давления чувствительны люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Им важно регулярно отслеживать давление и заботиться о здоровье, прислушиваясь к рекомендациям врача.