Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. В прогнозе погоды среди хорошо известных показателей (температура, осадки, влажность, скорость ветра и др.) присутствует и атмосферное давление.
Выражается оно не в привычных для нас единицах измерения (атмосфера, бар, паскаль), а в миллиметрах ртутного столба.
О том, откуда взялось это давление, как его измеряют, что за «ртутный столб» и как он влияет на здоровье человека, расскажем ниже.
Что такое атмосферное давление?
Атмосферное давление – это давление газовой оболочки нашей планеты, атмосферы, которое действует на все имеющиеся в ней предметы, а также земную поверхность. Давление соответствует силе, которая действует в атмосфере на единицу площади.
Атмосфера Земли (фото с МКС)
Если говорить более простым языком, то это сила, с которой повсюду окружающий нас воздух воздействует на поверхность земли и объекты. Отслеживая изменения атмосферного давления, можно в совокупности с другими факторами прогнозировать погодные условия.
Тест для закрепления изученного материала
Тест по теме: «Атмосферное давление»
Источники:
- Томилин А. Н., Теребинская Н. В. Для чего ничего? Очерки. /Л., «Дет. лит.», 1975.
- Я. И. Перельман. Занимательные задачи и опыты. — М.: «Детская литература», 1972.
- Физическая география: Справ. пособие для подгот. отд. вузов/Г. В. Володина, И. В. Душина, С. Г. Любушкина и др.; Под ред. К. В. Пашканга — М.: Высш. шк., 1991.
- Тарасов Л. В. Атмосфера нашей планеты. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2012.
- Савцов Т. М. Общее землеведение: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений — М.: Издательский , 2003
- Дронов В. П. Землеведение. 5-6 кл.: Учебник/В. П. Дронов, Л. Е. Савельева. 5-е изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2015.
- География 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений / А. И. Алексеев, Е. К. Липкина, В. В. Николина и др.; Под ред А. И. Алексеева. — М.: Просвещение, 2012.
Почему и вследствие чего создается атмосферное давление?
Специалисты, изучающие атмосферу Земли и различные метеорологические явления, тщательно следят за тем, как перемещаются воздушные массы. Это основной фактор, влияющий на климатические условия той или иной местности. Эти наблюдения дали возможность понять, почему возникает атмосферное давление.
Всему виной гравитация. Путем множества экспериментов доказано, что воздух отнюдь не невесомый. Он состоит из различных газов, которые имеют определенный вес. Таким образом, на воздух действует сила притяжения Земли, которая и способствует образованию давления.
Интересный факт: весь воздух на планете (или вся атмосфера Земли) весит 51 х 1014 тонн.
Вокруг земного шара масса воздуха неодинаковая. Соответственно колеблется и уровень атмосферного давления. На участках с большей массой воздуха наблюдается более высокое давление. Если же воздуха меньше (его также называют разреженным в таких случаях), то и давление ниже.
Движение Солнце
Почему меняется вес атмосферы? Секрет этого явления таится в нагревании воздушных масс. Дело в том, что нагревание воздуха происходит вовсе не от солнечных лучей, а за счет земной поверхности.
Вблизи нее воздух нагревается и, становясь легче, поднимается вверх. В это время охлажденные потоки тяжелеют и опускаются вниз. Этот процесс происходит беспрерывно. Каждый воздушный поток имеет свое давление, а его разность вызывает ветер.
Введение
Сегодня за окном идёт дождь. После дождя уменьшилась температура воздуха, увеличилась влажность и уменьшилось атмосферное давление. Атмосферное давление является одним из основных факторов, определяющих состояние погоды и климата, поэтому знания об атмосферном давлении необходимы в прогнозировании погоды. Большое практическое значение имеет умение измерять атмосферное давление. И его можно измерить специальными приборами-барометрами. В жидкостных барометрах при изменении погоды столбик жидкости понижается или повышается.
Знания об атмосферном давлении необходимы в медицине, в технологических процессах, жизнедеятельности человека и всех живых организмов. Существует прямая связь между изменениями атмосферного давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления может служить признаком изменения погоды и влияет на самочувствие человека.
Описание трёх взаимосвязанных физических явлений из повседневной жизни:
- Связь между погодой и атмосферным давлением.
- Явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
- Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.
Актуальность работы
Актуальность выбранной темы состоит в том, что во все времена люди, благодаря своим наблюдениям за поведением животных могли предугадать изменения погоды, стихийные бедствия, избежать людских жертв.
Влияние атмосферного давления на наш организм неизбежно, резкие изменения атмосферного давления влияют на самочувствие человека, особенно страдают метеозависимые люди. Конечно, уменьшить влияние атмосферного давления на здоровье человека мы не в силах, но помочь собственному организму можем. Правильно организовать свой день, распределить время между трудом и отдыхом может помочь умение измерять атмосферное давление, знание народных примет, использование самодельных приборов.
Цель работы: выяснить, какую роль в повседневной жизни человека играет атмосферное давление.
Задачи:
- Изучить историю измерения атмосферного давления.
- Установить, есть ли связь между погодой и атмосферным давлением.
- Изучить виды приборов, предназначенных для измерения атмосферного давления, изготовленных человеком.
- Изучить физические явления, лежащие в основе работы приборов для измерения атмосферного давления.
- Зависимость давления жидкости от высоты столба жидкости в жидкостных барометрах.
Методы исследования
- Анализ литературы.
- Обобщение полученной информации.
- Наблюдения.
Область исследования: атмосферное давление
Гипотеза: атмосферное давления имеет важное значение для человека.
Значимость работы: материал данной работы может быть использован на уроках и во внеурочной деятельности, в жизни моих одноклассников, учеников нашей школы, всеми любителями исследований природы.
План работы
I. Теоретическая часть (сбор информации):
- Обзор и анализ литературы.
- Интернет-ресурсы.
II. Практическая часть:
- наблюдения;
- сбор информации о погоде.
III. Заключительная часть:
- Выводы.
- Презентация работы.
Как влияет состав атмосферы на давление?
В состав атмосферы входит огромное количество газов. Преимущественно это азот и кислород (98%). Также имеется углекислый газ, неон, аргон и др. Атмосфера начинается с пограничного слоя толщиной 1-2 км и заканчивается экзосферой на высоте около 10 000 км, где плавно переходит в межпланетное пространство.
Состав атмосферы
Состав атмосферы влияет на давление за счет плотности. Каждый компонент имеет свою плотность. Чем больше высота, тем тоньше слой атмосферы и ниже его плотность. Соответственно снижается и давление.
Измерение атмосферного давления
В Международной системе единиц атмосферное давление измеряется в паскалях (Па). Также в России используются такие единицы, как бар, миллиметры ртутного столба и их производные. Их применение обусловлено приборами, при помощи которых измеряется давление – ртутными барометрами. 1 мм ртутного столба соответствует около 133 Па.
Барометры бывают двух типов:
- жидкостные;
- механические (барометр-анероид).
Жидкостные барометры заполняются ртутью. Изобретение данного прибора – это заслуга итальянского ученого Эванджелисты Торричелли. В 1644 году он проводил эксперимент с емкостью, ртутью и колбой, которая открытым отверстием опускалась в жидкость.
Интересно: Цунами: что это такое, причины возникновения, виды, последствия, фото и видео
При изменении давления ртуть то поднималась, то опускалась в колбе. Современные ртутные барометры со шкалами считаются наиболее точными, но не очень удобными, поэтому их используют на метеорологических станциях.
Барометры
Более распространены барометры-анероиды. В конструкции такого прибора предусмотрена металлическая коробка с разреженным воздухом внутри. Когда давление понижается, коробка расширяется. При возрастающем давлении коробка сжимается и действует на прикрепленную пружину. Пружина приводит в движение стрелку, которая отображает на шкале уровень давления.
Интересный факт: существует эталон единицы давления (как и других единиц физических величин). Первичный эталон, отображающий абсолютное давление максимально точно, находится во Всероссийском НИИ метрологии имени Менделеева (Санкт-Петербург).
Измерительные приборы
В географии есть 2 прибор, с помощью которых можно определить давление атмосферы:
- Ртутный барометр. В основном используется на метеостанциях, поскольку прибор хрупкий, а ртуть крайне опасный металл.
- Барометр-анероид.
Ртутный барометр это труба из стекла размером в 1 метр. Один конец это трубы плотно запаян, а другой опущен в миску, которая содержит ртуть. При первом переворачивании прибора, жидкость заполняет трубу и указывает текущее давление. Казалось бы ртуть должна полностью заполнить трубу, но этого не происходит. Причина именно в воздушном давлении. В дальнейшем под воздействием этого показателя ртуть поднимается или опускается в колбе, позволяя метеорологам говорить о текущем давлении в а переводится как «без жидкости». В результате прибор становится более «динамичным» и его без опасений можно переносить на любые расстояния. В его основе лежит круглая коробочка, из которой выкачан весь воздух, и которая абсолютно герметична. Она меняет свой размер в зависимости от атмосферного давления: расширяется при его повышении и сужается при снижении.
Норма атмосферного давления для человека
Нормальное атмосферное давление – это 760 мм ртутного столба или 101 325 Па при температуре 0℃ на уровне моря (45º широты). При этом на каждый квадратный сантиметр поверхности земли атмосфера воздействует с силой в 1,033 кг. Ртутный столб высотой 760 мм уравновешивает массу этого воздушного столба.
Показатель в 760 мм тоже был определен Торричелли в ходе эксперимента. Также он заметил, что когда колба наполняется ртутью, вверху остается пустота. Впоследствии это явление получило название «торричеллиевой пустоты». Тогда ученый еще не знал, что в ходе своего эксперимента создал вакуум – то есть пространство, свободное от каких-либо веществ.
При стандартном давлении в 760 мм ртутного столба человек ощущает себя наиболее комфортно. Если учесть предыдущие данные, то на человека воздух давит с силой около 16 тонн. Почему тогда мы не ощущаем этого давления?
Дело в том, что внутри организма тоже имеется давление. Не только люди, но и представители животного мира приспособились к атмосферному давлению. Каждый орган формировался и развивался под влиянием данной силы. Когда атмосфера воздействует на тело, эта сила распределяется равномерно по всей поверхности. Таким образом, давление уравновешивается, и мы его не чувствуем.
Карта атмосферного давления России
Норму атмосферного давления не стоит путать с климатической нормой. Каждый регион имеет свои стандарты для определенного времени года. Например, жителям Владивостока повезло, поскольку там среднегодовой показатель атмосферного давления почти равен норме – 761 мм ртутного столба.
А в населенных пунктах, расположенных в горной местности (например, в Тибете), давление гораздо ниже – 413 мм ртутного столба. Это связано с высотой около 5000 м.
Метеозависимость что делать?
Движение ртути более чем на одно деление за 3 часа – повод для стресса у крепкого организма здорового человека. Такие колебания чувствует каждый из нас в виде головной боли, сонливости, усталости. Более трети людей страдает от метеозависимости в разной степени тяжести. В зоне высокой чувствительности население с заболеваниями сердечно-сосудистой, нервной и дыхательной системы, пожилые люди. Как помочь себе, если близится опасный циклон?
Прочтите также: Ощущение сухости в горле
15 способов пережить метеоциклон
Здесь собрано не так много новых советов. Считается, что в совокупности они облегчают страдания и учат правильному образу жизни при метеоуязвимости:
- Регулярно ходите к врачу. Консультируйтесь, обсуждайте, спрашивайте совета на случай ухудшения самочувствия. Имейте всегда под рукой прописанные препараты.
- Купите барометр. Продуктивнее отслеживать погоду по движению ртутного столба, а не боли в колене. Так вы сумеете предвидеть надвигающийся циклон.
- Следите за прогнозом погоды. Предупрежден – значит вооружен.
- Накануне перемены погоды высыпайтесь и ложитесь раньше обычного.
- Налаживайте режим сна. Обеспечьте себе полноценный 8-часовой сон, подъем и засыпание в одно время. Это оказывает мощный восстановляющий эффект.
- График питания равносильно важен. Следите за сбалансированным рационом. Калий, магний и кальций – обязательные минералы. Запрет на переедание.
- Пейте витамины курсом весной и осенью.
- Свежий воздух, прогулки на улице – легкие и регулярные нагрузки укрепляют сердце.
- Не перенапрягайтесь. Отложить бытовые дела не так опасно, как обессилить организм перед циклоном.
- Копите благоприятные эмоции. Угнетенный эмоциональный фон подпитывает болезнь, потому улыбайтесь чаще.
- Одежда из синтетических ниток и меха вредна статическим током.
- Храните народные способы снятия симптомов списком на видном месте. Рецепт травяного чая или компресса трудно вспомнить, когда ломит виски.
- Работники офисов в высотных зданиях страдают от перемены погоды чаще. Берите отгул по возможности, а лучше меняйте работу.
- Длительный циклон – дискомфорт на несколько дней. Есть возможность уехать в спокойный регион? Вперед.
- Профилактика минимум за день до циклона готовит и укрепляет организм. Не сдавайтесь!
Не забывайте принимать витамины для укрепления здоровья
Атмосферное давление – это явление, которое абсолютно не зависит от человека. Более того, наше тело подчиняется ему. Какое должно быть оптимальное давление для человека определяет регион жительства. Особо поддаются метеозависимости люди с хроническими заболеваниями.
Повышение и понижение давления
Когда давление превышает отметку в 760 мм. рт. ст., его называют повышенным, а когда показатель меньше нормы – пониженным.
В течение 24 часов происходит несколько перепадов атмосферного давления. Утром и вечером оно повышается, а после 12 часов дня и ночи – понижается. Это происходит в связи с тем, что меняется температура воздуха и, соответственно, его потоки перемещаются.
В зимний период над материковой частью Земли отмечается самое высокое атмосферное давление, потому что воздух имеет низкую температуру и отличается высокой плотностью. Летом наблюдается противоположная ситуация – отмечается минимальное давление.
В более глобальных масштабах уровень давления тоже зависит от температуры. Земная поверхность нагревается неодинаково: планета имеет геоидную (а не идеально круглую) форму и вращается вокруг Солнца. Одни зоны нагреваются сильнее, другие – слабее. Из-за этого и атмосферное давление распределяется по поверхности планеты зонально.
Пояса атмосферного давления
Ученые выделяют 3 пояса, где преобладает низкое давление и 4 пояса с преобладающими максимумами. Зона экватора прогревается больше всего, поэтому легкий теплый воздух поднимается вверх, а у поверхности образовывается низкое давление.
Интересно: Климатические пояса мира — классификация, карта, описание типов климата, фото и видео
Вблизи полюсов все наоборот: холодный воздух опускается, поэтому здесь отмечается высокое давление. Если посмотреть на схему распределения давления по поверхности планеты, можно заметить, что пояса минимумов и максимумов чередуются.
Кроме того, нужно помнить и о неравномерном нагревании обоих полушарий Земли в течение года. Это приводит к определенному смещению поясов низкого и высокого давления. Летом они сдвигаются в северном направлении, а зимой – в южном.
Из истории открытия знаний о весе, давлении воздуха и изобретении барометра
О том, как измерить атмосферное давление, догадался итальянский математик и физик, выпускник иезуитского колледжа Э. Торричелли. Вместе с В. Вивиани – юным учеником Галилея – он провёл опыты по его измерению. Торричелли тоже был одним из последних учеников Галилея, и основываясь на его догадках доказал, что воздух имеет вес и оказывает давление.
Эванжелиста Торричелли и его барометр. Автор: Saperaud~commonswiki
Торричелли впервые открыто выступил против догм Аристотеля. Рассуждая о насосе, он заявил, что
«прежде всего вода поднимается вслед за поршнем вовсе не потому, что «природа боится пустоты», просто воду гонит в насос давление, которое оказывает воздух на поверхность реки. В трубе же насоса, под поршнем, воздуха нет, поэтому вода входит в неё до тех пор, пока вес водяного столба в трубе насоса не уравновесит наружное давление воздуха».
Но доказал он это немного позже. Предложенный им опыт был осуществлён в 1643 г. В этом опыте использовалась запаянная с одного конца стеклянная трубка длиной около 1 м. Её наполняли ртутью и, закрыв пальцем (чтобы ртуть не выливалась раньше времени), перевернув, опускали в широкую чашку со ртутью.
Часть ртути из трубки выливалась, и в её верхней части образовывался вакуум (первая настоящая пустота, обнаруженная на Земле – Торричеллиева пустота). При этом высота столба ртути в трубке оказалась равной примерно 760 мм (если отсчитывать её от уровня ртути в чашке). Воздух давил на ртуть чашки и не давал вылиться из трубки.
Учёный также догадался, что давление атмосферы связано с изменением погоды. Наблюдая за высотой ртутного столба в трубке, Торричелли заметил, что атмосферное давление непостоянно и зависит от «теплоты или холода». Столбик в трубке то опускался, то поднимался, указывая на нужное деление шкалы. Вот почему в качестве одной из единиц давления взят миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.). Тяжесть по-гречески «барос», и прибор Торричелли стали называть барометром.
Принцип действия барометра Торричелли
О давлении и весе воздуха почти одновременно с Торричелли догадался и другой известный учёный того времени – Декарт. Он объяснил, почему из продырявленного на дне флакона при закрытой крышке духи не вытекают, а при открытой вытекают, именно разностью в давлении воздуха на разные площади поверхности. Когда крышка флакона закрыта, поверхностное натяжение воды на небольшом отверстии способно удерживать жидкость во флаконе. При открытой крышке оно преодолевается силой давления воздуха и духи начинают вытекать. Декарт выдвинул гипотезу, что с высотой воздух становится реже, а значит, должно уменьшаться и его давление.
Уже после опытов Торричелли Декарт поручил талантливому французскому математику и физику Блезу Паскалю проверить его догадку – верно ли, что давление с высотой убывает. Для этого он должен был подняться в горы с трубкой Торричелли. Опустившийся вниз столбик ртути на высоте горы Пюи де Дом подтвердили гипотезы Торричелли и Декарта.
Паскаль сделал вывод:
«законы давления жидкостей, известные ещё со времён славного Архимеда и развитые голландцем Симеоном Стевином, во многом справедливы и для воздуха».
Давление воздуха не замечается человеком, потому что по законам давления в жидкостях и газах оно направлено и в стороны, и вниз.
Влияние на человека
Атмосферное давление оказывает серьезное воздействие на организм человека. Это вполне естественно, если учитывать все вышесказанное относительно силы, с которой воздух давит на наше тело и оказываемого противодействия.
Как изменения в погоде влияют на человека
Существует понятие метеорологической зависимости, подтвержденное наукой и медициной. Метеопатами считаются люди, организм которых реагирует даже на минимальные отклонения давления от нормы. К ним также относятся люди с некоторыми хроническими заболеваниями (в частности сердечнососудистой, нервной системы и др.).
В целом организм человека умеет приспосабливаться к изменению климатических условий. Например, при путешествии в страну с совершенно другими погодными условиями может потребоваться несколько дней на акклиматизацию.
Значительные отклонения от нормы будут ощутимы для абсолютно любого человека. Сюда относится как повышенное, так и пониженное давление.
В обычной жизни повышение атмосферного давления до критического уровня, при котором ухудшается самочувствие человека, не происходит (за исключением вышеупомянутых метеозависимых и хронически больных). Ощутить его эффект можно, например, при погружении на большую глубину.
Пониженное и повышенное давление
Пониженное атмосферное давление более опасно. Его воздействие можно легко ощутить на большой высоте. Существует понятие высотной болезни, при которой увеличивается количество углекислого газа. Объем кислорода при этом, наоборот, понижается, поэтому ткани организма ощущают кислородное голодание. Сосуды быстро реагируют на это, провоцируя резкое возрастание давления в организме.
Изобаты
Изобаты применяются в картографии, обозначая линии, которые соединяют метки, характеризующие равное атмосферное давление. Определение может показаться сложным, но на примерах ниже все станет понятно. Есть 2 вида таких точек: замкнутые и незамкнутые.
Примером замкнутой изобары может служить циклон. Внутри такой изобаты пониженное атмосферное давление, поскольку выпадает большое количество осадков, которые образуют испарение, а также которые мешают быстрому прогреву поверхности. В результате внутри образуется область низким давлением, а её окружает область с высоким давлением.
Примером незамкнутой изобары служит антициклон. В данном случае в центре находится область с высоким атмосферным давлением, а за ее пределами находится область с низким атмосферным давлением. Эти ситуации возникают, когда внутри изобаты длительное время отсутствуют осадки, и поверхность легко и быстро прогревается. Это и служит одним из источников высокого атмосферного давления. Такие изобаты чаще всего встречаются в южной части Тихого океана или в северной части Атлантического океана.
Циклон
Циклон – это огромная масса воздуха, которая вращается в виде вихря вокруг вертикальной оси диаметром до нескольких тысяч километров. В центре данного вихря наблюдается пониженное давление.
Циклоны
В Северном полушарии атмосферный вихрь циклона вращается против часовой стрелки, в Южном – по часовой. Циклоны возникают регулярно, так как их образование напрямую связано с вращением Земли. Не бывает циклонов рядом с экватором.
Циклоны бывают двух типов:
- Тропические. Возникают в тропических широтах, отличаются относительно небольшими размерами. Однако им свойственна огромная, разрушительная сила ветра.
- Внетропические. Формируются в полярных и умеренных широтах. Достигают нескольких тысяч километров в диаметре.
Интересный факт: в тропических циклонах нередко наблюдается «глаз бури» – это область размером около 20 км в самом центре вихря, в которой сохраняется ясная и безветренная погода.
Главные отличительные особенности циклона – колоссальная энергия, которая проявляется в виде сильных ветров, бурь, гроз, шквалов, осадков. Мощным тропическим циклонам присваивают уникальные имена или названия, например, «Катрина» (2005), «Нина» (1975), «Дориан» (2019).
Антициклон
Антициклон – это не только противоположность циклона. Данное явление имеет другой механизм возникновения. Ветер в обоих полушариях Земли движется в обратном направлении по сравнению с циклоном.
Антициклон
Антициклон представляет собой область высокого давления. Ей свойственны замкнутые изобары – это линии, которыми отмечаются места с одинаковым атмосферным давлением.
Антициклон приносит стабильные погодные условия, соответствующие времени года. Летом это безветренная жаркая погода, зимой – морозная. Характеризуется малым количеством облаков или полным их отсутствием.
Интересно: Как измеряют скорость ветра?
Формируются антициклоны на определенных участках. Например, чаще всего они возникают над большими массивами льда: в Антарктиде, Гренландии, Арктике. Также встречаются в тропиках.
Антициклоны тоже несут в себе опасность и неприятные последствия. Они могут способствовать возникновению пожаров, продолжительных засух. При долгом отсутствии ветра в крупных городах накапливаются вредные вещества, газы, что особенно остро ощущают люди с заболеваниями дыхательных путей.
Разница между циклоном и антициклоном
Интересный факт: существуют блокирующие циклоны, которые формируются над определенной зоной и никуда не движутся. При этом они не пропускают прочие воздушные массы. Обычно они длятся не дольше 5 суток, но регулярно в Европейской части России антициклоны держатся около месяца. Последний раз это было в 2015 году. Результат – жара, засуха, лесные пожары.
Циклоны и антициклоны
В атмосфере существуют два основных типа систем давления: циклоны и антициклоны. Циклоны и антициклоны — это ветровые системы, имеющие противоположные характеристики.
Циклон – это совокупность ветров, циркулирующих в системе низкого давления. Он вращается против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном. Обычно он ассоциируется с сырой и штормовой погодой.
Антициклон — то тип ветра, который циркулирует в системе высокого давления. Он вращается по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном. Обычно он ассоциируется с сухой и ясной погодой.
Для того, чтобы лучше понять, чем отличаются эти два явления, рассмотрим их более подробно.
Циклон — это область низкого давления, где воздушные массы поднимаются ввысь. Обычно это указывает на плохую погоду, например, на дождь или облака. Ветры в циклонах дуют против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии. В циклоне воздух у земли вытесняется к центру циклона с низким давлением, а затем поднимается вверх, расширяясь и охлаждаясь при движении. По мере охлаждения поднимающийся воздух становится более влажным, что приводит к облачности и высокой влажности внутри циклона. Основные последствия тропических циклонов включают проливной дождь, сильный ветер, сильные штормовые нагоны вблизи берега и торнадо. Разрушение от тропического циклона, такого как ураган или тропический шторм, в основном зависит от его интенсивности, размера и местоположения.
Циклоны бывают двух типов:
1. Тропические циклоны. Это циклоны, образующиеся над теплыми тропическими океанами, называются еще тропическими штормами или тропическими депрессиями. Отличаются относительно небольшими размерами. Однако им свойственна огромная, разрушительная сила ветра.
Основные бассейны тропических циклонов включают Северную Атлантику (включая Карибский бассейн), восточную часть Тихого океана, западную часть Тихого океана, северную часть Индийского океана, юго-Западную часть Индийского океана, южную часть Тихого океана и Австралийский регион. Обычно тропические циклоны развиваются в пределах между 5 и 30 градусов широты, так как для их образования требуется океанская вода с температурой 27 °С или около того.
Терминология, связанная с тропическими циклонами, весьма запутанная, потому что в разных частях мира люди называют эти опасные штормы разными именами. В Северной Атлантике и Карибском бассейне, а также в северо-восточной части Тихого океана их обычно называют «ураганами». В северо-западной части Тихого океана — самом активном бассейне тропических циклонов в мире – это “тайфуны”, в то время как в Индийском океане и Южной части Тихого океана они просто “тропические циклоны” или “циклоны». «Торнадо» – гораздо меньшие по размеру и более локализованные, чем тропические циклоны, но способные генерировать еще более высокие скорости ветра – иногда в просторечии называют “циклонами”, хотя это совершенно разные штормы.
Особенно сильные грозы, генерирующие большинство самых сильных торнадо в мире, образуют вращающиеся восходящие потоки, называемые мезоциклонами. В Соединенных Штатах ежегодно происходит около 1700 мезоциклонов, причем примерно 50 процентов из них превращаются в торнадо.
Зарождение огромного торнадо
Циклоны относятся к числу наиболее опасных и разрушительных стихийных бедствий, которые могут произойти. Они были причиной 1,9 миллиона смертей во всем мире за последние два столетия. Согласно некоторым оценкам, ежегодно от этих штормов погибают до 10 000 человек. Наибольший ущерб циклоны, как правило, наносят прибрежным районам.
Последствия циклона «Идай» — самого смертоносного тропического циклона среди циклонов в юго-западной части Индийского океана существовавшего с 4 по 21 марта 2021 года. Порывы ветра достигали скорости 280 км/ч. Циклон затронул государства Мозамбик, Мадагаскар, Зимбабве и Малави, вызвал сильные наводнения в затронутых территориях, приведшие к многочисленным жертвам. По меньшей мере погибло 1297 человек, сотни тысяч оказались нуждающимися в помощи, а экономический ущерб в этих регионах в сумме превысил 2 млрд долларов США.
Последствия тропического циклона «Кеннет» в Мозамбике. Циклон обрушился на северную часть Мозамбика 25 апреля 2021 года с ливнями и ветром со скоростью до 220 км/ч. В результате стихии погибло более 40 человек. На Коморских островах циклон уничтожил почти 80 % ферм и более 60 % сельскохозяйственных культур, а также свыше 3800 домов. Ранее Мозамбик серьезно пострадал от тропического циклона «Идай».
2. Внетропические или среднеширотные циклоны. Развиваются вдоль фронтальных границ в средних широтах. Эти циклоны, которые, в отличие от их тропических аналогов, развиваются там, где существуют резкие температурные градиенты между соседними воздушными массами, могут быть намного больше, чем ураганы, хотя их ветры, как правило, слабее. Достигают нескольких тысяч километров в диаметре.
3. Полярные циклоны, они же «Арктические ураганы» — иногда формируются над арктическими и антарктическими морями, обусловленные влиянием холодного воздуха, движущимся над несколько более теплыми океанскими водами. В Северном полушарии метеорологи иногда называют полярные циклоны “арктическими ураганами”, потому что их источник энергии – теплопередача от воды к воздуху и скрытое тепло, выделяемое при конденсации облаков, а также потому, что их спиральные облачные полосы несколько похожи на тропические циклоны. Полярные циклоны часто формируются быстро, иногда менее чем за 24 часа, и их трудно заранее спрогнозировать.
Антициклон представляет собой область высокого давления, где воздушные массы опускаются к земле. Обычно это указывает на хорошую погоду. Ветры в антициклоне дуют по часовой стрелке в северном полушарии и против часовой стрелки в южном полушарии. Воздушные массы в центре антициклона двигаются вниз, заменяясь нисходящим потоком воздуха с больших высот. По мере движения вниз воздух сжимается и нагревается, что снижает его влажность и приводит к уменьшению количества облаков внутри антициклона, сухой и безоблачной погоде.
Как известно, ветры дуют из системы высокого давления в систему низкого. В случае антициклона ветер дует и расходится от центра системы высокого давления. Однако он не течет прямо наружу. Благодаря вращению Земли воздух имеет тенденцию двигаться по спирали. В Северном полушарии воздушные потоки в области высокого давления движутся по часовой стрелке, а в Южном — против. Эта закономерность гарантирует, что ветры к востоку от антициклона в Северном полушарии принесут холодный воздух с севера, в то время как ветры к западу принесут теплый воздух с юга. В Южном полушарии эта картина обратная.
Антициклон приносит стабильные погодные условия, соответствующие времени года. Летом стоит безветренная жаркая погода, зимой — морозная. Для него характерно небольшое количество облаков или их полное отсутствие.
Антициклоны формируются на определенных участках. Например, чаще всего они встречаются над большими массивами льда: в Антарктиде, Гренландии и Арктике. Также иногда бывают и в тропиках.
Антициклоны также несут в себе опасность и неприятные последствия. Они могут способствовать возникновению пожаров, продолжительной засухе. При длительном отсутствии ветра в крупных городах накапливаются вредные вещества и газы, что особенно актуально для людей с респираторными заболеваниями.
Смог в Китае. В некоторых городах без маски здесь практически невозможно выйти на улицу. Смог даже виден из космоса. Ученые посчитали, что погулять по улицам без маски равносильно выкуренной пачке сигарет.
Как с высотой изменяется атмосферное давление? Формула, график
Атмосферное давление напрямую зависит от высоты. Чем выше, тем давление ниже и наоборот. Если подняться на 12 м выше уровня моря, столбик ртути в барометре снизится на 1 мм.
Давление чаще отображают в гектопаскалях вместо мм рт. ст.: 1 мм = 133,3 Па = 1, 333 гПа. Показать взаимоотношение высоты и давления можно при помощи несложной формулы:
∆h/∆P=12 м/мм рт. ст или ∆h/∆P=9 м/гПа,
где ∆h — изменение высоты, ∆P — изменение давления.
Таким образом, при подъеме на 9 метров, уровень давления снижается на 1 гПа. Этот показатель называется барической ступенью. Норма атмосферного давления – 1013 гПа (можно округлить до 1000).
Как с помощью этих данных рассчитать изменение давление на другой высоте? К примеру, при подъеме на 90 м давление снизится на 10 гПа. В таком случае выходит, что при подъеме на 900 м давление упадет до 0.
Но с высотой меняется и плотность воздуха, поэтому, когда речь идет о большей дистанции (начиная с 1,5-2 км), все расчеты надо проводить с учетом данного показателя.
График соотношения высоты и давления
График изменения атмосферного давления с высотой наглядно отображает все вышесказанное. Он приобретает вид кривой линии, а не прямой. Из-за того, что плотность атмосферы неодинаковая, с увеличением высоты давление начинает снижаться все медленнее. Однако оно никогда не достигнет нуля, поскольку повсюду есть какое-то вещество – во Вселенной нет вакуума.
Влияние колебаний ад на организм человека
Так как баланс достигается за счет жидкостей нашего тела – кровь, лимфа, тканевая жидкость – атмосферное давление напрямую влияет на артериальное. Изменения в одном приводит к дисбалансу в другом.
Низкий показатель барометра
Снижение давления, которое наблюдается при подъеме на высоту, может привести к таким последствиям:
- затрудненное дыхание;
- низкий пульс;
- усталость, сонливость;
- апатия;
- пониженное артериальное давление;
- головная боль;
- приступы головокружения;
- тошнота или рвота;
- расстройства пищеварительной системы;
- проблемы с сосредоточением.
При понижении давления воздуха в группе риска находятся люди с патологиями органов дыхания и обычно пониженным артериальным давлением. Обычно их состояние в таких условиях становится хуже. Если человек не ощущает изменений, для него подобные колебания можно считать нормой.
Высокий показатель барометра
Колебания вверх ртутного столба наблюдаются при спуске в шахты, пещеры или другие низменности.
Дискомфорт будет отличаться от пониженного АД:
- гул в ушах, закладывает уши;
- пульсация в висках и на шее;
- повышение артериального давления;
- увеличение пульса;
- прилив крови к коже человека, покраснения;
- мушки перед глазами;
- головная боль:
- головокружения;
- тошнота или рвота.
Обратите внимание!
При повышенном атмосферном давлении часто происходят инфаркты и инсульты. Людям, склонным к метеозависимости, стоит следить за погодными условиями и в дни повышенного АД не перегружать свой организм стрессом или физическими нагрузками.
Группы риска
Если ртуть за 2-3 часа сдвигается даже на одно деление, метеозависимые люди это почувствуют. Усталость, сонливость, тошнота и другие неприятные или даже болезненные симптомы сразу себя проявят. Кого отнести к зависимым от изменений атмосферного давления людям?
Различные травмы, болезни или врожденные патологии – причина подобных неприятных симптомов. Так что страдают от метеозависимости в первую очередь люди:
- с повышенным или пониженным артериальным давлением;
- с патологиями органов дыхания – астма, бронхит, плеврит, травмы грудной клетки, гайморит, синусит;
- с нарушениями опорно-двигательного аппарата – артроз, остеохондроз, старые травмы;
- с ушными болезнями;
- после черепно-мозговых травм или с повышенным внутричерепным давлением.
Что делать для облегчения симптомов
Людям среднего и старшего возраста очень важно бережно относится к своему здоровью. Циклоны и антициклоны могут вызвать серьезные последствия.
Чтобы предотвратить инсульт и инфаркт, а также облегчить неприятные симптомы, стоит прислушаться к некоторым советам:
- Консультация с лечащим врачом. Он, опираясь на особенности пациента, сможет подобрать нужный препарат или, например, лечение в кислородной барокамере.
- Регулярная проверка погодных условий. Нужно освобождать такие дни от нагрузок на работе и дома.
- Правильный режим сна. Продолжительность сна должна составлять не менее 7 часов. При изменениях погоды лучше ложиться спать раньше.
- Правильное питание. Меню должно быть сбалансированным и полноценным. Исключить жирное, но употреблять продукты содержащие омега 3-6-9 кислоты.
- Прогулки на свежем воздухе (желательно в вечернее время).
- Умеренные физические нагрузки.
- Снижение уровня стресса.
Атмосферное давление в горах
В горах давление будет в любом случае ниже. Как себя при этом чувствует человек, зависит от высоты, а также дополнительных условий. Например, при нормальной влажности подъем на 3000 м может вызвать слабость, снижение работоспособности. Это объясняется недостатком кислорода.
Во влажном климате аналогичные ощущения возникают уже на высоте 1000 м. Дело в том, что молекулы воды вытесняют молекулы кислорода – во влажном воздухе его меньше. А в сухом климате можно практически без проблем подняться на 5000 м.
Снижение давления с высотой
Разная высота и ее влияние:
- 5 км – ощущение недостатка кислорода.
- 6 км – максимальная высота, на которой располагаются постоянные поселения.
- 8,9 км – высота Эвереста. Вода закипает при температуре +68℃. Недолго находиться на таком уровне могут подготовленные люди.
- 13,5 км – безопасно находиться можно лишь при наличии чистого кислорода. Максимально допустимая высота, на которой можно пребывать без специальной защиты.
- 20 км – высота, недопустимая для человека. Только при условии нахождения в герметичной кабине.
Симптомы патологий при высоком и низком атмосферном давлении
Важно понимать, что колебания погоды и перепады атмосферного давления сами по себе не могут стать причиной появления какого-либо заболевания. Они могут выступать в провоцирующей роли, то есть усугублять текущие проблемы со здоровьем.
Заподозрить наличие метеозависимости можно при появлении таких симптомов во время смены погодных условий:
- Появление ломоты в теле, мышцах, суставах.
- Головные боли.
- Головокружение.
- Колебания артериального давления.
- Усиленная потливость или озноб.
- Вялость, сонливость, потеря трудоспособности.
- Обострение аллергических проявлений.
- Звон или шум в ушах.
Выделяют несколько форм метеозависимости. При первой форме симптомы тревожат человека не в высокой степени, а для выхода из этого состояния не требуется прием лекарственных препаратов. Адаптация к изменениям погоды происходит достаточно быстро. Для второй формы характерно обострение хронических заболеваний. К третьей группе людей относятся те, кто страдает метеоневрозом.
