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.
Непосредственной причиной возникновения поясов атмосферного давления является:а)Угол наклона земной оси
б)неравномерный нагрев поверхности океана и суши
в) неравномерное распределение солнечного тепла в зависимости от географической широты
г)постоянный ветер
Помогите пожалуйста! Буду очень благодарна! 20 баллов!
параллелях, ограничивающих пояс, солнце бывает в зените по одному разу в год, а между данными параллелями - по два.
используя карту атласа"плотность населения" определите а)в каких регионах земного шара наибольшая плотность населения и чему она равна. б)где на земномшаре плотность населения менее 1 чел.на км" в)в какой части земного земного шара расположены незаселенные места г)какую закономерность данные карты д)какие условия влияют на распределения населения по Земле.
2 вариант 1. У подножия горы АД составляет 760 мм рт.ст. Каким будет давление на высоте 800 м: а) 840 мм рт. ст.; б) 760 мм рт. ст.; в) 700 мм рт. ст.;г) 680 мм рт. ст. 2. Средние месячные температуры высчитываются: а) по сумме среднесуточных температур; б) делением суммы средних суточных температур на число суток в месяце; в) от разницы сумы температур предыдущего и последующего месяцев. 3. Установите соответствие: давление показатели а) 760 мм рт. ст.; 1) ниже нормы; б) 732 мм рт. ст.; 2) нормальное; в) 832 мм рт. ст. 3) выше нормы. 4. Причиной неравномерного распределения солнечного света по земной поверхности является: а) удаленность от Солнца; б) шарообразность Земли; в) мощный слой атмосферы. 5. Суточная амплитуда – это: а) общее количество показателей температуры в течение суток; б) разница между наибольшими и наименьшими показателями температуры воздуха в течение суток; в) ход температур в течение суток. 6. С помощью какого прибора измеряется атмосферное давление: а) гигрометра; б) барометра; в) линейки; г) термометра. 7. Солнце бывает в зените на экваторе: а) 22 декабря; б) 23 сентября; в) 23 октября; г) 1 сентября. 8. Слой атмосферы, где происходят все погодные явления: а) стратосфера; б) тропосфера; в) озоновый; г) мезосфера. 9. Слой атмосферы, не пропускающий ультрафиолетовые лучи: а) тропосфера; б) озоновый; в) стратосфера; г) мезосфера. 10. В какое время летом при ясной погоде наблюдается наименьшая температура воздуха: а) в полночь; б) перед восходом Солнца; в) после захода Солнца. 11. Высчитайте АД горы Эльбрус. (Высоту вершин найдите на карте, АД у подножия горы возьмите условно за 760 мм рт. ст.) 12. На высоте 3 км температура воздуха = - 15 ‘C, чему равна температура воздуха у поверхности Земли: а) + 5’C; б) +3’C; в) 0’C; г) -4’C.
РАЗДЕЛ 3 ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБОЛОЧКА
Тема 2. Атмосфера
§ 35. Атмосферное давление. Пояса атмосферного давления на Земле
Вспомните
Имеет ли воздух вес?
Воздух давит на земную поверхность. Долгое время люди считали, что воздух невесомое. Лишь в XVII веке. итальянский ученый Е. Торричелли доказал, что воздух давит на земную поверхность и окружающие предметы с определенной силой, которую назвал атмосферным давлением. Итак, атмосферное давление - это сила, с которой давит на каждую единицу земной поверхности столб воздуха, размещенный между поверхностью Земли и верхней границей атмосферы. Измеряют эту силу в основном в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) с помощью барометров (рис. 94).
Воздух давит на земную поверхность в разных местах с разной силой. Это объясняется неравномерным нагревом поверхности Земли, от которой, в свою очередь, нагревается воздух. Предположим, что какой-то участок земной поверхности имеет более высокую температуру. От нее нагреется и прилегающее воздуха, которое начнет подниматься. Поднимаясь вверх (восходящий поток), воздух будет давить на поверхность с меньшей силой. Там, где воздух опускается вниз (нисходящий поток), оно сильнее давит на землю. Поэтому здесь возникают зоны высокого давления.
Рис. 94. Барометр-анероид (1), электронный барометр (2)
На уровне моря атмосферное давление близкое к давлению столбика ртути высотой 760 мм. Это давление принято за нормальное атмосферное давление.
Изменения атмосферного давления. Атмосферное давление изменяется в зависимости от высоты местности. Так, высоко в горах атмосферное давление гораздо ниже, чем на уровне моря. Это объясняется тем, что с высотой столб и плотность воздуха уменьшаются, а следовательно, уменьшается и его давление.
Атмосферное давление меняется не только с высотой, но и в горизонтальном направлении вследствие перемещения воздуха. Разница давления заставляет воздух двигаться из зоны высокого давления в зону низкого давления. В результате такого перемещения на отдельных территориях образуется избыток массы воздуха, что вызывает повышение давления здесь.
Факты современности
Атмосферное давление и самочувствие человека. Когда человек поднимается на значительную высоту, ее самочувствие значительно ухудшается из-за недостатка кислорода и низкое давление. Уже на высоте около 5 км приходится применять кислородные маски, хотя есть спортсмены, которые поднимались на Эверест (высота 8841 м) без кислородных масок. Однако это на пределе возможностей человека.
Планетарные «пояса» атмосферного давления. На Земле выделяют несколько основных полос, вытянутых вдоль параллелей, с преобладанием высокого или низкого давления. их называют поясами атмосферного давления (рис. 95). В экваториальных широтах, где высокая температура держится в течение всего года, нагретый воздух постоянно поднимается, оставляя за собой пояс низкого атмосферного давления. Поднимаясь над экватором, теплый воздух охлаждается и распространяется во все стороны. Под действием силы вращения Земли большие массы этого воздуха опускаются в тропических широтах (вблизи 30° пн. ш. и пд. ш.). Опускаясь, воздух давит на земную поверхность и создает здесь пояса высокого атмосферного давления. В приземном слое воздуха движется как на север так и на юг, соответственно к умеренным или экваториальных широт.
Рис. 95. Распределение атмосферного давления на Земле
Рис. 96. Карта ізобар (фрагмент)
В умеренных широтах формируется пояс пониженного атмосферного давления, что связано в основном с постоянным движением воздуха. В полярных широтах образуется пояс повышенного давления, что объясняется преобладанием здесь низкой температуры в течение года.
Линии с одинаковым атмосферным давлением на карте. Распределение атмосферного давления на географической карте показывают с помощью линий (рис. 96). Линии, соединяющие на карте точки с одинаковым атмосферным давлением, называют ізобарами. (Вспомните, что на картах изотермами показывают.) За картой ізобар можно определить особенности пространственного распределения атмосферного давления на Земле, увидеть области высокого и низкого давления, которые значительно влияют на формирование погоды в данной местности.
Воздух давит на поверхность Земли.
Сила, с которой давит на каждую единицу земной поверхности столб воздуха, называют атмосферным давлением.
На земном шаре существует семь основных поясов атмосферного давления: экваториальный - низкого давления, два тропических - высокого давления, два умеренные - низкого давления, два полярные - высокого давления.
Вопросы и задания для самопроверки
Начертите схему распределения атмосферного давления на земном шаре и объясните ее.
От чего зависит распределение атмосферного давления на Земле? Выберите правильный ответ. Атмосферное давление измеряют с помощью: а) термографа; б) термометра; в) барометра; г) флюгера. Что такое атмосферное давление?
Атмосферное давление тесно связано с температурой воздуха. Теплый воздух лег-че холодного, слабее давит на поверхность и может вместить больше водяного пара.
Больше всего тепла получает жаркий тепловой пояс. Воздух в приземных слоях вблизи экватора сильно нагревается, увеличивается в объёме и поднимается вверх. Атмосферное давление у поверхности Земли понижа-ется. У полюсов всё происходит наоборот. Тепла там мало, воздух холодный и тя-жёлый, поэтому он опускается вниз, и давление у поверхности Земли повышается.
В области экватора при восходящем движении воздух постепенно охлаждается, содержащийся в нём водяной пар (а тёплый воздух может его вместить много) кон-денсируется и проливается сильным дождём. В верхние слои тропосферы такой воздух доходит охлаждённым, с повышенным давлением. Поэтому на высоте 10-12 км он начинает растекаться к северу и к югу от экватора, т. а в сторону полюсов.
Растекающийся от экватора охлаждённый воздух на высоте становится ещё холоднее и тяжелее и, достигнув 30° с. ш. и 30° ю. ш., начинает опускаться. При нисходящем движении он уплотняется, нагревается, становится суше. Здесь образу-ются пояса высокого давления. Между полярными и тропическими поясами повы-шенного атмосферного давления в умеренных широтах расположились пояса отно-сительно пониженного атмосферного давления. Летом в Северном полушарии Солн-це смещается к Северному тропику. Вслед за Солнцем к северу смещаются пояса атмосферного давления. В день равноденствия всё вернётся к экватору. Потом по-степенно начнётся такое же смещение к югу — лето наступит в Южном полушарии. Материал с сайта
Основная причина образования поясов атмосферного давления — неодинако-вое поступление солнечного тепла на разных широтах.
Атмосферное давление на земле распределяется широтными поясами: пониженное — вблизи экватора и в умеренных широтах; повышенное — в областях тропиков и вокруг полюсов.
На этой странице материал по темам:
В каких широтах располагаются пояса повышенного давления
Атмосферное давление начало 19 век
Конспект темы распределение поясов атмосферного давления на земле
Причина образования атмосферного давления
Почему в области экватора у поверхности земли давление низкое
Вопросы по этому материалу:
Обуславливается весом воздуха. 1 м³ воздуха весит 1,033 кг. На каждый метр поверхности земли приходится давление воздуха силой 10033 кг. Под этим подразумевается столб воздуха высотой от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Если сравнить его со столбом воды, то диаметр последнего имел бы высоту всего 10 метров. То есть, атмосферное давление создается собственной массой воздуха. Величина атмосферного давления на единицу площади соответствует массе воздушного столба, находящегося над нею. В результате увеличения воздуха в этом столбе происходит рост давления, а при уменьшении воздуха - падение. Нормальным атмосферным давлением считается давление воздуха при t 0°С на уровне моря на широте 45°. В этом случае атмосфера давит с силой 1,033 кг на каждый 1 см² площади земли. Масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой взаимосвязи и измеряется атмосферное давление. Оно измеряется в миллиметрах ртутного столба или миллибарах(мб), а так же в гектопаскалях. 1мб = 0,75 мм рт.ст., 1 гПа = 1 мм.
Измерение атмосферного давления.
измеряется с помощью барометров. Они бывают двух типов.
1. Ртутный барометр представляет собой стеклянную трубку, которая запаяна сверху, а открытым концом погружена в металлическую чашу с ртутью. Рядом с трубкой крепится шкала, показывающая изменение давления. На ртуть действует давление воздуха, которое своим весом уравновешивает столбик ртути в стеклянной трубке. Высота ртутного столба меняется при изменении давления.
2. Металлический барометр или анероид представляет собой гофрированную металлическую коробку, которая герметично закрыта. Внутри этой коробки находится разреженный воздух. Изменение давления заставляет колебаться стенки коробки, вдавливаясь или выпячиваясь. Эти колебания системой рычагов заставляют стрелку перемещаться по шкале с делениями.
Самопишущие барометры или барографы предназначены для записи изменений атмосферного давления . Перо улавливает колебание стенок анероидной коробки и чертит линию на ленте барабана, который вращается вокруг своей оси.
Каким бывает атмосферное давление.
Атмосферное давление на земном шаре изменяется в широких пределах. Его минимальная величина - 641,3 мм рт.ст или 854 мб была зарегистрирована над Тихим океаном в урагане "Ненси", а максимальная - 815,85 мм рт.ст. или 1087 мб в Туруханске зимой.
Давление воздуха на земную поверхность изменяется с высотой. Среднее значение атмосферного давления над уровнем моря - 1013 мб или 760 мм рт.ст. Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление, так как воздух становится все более разреженным. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно снижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м или на 1 мб на каждые 8 метров. На высоте 5 км оно меньше в 2 раза, 15 км - в 8 раз, 20 км - в 18 раз.
В связи с перемещением воздуха, изменением температуры, сменой времени года атмосферное давление постоянно меняется. Дважды за сутки, утром и вечером, оно повышается и столько же раз понижается, после полуночи и после полудня. В течение года из-за холодного и уплотненного воздуха зимой атмосферное давление имеет максимальную величину, а летом - минимальную.
Постоянно меняется и распределяется по поверхности земли зонально. Это происходит из-за неравномерного прогревания Солнцем земной поверхности. На изменение давления влияет перемещение воздуха. Там, где воздуха становится больше, давление высокое, а там, откуда воздух уходит - низкое. Воздух, прогревшись от поверхности, поднимается вверх и давление на поверхность понижается. На высоте воздух начинает охлаждаться, уплотняется и опускается на близлежащие холодные участки. Там возрастает атмосферное давление. Следовательно, изменение давления обуславливается перемещением воздуха в результате его нагревания и охлаждения от земной поверхности.
Атмосферное давление в экваториальной зоне постоянно понижено, а в тропических широтах - повышено. Это происходит из-за постоянно высоких температур воздуха на экваторе. Нагретый воздух поднимается и уходит в сторону тропиков. В Арктике и Антарктике поверхность земли всегда холодная, а атмосферное давление повышено. Его обуславливает воздух, который приходит из умеренных широт. В свою очередь в умеренных широтах из-за оттока воздуха формируется зона пониженного давления. Таким образом, на Земле существуют два пояса атмосферного давления - пониженный и повышенный. Пониженный на экваторе и в двух умеренных широтах. Повышенный на двух тропических и двух полярных. Они могут немного смещаться в зависимости от времени года вслед за Солнцем в сторону летнего полушария.
Полярные пояса высокого давления существуют весь год, однако, летом они сокращаются, а зимой, наоборот, расширяются. Круглый год области пониженного давления сохраняются близ Экватора и в южном полушарии в умеренных широтах. В северном полушарии все происходит по-другому. В умеренных широтах северного полушария давление над материками сильно повышается и поле низкого давления как бы "разрывается": сохраняется оно только над океанами в виде замкнутых областей пониженного атмосферного давления - Исландского и Алеутского минимумов. Над материками, где заметно повысилось давление, образуются зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом поле пониженного давления в умеренных широтах северного полушария восстанавливается. При этом над Азией формируется обширная область пониженного давления. Это - Азиатский минимум.
В поясе повышенного атмосферного давления - тропиках - материки нагреваются сильнее океанов и давление над ними ниже. Из-за этого над океанами выделяют субтропические максимумы:
- Северо-Атлантический (Азорский);
- Южно-Атлантический;
- Южно-Тихоокеанский;
- Индийский.
Несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, пояса пониженного и повышенного атмосферного давления Земли - образования довольно устойчивые.
