القوة التي يمارسها وزن الغلاف الجوي للأرض، معبرًا عنها لكل وحدة مساحة في مقطع أفقي معين، وبالتالي يتم تقديرها بوزن عمود الهواء الموجود فوق سطح الأرض ويمتد لأعلى “عند الحدود الخارجية للغلاف الجوي”. ويؤخذ في الاعتبار العوامل التي تؤثر على التبخر، والدورة التي تحدث لبخار الماء. بين السطح والغلاف الجوي مهم جدا.

تعد دورة البخار والارتفاع ضروريين لجميع العمليات في مجال الهيدرولوجيا والأرصاد الجوية، على النحو التالي:

  • يعد بخار الماء أحد أهم الغازات الدفيئة المسببة لتغير المناخ، والتبخر آلية تحركها عوامل عديدة.

  • يتم الاحتفاظ ببعض الهطول في الهواء من خلال التبخر والنتح ويعود إلى الغلاف الجوي قبل أن يصل إلى السطح.

  • يتناقص الضغط الجوي مع الارتفاع، بحيث أننا على ارتفاع حوالي 8000 متر فوق مستوى سطح البحر نواجه ما يسمى بمودة “منطقة الموت” في دوائر تسلق الجبال.

  • البقاء على قيد الحياة بدون الأكسجين الإضافي أمر مستحيل، وهنا يلعب الارتفاع دورًا في تغيير ضغط الهواء.

  • بالقرب من سطح الأرض، يتناقص الضغط مع الارتفاع بحوالي 3.5 مليبار لكل 30 مترًا (100 قدم). إلا أن انخفاض الضغط قد يكون أكبر في الهواء البارد لأن كثافته أكبر من كثافة الهواء الدافئ.

  • الضغط عند

    270 ألف متر (10-6 ميجابايت)

    وهذا يمكن مقارنته بأفضل فراغ صنعه الإنسان على الإطلاق، على ارتفاعات تزيد عن 1500 إلى 3000 متر (5000 إلى 10000 قدم).

إقرأ المزيد:- طبقة الغلاف الجوي الصالحة للملاحة

أهمية الضغط الجوي

الضغط الجوي هو مؤشر الطقس على النحو التالي:

  • عندما يدخل نظام الضغط المنخفض إلى منطقة ما، فإنه عادة ما يجلب السحب والرياح والأمطار.

  • كما تؤدي أنظمة الضغط العالي إلى طقس جيد وهادئ.

  • يقوم البارومتر بقياس الضغط الجوي ويتم مراقبته دائمًا من قبل المتخصصين للتعرف على التقلبات الجوية المحتملة.

  • وتستخدم شركات الطيران هذه التوقعات لتحديد مدى سوء الأحوال الجوية وما إذا كانت مناسبة للملاحة الجوية أم لا، وما إلى ذلك.

العلاقة بين الضغط الجوي والارتفاع

ويظل خليط الغاز عند هذا الارتفاع المنخفض مستقراً نسبياً في الضغوط الجزئية النسبية على النحو التالي:

  • في الأعلى

    10000

    متر حيث يبلغ الضغط الجوي 200 ملم زئبق ولا يزال الأكسجين يمثل 21% من خليط الغاز مما يعطيه ضغطا جزئيا قدره 42 ملم زئبق.

  • لهذا السبب، نحدد

    “ارتفاع عالي”

    للأغراض الطبية، على ارتفاع حوالي 2700 متر فوق مستوى سطح البحر، يبلغ الضغط الجزئي للأكسجين 60 ملم زئبق، وهو ما يكفي لإحداث ظواهر فسيولوجية مثيرة للاهتمام.

  • وبحلول الوقت الذي نصل فيه إلى ارتفاع 800 إلى 900 كيلومتر، تكون الغازات السائدة في الخليط هي الهيليوم والهيدروجين، وحتى الآن لم يتم ملاحظة التأثيرات الفسيولوجية لاستنشاق هذا النوع من خليط الغاز، وقد تمت مناقشتها هنا.

  • لأن الضغط الجوي عند 100 كيلومتر يبلغ بالفعل 0.0008 ملم زئبق، وبالتالي فهو يشبه الفراغ بين الكواكب.

أنواع الضغط الجوي

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من الضغط: المطلق والنسبي والتفاضلي.

  • والفرق بين هؤلاء الثلاثة هو

    النقطة المرجعية أ

    لاختيار نقطة الصفر على مقياس الضغط المطلق، تم اختيار الفراغ المثالي كنقطة مرجعية.

  • أما بالنسبة لأجهزة قياس الضغط، فإن النقطة المرجعية هي الضغط الجوي.

  • بالنسبة للضغط التفاضلي، لا توجد نقطة مرجعية ثابتة لأنه تتم مقارنة الضغوط المختلفة.

  • بعض الأمثلة على الضغوط الشائعة هي: الضغط الفراغي، الضغط الجوي، الضغط الهيدروليكي، الضغط الديناميكي. وهذا لا علاقة له بعلاقتها بأي نوع معين من الضغط، حيث يمكن التعبير عنها جميعًا كأحد أنواع الضغط الثلاثة السابقة.

ولا يفوتك أيضاً: تأثير اختلاف الضغط الجوي بين السروات وتهامة


وحدات الضغط وكيفية قياسها


قياس الضغط هو من حيث المبدأ دائمًا مقارنة بين الضغوط بين موقعين مختلفين ويمكن قياسه على النحو التالي:

  • بالنسبة للضغط المطلق، يتم إجراء المقارنة بين موقع عند ضغط معين وموقع آخر عند فراغ مطلق.

  • وبالمثل بالنسبة للضغط النسبي (

    المقياس

    وستتم المقارنة مع موقع عند الضغط الجوي العادي (1013 مليبار عند مستوى سطح البحر).

  • الضغط التفاضلي المقاس هو مقارنة الضغوط بين موقعين عشوائيين.

  • تم تصميم أجهزة قياس الضغط خصيصًا لقياس هذه الأنواع الثلاثة المختلفة من الضغط، وبالتالي يمكن تصنيفها وفقًا لذلك.

  • يتم التعبير عن الضغط الجوي بعدة أنظمة وحدات مختلفة: ملليمتر (أو بوصة) من الزئبق، رطل لكل بوصة مربعة (psi)، ديان لكل سنتيمتر مربع، مليبار (mb)، أجواء قياسية أو كيلوباسكال.

  • الضغط القياسي عند مستوى سطح البحر يساوي حسب التعريف 760 ملم (29.92 بوصة) زئبق، 14.70 رطل لكل بوصة مربعة، 1013.25 × 103 داين لكل سم2، 1013.25 ملي بار، جو قياسي واحد أو 101.325 كيلو باسكال.

  • الاختلاف في هذه القيم صغير جدًا. ويمكن أن نعطي مثالا على ذلك أن أعلى وأدنى ضغط أفقي على سطح البحر تم تسجيله بشكل عام هو 32.01 بوصة في دولة سيبيريا و25.90 بوصة.

    (أثناء إعصار في جنوب المحيط الهادئ).

  • تحدد اختلافات الضغط الصغيرة الموجودة أنماط الرياح والعواصف على الأرض.

تأثير العوامل الجوية على الضغط الجوي

العوامل الثلاثة الرئيسية التي تؤثر على الضغط الجوي هي:

  • درجة حرارة.

  • الارتفاع أو الارتفاع.

  • رطوبة

    تدفق بخار الماء بسبب الضغط.

الطبقة السفلية من الغلاف الجوي أكثر كثافة وأثقل من الطبقة العليا وهي أخف وزنا وأكثر اتساعا. متوسط ​​الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر مرتفع، لكنه يستمر في الانخفاض مع زيادة الارتفاع لكل 900 قدم من الارتفاع. ينخفض ​​الضغط بمقدار 1 بوصة. الجاذبية هي المسؤولة في المقام الأول عن انخفاض الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع.

تأثير الضغط الجوي على الإنسان

يكون الضغط منخفضًا بدرجة كافية ليسبب داء المرتفعات ومشاكل فسيولوجية لدى الإنسان، وتؤثر تغيرات الضغط بشكل كبير على الإنسان على النحو التالي:

  • تؤثر التغيرات في الضغط الجوي على أجسامنا بعدة طرق. قد يكون بعض الأشخاص أكثر حساسية لتغيرات الطقس من غيرهم، مثل الأشخاص المصابين بالصداع النصفي أو التهاب المفاصل.

  • وينتج هذا عن تغير في الضغط

    ألم الرأس

    وخاصة الصداع النصفي، حيث أن حوالي 30-50% ممن يعانون منه يرتبطون لسبب يتعلق بتقلبات الطقس.

  • يُعتقد أن نوبات الصداع ناجمة عن تغيرات بيئية أو بيولوجية، بما في ذلك التغيرات في ضغط الهواء.

  • ومن آثار تغيرات الضغط أيضاً حدوث خلل في ضغط الدم، لأن الجهاز الدوري يتكون من القلب الذي يقوم بوظيفته كمضخة، والشرايين والأوردة التي تنقل الدم من وإلى القلب والأنسجة.

  • يتم قياس ضغط الدم من خلال تكرار وقوة مقاومة القلب والأوعية الدموية، ويعد تغير ضغط الدم من الآثار الصحية الرئيسية الأخرى.

  • يؤثر التغير في الضغط الجوي

    سكر الدم

    لأنه عندما ينخفض ​​الضغط أثناء نوبات البرد، تزداد لزوجة الدم أو سماكته، وفي هذه الحالات سيواجه مرضى السكري مشاكل أكبر في التحكم في مستويات السكر في الدم أثناء نوبات البرد.

  • عندما تنخفض مستويات السكر في الدم نتيجة لتغير البيئة، يسمى هذا

    انخفاض الضغط الجوي الإجهاد.

  • تلعب التغيرات في الضغط الجوي دورًا

    الم المفاصل

    حيث أجرى متخصصون من مركز تافتس-نيو إنجلاند الطبي في بوسطن دراسة استقصائية على مائتي مريض يعانون من هشاشة العظام ولين العظام، خاصة في منطقة الركبة، واكتشفوا وجود صلة بين التغيرات في الضغط الجوي ودرجة حرارة الغرفة والتغيرات في شدة آلام الركبة.

  • يمكن للضغط الجوي أن يغير لزوجة السائل المبطن لأكياس المفصل، وبالتالي زيادة التفاعلات المؤلمة في نهايات أعصاب المفصل.

الضغط الجوي هو القوة لكل وحدة مساحة يؤثر بها العمود الجوي ويمكن حسابه باستخدام مقياس خاص به، والذي يشير إلى ارتفاع عمود الزئبق، وهو ما يوازن تمامًا وزن العمود الجوي فوق البارومتر.

ما الذي يغير الضغط الجوي؟

هناك العديد من العوامل المتعلقة بالطقس، أهمها التبخر.

إقرأ المزيد:- ما هو الغاز الذي يعتبر مذيباً للهواء الجوي؟