Ciśnienie powietrza i jego wpływ na pogodę

Ważną cechą ziemskiej atmosfery jest jej ciśnienie powietrza, które określa wiatr i pogoda wzory na całym świecie. Grawitacja wywiera wpływ na atmosferę planety, tak jak utrzymuje nas na powierzchni. Ta siła grawitacji powoduje, że atmosfera naciska na wszystko, co otacza, a ciśnienie rośnie i opada w miarę obracania się Ziemi.

Z definicji ciśnienie atmosferyczne lub atmosferyczne to siła na jednostkę powierzchni wywierana na powierzchnię Ziemi przez ciężar powietrza nad powierzchnią. Siła wywierana przez masa powietrza jest tworzony przez molekuły które składają się na to, a ich rozmiar, ruch i liczba są obecne w powietrzu. Czynniki te są ważne, ponieważ określają temperaturę i gęstość powietrza, a tym samym jego ciśnienie.

Liczba cząsteczek powietrza nad powierzchnią determinuje ciśnienie powietrza. Wraz ze wzrostem liczby cząsteczek wywierają one większy nacisk na powierzchnię i wzrasta całkowite ciśnienie atmosferyczne. Natomiast jeśli liczba cząsteczek maleje, to także ciśnienie powietrza.

Ciśnienie powietrza mierzy się za pomocą barometrów rtęciowych lub aneroidowych. Barometry rtęciowe mierzą wysokość kolumny rtęci w pionowej szklanej rurce. Wraz ze zmianą ciśnienia powietrza również zmienia się wysokość kolumny rtęci, podobnie jak termometr. Meteorolodzy mierzą ciśnienie powietrza w jednostkach zwanych atmosferami (atm). Jedna atmosfera to 1013 milibarów (MB) na poziomie morza, co w przeliczeniu na barometr rtęciowy przekłada się na 760 milimetrów rtęci.

Barometr aneroidowy wykorzystuje cewkę z rurki, z usuniętą większością powietrza. Cewka następnie wygina się do wewnątrz, gdy ciśnienie rośnie, i wygina się, gdy ciśnienie spada. Barometry aneroidowe używają tych samych jednostek miary i dają takie same odczyty jak barometry rtęciowe, ale nie zawierają żadnego z tych pierwiastków.

Jednak ciśnienie powietrza na całej planecie nie jest jednolite. Normalny zakres ciśnienia powietrza na Ziemi wynosi od 970 MB do 1050 MB.Różnice te są wynikiem układów niskiego i wysokiego ciśnienia powietrza, które są spowodowane nierównym ogrzewaniem na powierzchni Ziemi i siłą gradientu ciśnienia.

Najwyższe zarejestrowane ciśnienie barometryczne wyniosło 1 083,8 MB (dostosowane do poziomu morza), zmierzone w Agacie na Syberii, 31 grudnia 1968 r.Najniższe kiedykolwiek mierzone ciśnienie wyniosło 870 MB, odnotowane jako uderzenie Typhoon Tip w zachodni Ocean Spokojny 12 października 1979 r.

System niskiego ciśnienia, zwany także depresją, jest obszarem, w którym ciśnienie atmosferyczne jest niższa niż otaczającego ją obszaru. Niski jest zwykle związany z silnymi wiatrami, ciepłym powietrzem i podnoszeniem atmosferycznym. W tych warunkach niziny zwykle wytwarzają chmury, opady i inne burzliwe warunki pogodowe, takie jak Burze tropikalne i cyklony.

Obszary podatne na niskie ciśnienie nie mają ekstremalnych warunków dziennych (dzień w nocy) ani ekstremalnych temperatur sezonowych, ponieważ chmury obecne na takich obszarach odzwierciedlają nadchodzące promieniowania słonecznego z powrotem w atmosferę. W rezultacie nie mogą ogrzać się tak bardzo w ciągu dnia (ani latem), aw nocy działają jak koc, zatrzymując ciepło poniżej.

System wysokociśnieniowy, czasem nazywany antycyklonem, jest obszarem, w którym ciśnienie atmosferyczne jest wyższe niż w otaczającym go obszarze. Systemy te poruszają się zgodnie z ruchem wskazówek zegara na półkuli północnej i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara na półkuli południowej z powodu Efekt Coriolisa.

Obszary pod wysokim ciśnieniem są zwykle wywoływane zjawiskiem zwanym osiadaniem, co oznacza, że ​​gdy powietrze w szczytach stygnie, staje się gęstsze i przesuwa się w kierunku ziemi. Ciśnienie wzrasta tutaj, ponieważ więcej powietrza wypełnia przestrzeń pozostawioną z dołu. Osiadanie także paruje większość pary wodnej atmosfery, więc systemy wysokociśnieniowe są zwykle kojarzone z czystym niebem i spokojną pogodą.

W przeciwieństwie do obszarów o niskim ciśnieniu, brak chmur oznacza, że ​​obszary podatne na wysokie ciśnienie doświadczają ekstremalnych warunków dziennych i temperatury sezonowe, ponieważ nie ma chmur blokujących przychodzące promieniowanie słoneczne lub wychwytujących wychodzące promieniowanie długofalowe w nocy.

Na całym świecie istnieje kilka regionów, w których ciśnienie powietrza jest niezwykle stałe. Może to skutkować wyjątkowo przewidywalnymi wzorcami pogodowymi w regionach takich jak tropik lub biegun.

• Równik niskiego ciśnienia: Obszar ten znajduje się w regionie równikowym Ziemi (od 0 do 10 stopni na północ i południe) i składa się z ciepłego, lekkiego, wznoszącego się i zbieżnego powietrza.Ponieważ zbieżne powietrze jest mokre i pełne nadmiaru energii, rozszerza się i ochładza wraz ze wzrostem, tworząc chmury i ulewne deszcze, które są widoczne na całym obszarze. Ta dolna strefa niskiego ciśnienia tworzy również strefę konwergencji między tropikami (ITCZ) i wiatry handlowe.
• Subtropikalne ogniwa wysokociśnieniowe: Położone na 30 stopniach na północ / południe,jest to strefa gorącego, suchego powietrza, która tworzy się, gdy ciepłe powietrze opadające z tropików staje się cieplejsze. Ponieważ gorące powietrze może pomieścić więcej para wodna, jest względnie suchy. Ulewny deszcz wzdłuż równika usuwa również większość nadmiaru wilgoci. Dominujące wiatry w subtropikalnej wysokości nazywane są westerlies.
• Subpolarne ogniwa niskociśnieniowe: Obszar ten znajduje się na 60 stopni szerokości geograficznej północ / południe i charakteryzuje się chłodną, ​​mokrą pogodą.Subpolarna niska jest spowodowana spotkaniem mas zimnego powietrza z wyższych szerokości geograficznych i cieplejszych mas powietrza z niższych szerokości geograficznych. Na półkuli północnej ich spotkanie tworzy front polarny, który wytwarza niskie ciśnienie burze cykloniczne odpowiedzialny za opady w Pacific Northwest i duża część Europy. Na półkuli południowej wzdłuż tych frontów rozwijają się silne burze, które powodują silne wiatry i opady śniegu na Antarktydzie.
• Polarne ogniwa wysokociśnieniowe: Znajdują się one pod kątem 90 stopni na północ / południe i są wyjątkowo zimne i suche.Dzięki tym systemom wiatry odsuwają się od biegunów w antycyklonie, który schodzi i rozchodzi się, tworząc polarne pasma wielkanocne. Są jednak słabe, ponieważ na biegunach dostępnych jest niewiele energii, aby wzmocnić systemy. Antarktyczny szczyt jest jednak silniejszy, ponieważ jest w stanie formować się na zimnej ziemi zamiast na cieplejszym morzu.

Studiując te wzloty i upadki, naukowcy są w stanie lepiej zrozumieć wzorce krążenia Ziemi i przewidzieć pogodę do użycia codzienne życie, nawigacja, żegluga i inne ważne działania, dzięki czemu ciśnienie powietrza jest ważnym elementem meteorologii i innych czynników atmosferycznych nauka.

• “Ciśnienie atmosferyczne.” National Geographic Society,
• „Systemy i wzorce pogodowe”. Systemy pogodowe i wzory | National Oceanic and Atmospheric Administration,