Географія - Гілецький Й. Р. - Тиск атмосфери і його вимірювання

Повітря, що оточує Землю, має масу, а тому тисне на земну поверхню. 1 л повітря на рівні моря важить близько 1,3 г. Отже, на кожний квадратний сантиметр земної поверхні атмосфера тисне із силою 1,33 кг. Цей середній тиск повітря на рівні моря, що відповідає масі ртутного стовпчика заввишки 760 мм із перетином 1 см2, приймають за нормальний. Тиск повітря вимірюють також у мілібарах: 1 мм тиску становить 1,33 мбар. Отже, щоб перевести міліметри в мілібари, треба міліметри тиску помножити на 1,33.

Величина тиску змінюється залежно від температури повітря і висоти над рівнем моря. Оскільки при нагріванні повітря розширюється, а при охолодженні стискується, то тепле повітря є легшим (спричиняє менший тиск), ніж холодне. Із підняттям повітря угору тиск зменшується в основному через те, що менша висота його стовпчика припадає на одиницю площі. Тому у високих горах тиск значно менший, ніж на рівні моря. Вертикальний відрізок, через який атмосферний тиск зменшується на одиницю, називається баричним ступенем. У нижніх шарах атмосфери біля поверхні тиск зменшується приблизно на 10 мм на кожні 100 м підняття.

Для вимірювання тиску використовують ртутний стовпчиковий барометр, а у польових умовах — металевий барометр-анероїд. Останній являє собою металеву коробочку, з якої викачане повітря. При збільшенні атмосферного тиску дно коробочки стискується, а при зменшенні розгинається. Ці зміни передаються на стрілку, що переміщається за круговою шкалою.

Вітри та їхнє походження

У розподілі тиску на земній поверхні також виявляється зональність. Загальна планетарна схема розподілу тиску є такою: уздовж екватора простягається пояс зниженого тиску; на північ і південь від нього на ЗО—40-х широтах — пояси підвищеного тиску, далі на 60—70° пн. і пд. ш. — пояси зниженого тиску, у приполярних районах — області підвищеного тиску. Реальна картина розподілу

тиску набагато складніша, що відбито на картах липневих і січневих ізобар).

Нерівномірний розподіл тиску на земній кулі спричинює рух повітря з області підвищеного тиску в область зниженого. Такий рух повітря -в горизонтальному напрямку називають вітром. Чим більшою є різниця тисків, тим сильніше дме вітер. Сила вітру оцінюється від 0 до 12балів.

Напрямок вітру визначається за тією стороною горизонту, звідкіля він дме. Вітер змінюється залежно від зміни тиску. Значний вплив на його напрямок має також обертання Землі навколо своєї осі.

Загальна циркуляція атмосфери. Пасати та інші постійні вітри

Вітри, що спостерігаються над земною поверхнею, поділяють на три групи: місцеві вітри, викликані місцевими умовами (температурою, особливостями рельєфу); вітри циклонів і антициклонів; вітри, що є частиною загальної циркуляції атмосфери. Загальну циркуляцію атмосфери утворюють найбільші повітряні потоки планетарного масштабу, що захоплюють усю тропосферу і нижню стратосферу (приблизно до 20 км) і характеризуються відносною сталістю. У тропосфері до них належать пасати, західні вітри помірних широт і східні вітри приполярних областей, мусони. Причиною цих планетарних переміщень повітря є різниця тиску.

Над екватором формується пояс зниженого тиску через те, що тут повітря тепле впродовж року і воно, переважно, підіймається вгору (домінує висхідний рух повітря). У верхніх шарах тропосфери воно охолоджується і розтікається у напрямку до високих широт. Сила Коріоліса, відхиляючи повітряні потоки, що йдуть у верхній тропосфері від екватора, надає їм на 30-х широтах західного напрямку, заставляючи рухатись тільки вздовж паралелей. Тому це охолоджене повітря зазнає тут низхідного руху, спричиняючи високий тиск (хоч біля поверхні температури повітря навіть вищі, ніж на екваторі). Ці субтропічні пояси високого тиску слугують основними "вітророзділами на Землі. Від них об'єми повітря нижнього шару тропосфери спрямовуються як до екватора, так і в бік помірних широт.

Вітри, що характеризуються стійкістю напрямку і швидкості, протягом усього року дмуть від поясів високого тиску (25—35° пн. і пд. ш.) до екватора називаються пасатами. Унаслідок обертання Землі навколо своєї осі вони відхиляються від попереднього напрямку, у Північній півкулі вони дмуть з північного сходу на південний захід, а в Південній — з південного сходу на північний Захід.

Вітри, що дмуть від субтропічних поясів високого тиску в напрямку до полюсів, відхиляючись вправо або вліво залежно від півкулі, змінюють свій напрямок на західний. Тому в помірних широтах переважають західні вітри, хоч вони й не такі сталі, як пасати.

З областей високого тиску полярних широт у напрямку до помірних широт з порівняно низьким тиском також дмуть постійні вітри. Зазнаючи дії сили обертання, у Північній півкулі вони є північно-східними, а у Південній — південно-східними.

У помірних широтах, де відбувається зустріч теплих повітряних мас з боку тропіків і холодних — з полярних областей, постійно виникають фронтальні циклони й антициклони, у яких і здійснюється перенесення повітря із заходу на схід.