Воздух, окружающий Землю, имеет массу, и несмотря на то, что масса атмосферы примерно в миллион раз меньше массы Земли (общая масса атмосферы равна 5,2*10 21 г, а 1 м 3 воздуха у земной поверхности весит 1,033 кг), эта масса воздуха оказывает давление на все объекты, находящиеся на земной поверхности. Сила, с которой воздух давит на земную поверхность, называется атмосферным давлением.

На каждого из нас давит столб воздуха в 15 т. Такое давление способно раздавить все живое. Почему же мы его не ощущаем? Объясняется это тем, что давление внутри нашего организма равно атмосферному.

Таким образом, внутреннее и внешнее давление уравновешиваются.

Барометр

Атмосферное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Для его определения пользуются специальным прибором — барометром (от греч. baros — тяжесть, вес и metreo — измеряю). Существуют ртутные и безжидкостные барометры.

Безжидкостные барометры получили название барометры-анероиды (от греч. а — отрицательная частица, nerys — вода, т. е. действующий без помощи жидкости) (рис. 1).

Рис. 1. Барометр-анероид: 1 — металлическая коробочка; 2 — пружина; 3 — передаточный механизм; 4 — стрелка-указатель; 5 — шкала

Нормальное атмосферное давление

За нормальное атмосферное давление условно принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0 °С. В этом случае атмосфера давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм.

Опыт Торричелли

Величина 760 мм была впервые получена в 1644 г. Эванджелистом Торричелли (1608-1647) и Винченцо Вивиани (1622-1703) — учениками гениального итальянского ученого Галилео Галилея.

Э. Торричелли запаял с одного конца длинную стеклянную трубку с делениями, наполнил ртутью и опустил в чашку с ртутью (так был изобретен первый ртутный барометр, который получил название трубки Торричелли). Уровень ртути в трубке понизился, так как часть ртути вылилась в чашку и установилась на уровне 760 миллиметров. Над столбиком ртути образовалась пустота, которая получила название Торричеллиевой пустоты (рис. 2).

Э. Торричелли полагал, что давление атмосферы на поверхность ртути в чашке уравновешивается весом столба ртути в трубке. Высота этого столба над уровнем моря — 760 мм рт. ст.

Рис. 2. Опыт Торричелли

1 Па = 10 -5 бар; 1 бар = 0,98 атм.

Повышенное и пониженное атмосферное давление

Давление воздуха на нашей планете может изменяться в широких пределах. Если давление воздуха больше 760 мм рт. ст., то оно считается повышенным, меньше - пониженным.

Так как с подъемом вверх воздух становится все более разреженным, атмосферное давление понижается (в тропосфере в среднем 1 мм на каждые 10,5 м подъема). Поэтому для территорий, расположенных на разной высоте над уровнем моря, средним будет свое значение атмосферного давления. Например, Москва лежит на высоте 120 м над уровнем моря, поэтому среднее атмосферное давление для нее — 748 мм рт. ст.

Атмосферное давление в течение суток дважды повышается (утром и вечером) и дважды понижается (после полудня и после полуночи). Эти изменения связаны с изменением и перемещением воздуха. В течение года на материках максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен, а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит ярко выраженный зональный характер. Это обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления.

На земном шаре выделяются три пояса с преобладанием низкого атмосферного давления (минимумы) и четыре пояса с преобладанием высокого (максимумы).

В экваториальных широтах поверхность Земли сильно прогревается. Нагретый воздух расширяется, становится легче и поэтому поднимается вверх. В результате у земной поверхности близ экватора устанавливается низкое атмосферное давление.

У полюсов под воздействием низкой температуры воздух становится более тяжелым и опускается. Поэтому у полюсов атмосферное давление, повышенное по сравнению с широтами на 60-65°.

В высоких слоях атмосферы, наоборот, над жаркими областями давление высокое (хотя и ниже, чем у поверхности Земли), а над холодными — низкое.

Общая схема распределения атмосферного давления такова (рис. 3): вдоль экватора расположен пояс низкого давления; на 30-40° широты обоих полушарий — пояса высокого давления; 60-70° широты — зоны низкого давления; в приполярных районах — области высокого давления.

В результате того, что в умеренных широтах Северного полушария зимой атмосферное давление над материками сильно повышается, пояс низкого давления прерывается. Он сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, наоборот, образуются зимние максимумы: Азиатский и Северо-Американский.

Рис. 3. Общая схема распределения атмосферного давления

Летом в умеренных широтах Северного полушария пояс пониженного атмосферного давления восстанавливается. Огромная область пониженного атмосферного давления с центром в тропических широтах — Азиатский минимум — формируется над Азией.

В тропических широтах материки всегда нагреты сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Таким образом, над океанами в течение всего года существуют максимумы: Северо-Атлантический (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Южно-Индийский.

Линии, которые на климатической карте соединяют пункты с одинаковым атмосферным давлением, называются изобарами (от греч. isos — равный и baros — тяжесть, вес).

Чем ближе изобары друг к другу, тем быстрее изменяется атмосферное давлении на расстоянии. Величина изменения атмосферного давления на единицу расстояния (100 км) называется барическим градиентом .

На образование поясов атмосферного давления у земной поверхности влияют неравномерное распределение солнечного тепла и вращение Земли. В зависимости от времени года оба полушария Земли нагреваются Солнцем по-разному. Это обусловливает некоторое перемещение поясов атмосферного давления: летом — к северу, зимой — к югу.

В мороз нас часто интересует, какая самая низкая температура зафиксирована когда-либо метеорологами, а в жару, какая самая высокая. Вот некоторые рекорды погоды, которыми удивил людей щедрый на сюрпризы климат нашей планеты.

Самая высокая температура воздуха

Максимальная температура воздуха была зафиксирована 13 сентября 1922 года в Ливии, в городе Эль-Азизия. Термометры горожан тогда показывали 58,7 ̊ С. А самая высокая среднегодовая температура воздуха была в 1960 году, в Эфиопии (город Даллол) и равнялась она 34,4 ̊С.

Самая низкая температура воздуха

Минимальную температуру воздуха -89,2 ̊С (!) метеорологи зафиксировали на антарктической станции «Восток» в 1983 году. Там же, в Антарктиде, на полюсе недоступности в 1958 году зафиксированная самая низкая среднегодовая температура воздуха. Она равнялась -57,8 ̊С.

Максимальное количество осадков

Максимальное количество осадков за минуту 31,2 мм выпало 4 июля 1956 года в американском городе Юнионвилл.
Суточное максимальное количество осадков 1870 мм было зафиксировано с 15 по 16 марта 1952 года на острове Индийского океана Реюньон, в городе Силаос.
Максимальное количество осадков за месяц, 9299 мм, выпало в июле 1861 года в индийском городе Черапунджи. Там же и в том же году зафиксировано максимальное годовое количество осадков – 26461 мм.

Максимальное и минимальное атмосферное давление

Максимальное атмосферное давление, приведённое к уровню моря, было зафиксировано 31 декабря 1968 года, в населённом пункте Агата Красноярского края и равнялось оно 812мм.рт.ст.
Минимальное атмосферное давление зафиксировали 24 сентября 1958 года в центре тайфуна вблизи Филиппин. Величина его была всего 654,8мм.рт.ст.

Рекорды скорости ветра

Максимальная скорость ветра (в порыве), 104 м/с, на высоте десять метров над поверхностью Земли, была замерена 12 апреля 1934 года в Америке, на горе Вашингтон. Там же и в это же время была замерена максимальная скорость ветра в течение нескольких минут – 101м/с.
Максимальная среднемесячная скорость ветра была зафиксирована в июле 1913 года на мысе Денисона (Антарктида) и равна она была 24,9м/с.
Среднегодовая максимальная скорость ветра, замеренная там же с апреля 1912 года по февраль 1913-го, равнялась 19,4м/с.

Максимальная высота снежного покрова зафиксирована весной, 9 мая (!) 1911 года в населённом пункте Тамарак, в Калифорнии. Толщина «снежного одеяла» была 11,5 метров!

Самая большая градина, упавшая 3 сентября 1970 года в американском городке Коффивилл, весила 750 грамм!

И ещё один рекорд природы: наибольшее число солнечных часов в году зафиксировано в пустыне Сахара. Их 4700 или 97% из всех возможных.

Атмосферный воздух имеет физическую плотность, вследствие чего притягивается к Земле и создает давление. В процессе развития планеты менялся как состав атмосферы, так и ее атмосферное давление. Живые организмы вынуждены были приспосабливаться к существующему давлению воздуха, меняя свои физиологические характеристики. Отклонения от среднего атмосферного давления вызывают изменения в самочувствии человека, при этом степень чувствительности людей к подобным изменениям разная.

Нормальное атмосферное давление

Воздух простирается от поверхности Земли до высот порядка сотен километров, за которыми начинается межпланетное пространство, при этом, чем ближе к Земле, тем более воздух сжат под действием собственного веса, соответственно атмосферное давление выше всего у земной поверхности, снижаясь с повышением высоты.

На уровне моря (от которого принято отсчитывать все высоты), при температуре +15 градусов Цельсия атмосферное давление составляет в среднем 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.). Это давление принято считать нормальным (с физической точки зрения), что вовсе не означает, что это давление комфортно для человека при любых условиях.

Атмосферное давление измеряется барометром, градуированным в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), или в иных физических единицах, например, в паскалях (Па). 760 миллиметров ртутного столба соответствуют 101 325 паскалей, но в быту измерение атмосферного давления в паскалях или производных единицах (гектопаскалях) не прижилось.

Ранее атмосферное давление измерялось также в миллибарах, вышедших из употребления и замененных на гектопаскали. Норма атмосферного давления 760 мм рт. ст. соответствует норме атмосферного давления в 1013 мбар.

Давление 760 мм рт. ст. соответствует действию на каждый квадратный сантиметр тела человека силе 1,033 килограмма. Суммарно на всю поверхность тела человека воздух давит с силой порядка 15-20 тонн.

Но человек не чувствует этого давления, поскольку оно уравновешивается растворенными в тканевых жидкостях газами воздуха. Это равновесие нарушается при изменениях атмосферного давления, что человек воспринимает как ухудшение самочувствия.

Для отдельных местностей среднее значение атмосферного давления отличается от 760 мм. рт. ст. Так, если в Москве среднее давление составляет 760 мм рт. ст., то в Санкт-Петербурге всего 748 мм рт. ст.

Ночью атмосферное давление несколько выше дневного, а на полюсах Земли колебания атмосферного давления более выражены, чем в экваториальной зоне, что только подтверждает закономерность, что полярные регионы (Арктика и Антарктика) как среда обитания враждебны человеку.

В физике выводится так называемая барометрическая формула, согласно которой при увеличении высоты на каждый километр атмосферное давление падает на 13%. Реальное распределение давления воздуха следует барометрической формуле не вполне точно, поскольку в зависимости от высоты меняется температура, состав атмосферы, концентрация водяных паров и другие показатели.

Зависит атмосферное давление и от погоды, когда воздушные массы перемещаются из одной местности в другую. На атмосферное давление реагируют также все живое на Земле. Так, рыбаки знают, что норма атмосферного давления для рыбалки пониженная, поскольку при понижении давления хищная рыба предпочитает выйти на охоту.

Влияние на здоровье человека

Метеозависимые люди, а их на планете 4 миллиарда, чутко реагируют на изменения атмосферного давления, а некоторые из них могут достаточно точно предсказывать изменения погоды, руководствуясь своим самочувствием.

Ответить на вопрос, какая норма атмосферного давления наиболее оптимальна для мест пребывания и жизни человека, достаточно затруднительно, поскольку люди адаптируются к жизни в разных климатических условиях. Обычно давление в пределах от 750 до 765 мм рт. ст. не ухудшает самочувствия человека, эти значения атмосферного давления можно считать пределами нормы.

При перепадах атмосферного давления метеозависимые люди могут ощущать:

• головную боль;
• спазмы сосудов с нарушением кровообращения;
• слабость и сонливость с повышенной утомляемостью;
• боли в суставах;
• головокружение;
• чувство онемения в конечностях;
• снижение частоты пульса;
• тошноту и кишечные расстройства;
• одышку;
• понижение остроты зрения.

На изменение давления первым делом реагируют расположенные в полостях организма, суставах и кровеносных сосудах барорецепторы.

При перемене давления у метеочувствительных людей наблюдаются нарушения в работе сердца, тяжесть в груди, боли в суставах, а при проблемах с пищеварением еще и метеоризм и кишечные расстройства. При значительном понижении давления недостаток кислорода в клетках мозга ведет к головным болям.

Также изменения давления могут вести к нарушениям психического состояния - люди ощущают тревогу, раздражение, беспокойно спят либо, вообще, не могут уснуть.

Статистика подтверждает, что при резких изменениях атмосферного давления увеличивается количество правонарушений, аварий на транспорте и производстве. Прослеживается влияние атмосферного давления на артериальное. У гипертоников повышенное атмосферное давление может вызвать гипертонический криз с головной болью и тошнотой, при том, что в этот момент устанавливается ясная солнечная погода.

На понижение атмосферного давления, напротив, острее реагируют гипотоники. Пониженная концентрация кислорода в атмосфере вызывает у них нарушение кровообращения, мигрень, одышку, тахикардию и слабость.

Метеочувствительность может явиться следствием нездорового образа жизни. Привести к метеочувствительности или усугубить степень ее проявления могут следующие факторы:

• низкая физическая активность;
• неправильное питание с сопутствующим избыточным весом;
• стрессы и постоянное нервное напряжение;
• плохое состояние внешней среды.

Устранение этих факторов снижает степень метеочувствительности. Метеозависимым людям следует:

• включить в рацион продукты с высоким содержанием витамина B6, магния и калия (овощи и фрукты, мед, молочнокислые продукты);
• ограничить употребление мяса, соленой и жареной пищи, сладостей и пряностей;
• отказаться от курения и употребления алкоголя;
• увеличить физическую активность, совершать пешеходные прогулки на свежем воздухе;
• упорядочить сон, спать не менее 7-8 часов.

Количество метеочувствительных людей все время растет. Высота ртутного столбика теперь предсказывает, как пройдет день, какое настроение и самочувствие будет у человека. А ведь изначально считалось, что атмосферное давление влияет только на погоду. Давайте разберемся, что такое низкое и высокое атмосферное давление, и действительно ли оно может так сильно влиять на нашу жизнь.

Что такое атмосферное давление

Если брать общее определение, то это величина, которая показывает, с какой силой давит столб воздуха, начиная от верхней границы атмосферного слоя, на земную или водную поверхность.

Выше 762 мм ртутного столба - это выскокое атмосферное давление, а ниже 758 мм, соответственно, Зафиксировано максимальное давление на уровне моря - 808,7 мм и минимальное - 684 мм.

От чего зависит атмосферное давление

Прежде всего, давление изменяется из-за неравномерного нагрева воздуха над Особенности ландшафтных зон, вращение Земли, разница в теплоемкости и отражающих способностях водной и земной поверхности - все это оказывает влияние в данном случае. В результате образуются циклоны и антициклоны, которые формируют погоду.

Циклоны - это относительно быстро движущиеся вихри с пониженным атмосферным давлением. Летом они приносят дожди и прохладу, зимой - снег и оттепель, но при этом всегда - сильные ветры и пасмурную погоду.

Антициклоны - это медленно движущиеся области, для которых характерно высокое атмосферное давление. Летом они создают жаркую безветренную погоду, а зимой - морозную и ясную.

В общепланетарных масштабах атмосферное давление равномерно изменяется от экватора к полюсам. Области самого низкого давления - это район экватора и 60-65 градусов южной и северной широты. А самое высокое - 30-35 градусов широты и оба полюса. Кроме того, над холодными материками каждую зиму возникает устойчивое высокое атмосферное давление.

Атмосферное давление изменяется также в зависимости от времени суток. Его пики приходятся на 9-10 часов и 21-22 часа, а спады происходят в 3-4 часа утра и 15-16 часов.

У них возможны боли в груди, скачки артериального давления, обострение стенокрадии, мигрень, тахикардия.

Что поможет при высоком атмосферном давлении

Если синоптики предсказывают наступление антициклона и повышение давления, то метеочувствительным людям следует подготовиться заранее - постараться снизить физические нагрузки и посоветоваться с врачом, чтобы тот назначил специальные лекарственные препараты.

Высокое атмосферное давление очень часто влечет за собой или длительную жару. А температура воздуха влияет на здоровье в несколько раз сильней, чем давление. Поэтому лучше поберечь себя и постараться не выходить лишний раз на улицу, при этом в квартире должна быть комфортная температура.

В любом случае, не нужно паниковать, чтобы не получился эффект самовнушения. Интересен факт, что люди, пользующиеся лифтами, подвергаются смене атмосферного давления несколько раз в день, но их здоровье от этого не страдает просто потому, что лифт - привычное явление. Берегите себя!

Атмосферный воздух представляет собой газовую смесь, которая обладает физической плотностью и притягивается к Земле. Вес воздушной массы давит на тело человека с большой силой, которая в числовом выражении составляет около 15 т (1,033 кг/см2). Уравновешивают эту нагрузку тканевые жидкости организма, обогащенные кислородом, но баланс нарушается, если сила воздействия внешнего воздуха по какой-либо причине меняется. В эпоху глобальных климатических изменений стоит разобраться, какое атмосферное явление норма для человека, от чего она зависит, какие меры следует принимать для устранения дискомфорта.

За эталон с физической точки зрения принимают давление атмосферы, равное 760 мм рт. столба: оно регистрируется на уровне моря в районе Парижа при температуре воздуха +15 о С. Этот показатель редко фиксируют на большей части Земли. В низинах, на равнинах, возвышенностях, на высокогорье воздух давит на человека с неодинаковой силой. Согласно барометрической формуле, при подъеме от уровня моря на каждый километр наблюдается падение давления на 13% по сравнению с идеальным, а при опускании (например, в шахту) – рост на такую же величину. Кроме того, показания барометра зависят от климатической зоны, степени нагрева воздуха в течение суток.

Обратите внимание: Давлению 760 мм рт. столба соответствует 1013,25 гПа в международной системе единиц. Иначе это показатель называют стандартной атмосферой (1 атм).

Выясняя, какое атмосферное давление считается нормальным для человека, следует отметить: оно должно быть комфортным, обеспечивать условия для хорошего самочувствия, не снижать работоспособности, не вызывать болезненных ощущений. В разных зонах земного шара нормативы отличаются, поскольку люди адаптировались к местным погодным и климатическим условиям. Комфортными показателями барометра для обитателей равнинных и слегка возвышенных районов планеты являются 750-765 мм рт. ст., для жителей гор и плоскогорий цифры снижаются.

В регионах России значения нормативов тоже отличаются друг от друга. На метеорологических картах территория РФ с помощью линий-изобар условно поделена на зоны, в каждой из которых отмечается примерно одинаковое давление (оно тоже колеблется в течение года). Для удобства можно воспользоваться таблицей, в которую занесено нормальное атмосферное давление в мм рт. столба и его возможные отклонения для разных городов России.

При переезде большинство людей постепенно адаптируется к смене природных и климатических условий, хотя горцы постоянно ощущают дискомфорт в низине, несмотря на длительность пребывания в такой местности.

Влияние изменений давления на организм

По мнению врачей, оптимальная степень воздействия атмосферы на каждого из нас оценивается не в среднерегиональных цифрах. Показателем того, что уровень давления ртутного столба находится в норме, является удовлетворительное физическое состояние конкретного человека. Но есть общие для всех тенденции к ухудшению самочувствия при определенных условиях.

• Суточные колебания в 1-2 деления барометра не несут негатива для здоровья.
• Перемещение ртутного столбика вверх или вниз на 5-10 единиц заметнее отражается на самочувствии, особенно при резкой смене погоды. Если большие амплитуды давления характерны для данного региона, местные жители к ним привычны, а приезжие будут реагировать на эти скачки сильнее.
• При подъеме в горы на 1000 м, когда давление падает на 30 мм рт. столба, у некоторых людей случаются обмороки – это проявление так называемой горной болезни.

Краткий ответ на вопрос, какое нормальное атмосферное давление для человека является оптимальным, звучит так: то, которое он не замечает. Быстрое движение ртутного столбика в ту или иную сторону со скоростью более 1 мм рт. ст. за 3 часа вызывает стресс даже в здоровом организме. Многие ощущают легкий дискомфорт, сонливость, усталость, учащение сердцебиения. Если эти признаки выражены заметнее, речь идет о метеозависимости.

Группы риска

Обостренная реакция на атмосферные процессы характерна для людей с различными патологиями. У них при колебаниях давления в атмосфере резче меняется давление во всех полостях организма (кровеносных сосудах, плевре легких, суставных капсулах), в результате чего раздражаются барорецепторы. Эти нервные окончания передают болевые сигналы в головной мозг. Больше других склонны к ухудшению здоровья из-за погодных явлений следующие группы пациентов:

Симптомы нарушений здоровья при высоком и низком атмосферном давлении

Когда в результате перемещения воздушных масс нормальное давление атмосферы сменяется повышенным, наступает антициклон. Если в регионе устанавливается область низкого давления, речь идет о циклоне. В периоды взлетов и падений ртутного столба организм человека испытывает разные проявления дискомфорта.

Антициклон

Его признаки – солнечная безветренная погода, стабильная температура (зимой низкая, летом высокая), отсутствие осадков. Высокое давление отрицательно сказывается на состоянии гипертоников, астматиков, аллергиков. На приход антициклона указывают следующие признаки:

Циклон

Он характеризуется непостоянной температурой, высокой влажностью, облачностью и осадками. Влиянию циклона больше других подвержены гипотоники, сердечники, пациенты с болезнями ЖКТ. Понижение давления атмосферы воздействует на организм таким образом:

• падает АД, замедляется сердцебиение;
• затрудняется дыхание, усиливается одышка;
• повышается внутричерепное давление, начинается мигрень;
• нарушается деятельность пищеварительной системы, активизируется газообразование.

Нейтрализовать действие приближающегося циклона или антициклона особенно важно, если метеозависимость вызвана заболеваниями сердца, сосудов, нервной системы, дыхательных органов. Действовать на опережение следует и людям старшего возраста, самочувствие которых часто зависит от перепадов атмосферного давления.

Комплексный план профилактических мер, составленный на основе рекомендаций медиков и практического опыта, поможет не только облегчить страдания, но укрепить организм, сделать его менее уязвимым к переменам погоды.

Справиться с внутренним дискомфортом в неблагоприятные дни помогут следующие советы:

• с утра лучше принять контрастный душ, затем гипотоникам полезно взбодриться чашечкой кофе (это можно сделать и при легкой форме гипертонии, только напиток должен быть некрепким);
• в течение дня рекомендуется пить зеленый чай с лимоном, делать посильные физические упражнения, меньше есть соленой пищи;
• вечером желательно расслабиться с помощью отваров мелиссы или ромашки с медом, настоя валерианы или таблетки глицина.