Нормальное давление атмосферного столба. Атмосферное давление и наше самочувствие

Давление — это физическая величина, показывающей действующую силу на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности.
Давление определяется, как P = F / S , где P - давление, F - сила давления, S - площадь поверхности. Из этой формулы видно, что давление зависит от площади поверхности тело действующего с некой силой. Чем меньше площадь поверхности, тем больше давление.

Единицей измерения давления является ньютон на квадратный метр (H/м 2). Также мы можем перевести единицы давления Н/м 2 в паскали, - единицы измерения, названные в честь французского ученого Блеза Паскаля, который вывел, так называемый, Закон Паскаля. 1 Н/м 2 = 1 Па.

Что такое???

Измерение давления

И так, еще раз давление определяется, как P = F / S. Сила в гравитационном поле равно весу - F= m * g, где m - масса тело; g - ускорение свободного падения. Тогда давление -
P = m * g / S . Используя данную формулу, можно определить давление оказываемое телом на поверхность. Например, человеком на землю.

Атмосферное давление с высотой убывает. Зависимость атмосферного давления от высоты определяется барометрической формулой -
P = Po*exp(- μgh/RT) . Где, μ = 0,029 кг/м3 - молекулярная масса газа (воздуха); g = 9.81 м/с2 - ускорение свободного падения; h - h o - разность высоты над уровнем моря и высотой принятой начало отчета (h=h o); R = 8,31 - Дж/моль К- газовая постоянная; Ро - атмосферное давление на высоте, принятой за начало отсчета; Т- температура по Кельвину.

Атмосферным давлением называют силу, с которой столб воздуха давит на определенную единицу площади Земли. Его часто измеряют в количестве килограмм на один квадратный метр, а оттуда уже переводят в другие единицы. По земному шару атмосферное давление различается – это зависит от географического положения. Нормальное привычное давление крайне важно человеческому организму для полноценного функционирования. Следует разобраться, какое атмосферное давление – норма для человека, и как его изменения могут повлиять на самочувствие.

При подъеме на высоту показатель атмосферного давления снижается, при спуске вниз – повышается. Также данный показатель может зависеть от времени года и от влажности в определенной местности. В быту его измеряют с помощью барометра. Принято указывать атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба.

Идеальным атмосферным давлением принято считать показатель в 760 мм ртутного столба, однако на территории России и вообще большей части планеты данный показатель далек от этого идеала.

Нормальной силой давления воздуха принято считать такую, при которой человек чувствует себя комфортно. Более того, для людей из разных мест обитания , при которых сохраняется нормальное самочувствие, будут разными. Человек обычно привыкает к показателю той местности, в которой живет. Если житель возвышенностей переедет в низину, какое-то время он будет испытывать дискомфорт и постепенно привыкать к новым условиям.

Однако даже на постоянном месте жительства атмосферное давление может изменяться. Обычно это происходит при смене сезонов и резких переменах в погоде. В таком случае люди с рядом патологий и врожденной метеозависимостью могут испытывать дискомфорт, а старые заболевания могут начать обостряться.

Стоит знать, как можно улучшить свое состояние при резком падении или повышения атмосферного давления. Не обязательно сразу бежать к врачу – существуют проверенные многими людьми домашние методики, которые помогают начать чувствовать себя лучше.

Важно! Стоит отметить, что людям, чувствительным к смене погодных условий, следует осторожнее выбирать места для проведения отпуска или переезда.

Какой показатель считается нормой для человека

Многие специалисты говорят: нормальным давлением для человека будет показатель в 750–765 мм ртутного столба. К показателям в данных пределах приспособиться проще всего.Для большинства людей, проживающих на равнинах, небольших возвышенностях, низинах, они будут подходящими.

Стоит отметить, что опаснее всего не повышенные или пониженные показатели, а их резкая перемена. Если изменения происходят постепенно, большинство людей их не заметят. Резкая смена может привести к негативным последствиям: часть людей при резком подъеме в гору может упасть в обморок.

Таблица норм давления

В разных городах страны показатели будут разными – это является нормой. Обычно в подробных сводках по погоде рассказывают, выше или ниже нормального атмосферное давление на данный момент времени. Норму для своего места жительства всегда можно высчитать самостоятельно, однако легче обратиться к готовым таблицам. Например, вот показатели для нескольких городов России:

Стоит отметить, что для некоторых городов и областей нормальными являются большие перепады давления. Местные жители обычно хорошо к ним адаптированы, плохое самочувствие возникнет лишь у приезжего.

Важно! Если метеозависимость возникла внезапно и раньше ее никогда не наблюдали, следует обратиться к врачу – это может говорить о заболевании сердца.

Влияние на организм

На людей с определенными заболеваниями и повышенной чувствительностью к изменениям погоды перепады давления могут негативно воздействовать, в ряде случае ограничивая работоспособность. Специалисты отмечают: женщины немного чаще мужчин реагируют на погодные изменения.

У людей бывает разная реакция на перепады. Некоторые ощущают небольшой дискомфорт, легко проходящий самостоятельно через какое-то время. Другим требуется прием специальных препаратов, чтобы избежать обострения какого-либо заболевания, которое может возникнуть из-за перемены погодных условий.

Наибольшей склонностью к негативным переживаниям во время перепадов давления обладают следующие группы людей:

1. С различными заболеваниями легких, к которым относят бронхиальную астму, обструктивный и хронический бронхит.
2. С болезнями сердца и сосудов, особенно с гипертонией, гипотонией, атеросклерозом, прочими нарушениями.
3. С заболеваниями мозга, ревматическими патологиями, болезнями опорно-двигательного аппарата, особенно остеохондрозом.

Также считается, что перепады в погодных условиях провоцируют приступы аллергии. На полностью здоровых людей изменения обычно не оказывают выраженного эффекта.

У людей с метеозависимостью возникают головные боли, сонливость, чувство усталости, нарушения пульса, не наблюдаемые при обычных условиях. В таком случае советуют проконсультироваться с врачом, чтобы исключить развитие заболеваний сердца и нервной системы.

У людей с различными заболеваниями помимо головных болей и усталости могут появиться дискомфорт в суставах, перепады артериального давления, онемения в нижних конечностях, мышечные боли. При обострении хронических заболеваний следует принять выписанные врачом лекарства.

Что делать при метеозависимости

Если повышенная чувствительность к смене погодных условий присутствует, однако никаких заболеваний, ведущих к ней, нет, то помочь справиться с неприятными ощущениями помогут следующие рекомендации.

Утром советуют принять контрастный душ, затем выпить чашечку хорошего кофе для поддержания себя в тонусе. В течение дня рекомендуют пить больше чая. Лучше – зеленый с лимоном. Полезно будет сделать зарядку, можно несколько раз за день.

Ближе к вечеру советуют расслабиться. В этом помогут травяные чаи и отвары с медом, настой валерианы и другие мягкие седативные средства. Рекомендуется пойти спать пораньше, в течение дня есть меньше соленой пищи.

Человек – далеко не царь природы, а, скорее, ее дитя, неотъемлемая частичка вселенной. Мы живет в мире, где все строго взаимосвязано и подчинено единой системе.

Всем известно, что Земля окружена плотной воздушной массой, которую принято называть атмосферой. И на любой предмет, в том числе и тело человека, «давит» воздушный столб, имеющий определенный вес. Ученым опытным путем удалось установить, что на каждый квадратный сантиметр человеческого тела воздействует атмосферное давление весом 1,033 килограмма. И если провести несложные математические вычисления, то окажется, что в среднем человек находится под давлением в 15550 кг.

Вес колоссальный, но, к счастью, совершенно неощутимый. Возможно это благодаря тому, что в крови человека присутствует растворенный кислород.
Каково же влияние атмосферного давления на человека? Об этом немного подробнее.

Норма атмосферного давления

Медики в разговоре о том, какое атмосферное давление считается нормальным, указывают диапазон в 750….760 мм.рт.ст. Такой разброс вполне допустим, поскольку рельеф планеты не идеально ровный.

Метеозависимость

Врачи утверждают, что организм некоторых людей способен приспособиться к любым условиям. Им нипочем даже такие серьезные испытания, как дальние перелеты на самолете из одного климатического пояса в другой.

В это же время другие, не выходя из своей квартиры, чувствуют приближение изменений в погоде. Проявляться это может в виде сильных головных болей, необъяснимой слабости или постоянно влажных ладоней, например. У таких людей чаще других диагностируются болезни сосудов и эндокринной системы.

Особенно тяжело, когда атмосферное давление совершает резкий скачок за короткое время. По статистике большая часть людей, организм которых столь бурно реагирует на изменение показателей атмосферного давления, — это женщины, живущие в крупных городах. К сожалению, жесткий ритм жизни, перенаселенность, экология – не лучшие спутники здоровья.

При желании от зависимости можно избавиться. Надо лишь проявить настойчивость и последовательность. Способы всем известны. Это основы здорового образа жизни: закаливание, плавание, ходьба-бег, здоровое питание, достаточный сон, устранение вредных привычек, снижение веса.

Как наш организм реагирует на повышенное атмосферное давление?

Атмосферное давление (норма для человека) – в идеале 760 мм.рт.ст. Но такой показатель удерживается очень редко.

В результате повышения давления в атмосфере устанавливается ясная погода, отсутствуют резкие перепады влажности и температуры воздуха. На такие изменения активно реагирует организм гипертоников и аллергиков.

В условиях города, в безветренную погоду, естественно, дает о себе знать загазованность. Первыми это чувствуют больные, у которых проблема с дыхательными органами.

Повышение атмосферного давления сказывается и на иммунитете. Конкретно это выражается в снижении лейкоцитов в крови. Ослабленному организму нелегко будет справиться с инфекциями.

Врачи советуют:

Начинайте день с легкой утренней гимнастики. Принимайте контрастный душ. На завтрак отдайте предпочтение продуктам, в которых много калия (творог, изюм, курага, бананы). Не позволяйте себе обильной еды. Не переедайте. Этот день не самый удачный для больших физических усилий и проявления эмоций. Придя домой, отдохните с часок, займитесь рутинными домашними делами, спать ложитесь раньше обычного времени.

Низкое атмосферное давление и самочувствие

Низкое атмосферное давление, это сколько? Отвечая на вопрос условно можно сказать, если показания барометра ниже чем 750 мм.рт.ст. Но все зависит от региона проживания. В частности, для Москвы показатели в 748-749 мм.рт.ст. являются нормой.

Среди первых чувствуют это отклонение от нормы «сердечники» и те, у кого наблюдается внутричерепное давление. Они жалуются на общую слабость, частые мигрени, нехватку кислорода, одышку, а также на боли в кишечнике.

Врачи советуют:

Привести в норму свое артериальное давление. Снизить физическую нагрузку. Внести в каждый рабочий час десять минут отдыха. Пить чаще жидкость, отдавая предпочтение зеленому чаю с медом. Выпивать утренний кофе. Принимать настойки трав, показанные для сердечников. Расслабляться вечерами под контрастным душем. Ложиться спать раньше привычного часа.

Как на организм влияют перепады влажности

Низкая влажность воздуха в 30 – 40 процентов не полезна. Она раздражает слизистый покров носа. Первыми это отклонение чувствуют астматики и аллергики. Помочь в этом случае может увлажнение слизистой оболочки носоглотки слабосоленым водным раствором.

Частые осадки, естественно, повышают влажность воздуха до 70 – 90 процентов. Это также негативно сказывается на состоянии здоровья.
Высокая влажность воздуха может стать причиной обострения хронических заболеваний почек и суставов.

Врачи советуют:

Поменяйте климат, по возможности, на сухой. Уменьшите время пребывания на улице в сырую погоду. На прогулку выходите в теплой одежде. Помните о витаминах

Атмосферное давление и температура

Оптимальная температура для человека в помещении – не выше +18. Особенно это касается спальни.

Как же складывается взаимное влияние атмосферного давления и кислорода?

В случае повышения температуры воздуха и одновременного снижения атмосферного давления страдают люди, имеющие заболевания, сердечнососудистые и органов дыхания.

Если снижается температура, а атмосферное давление повышается, плохо становится гипертоникам, астматикам и тем, у кого проблемы с желудком и мочеполовой системой.

В случае резкого и многократного колебания температуры в организме вырабатывается недопустимо большое количество гистамина, основного провокатора аллергии.

Полезно знать

Чему равно нормальное атмосферное давление для человека, теперь вам известно. Это 760 мм.рт.ст, но такие показатели барометр фиксирует очень редко.

Также важно помнить, что изменение атмосферного давления с высотой (при этом оно стремительно уменьшается) происходит довольно резко. Именно из-за такого перепада человек, очень быстро поднимающийся в гору, может потерять сознание.

В России атмосферное давление измеряется в мм.рт.ст. Но международная система принимает за единицу измерения паскали. При этом нормальное атмосферное давление в паскалях будет равно 100кПа. Если преобразовать наши 760 мм.рт.ст. в паскали, то нормальное атмосферное давление в паскалях для нашей страны будет 101,3 кПа.

История

Изменчивость и влияние на погоду

На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду непериодические изменения атмосферного давления, связанные с возникновением, развитием и разрушением медленно движущихся областей высокого давления (антициклонов) и относительно быстро перемещающихся огромных вихрей (циклонов), в которых господствует пониженное давление. Отмечены колебания атмосферного давления на уровне моря в пределах 641 - 816 мм рт. ст. (внутри смерча давление падает и может достигать значения 560 мм ртутного столба) .

Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты, поскольку оно создаётся лишь вышележащим слоем атмосферы. Зависимость давления от высоты описывается т. н. барометрической формулой .

На картах давление показывается с помощью изобар - изолиний , соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря.

Атмосферное давление - очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

Стандартное давление

В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление ровно 100 кПа . атмосферное давление является одной из наиболее существенных характеристик состояния атмосферы. В покоящейся атмосфере давление в любой точке равно весу вышележащего столба воздуха с единичным сечением.

В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1013,25 мб. Основной единицей давления в системе СИ, служит паскаль [Па]; 1 Па= 1 Н/м 2 . В системе СИ давление 1013,25 мб эквивалентно 101325 Па или 101.3 кПа или 0,1 МПа

Уравнение статики выражает закон изменения давления с высотой: -∆p=gρ∆z, где: p - давление, g - ускорение свободного падения, ρ - плотность воздуха, ∆z - толщина слоя. Из основного уравнения статики следует, что при увеличении высоты (∆z>0) изменение давления отрицательное, то есть давление уменьшается. Основное уравнение статики применимо только для очень тонкого (бесконечно тонкого) слоя воздуха ∆z.

Барическая ступень

Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль) , называется барической (барометрической) ступенью. Барической ступенью удобно пользоваться при решении задач, не требующих высокой точности, например для оценки давления по известной разности высот. Из основного закона статики барическая ступень (h) равна: h=-∆z/∆p=1/gρ [м/гПа]. При температуре воздуха 0 °C и давлении 1000 гПа, барическая ступень равна 8 /гПа. Следовательно, чтобы давление уменьшилось на 1 гПа нужно подняться на 8 метров.

С ростом температуры и увеличением высоты над уровнем моря она возрастает (в частности, на 0,4 % на каждый градус нагревания), то есть она прямо пропорциональна температуре и обратно пропорциональна давлению. Величина, обратная барической ступени, - вертикальный барический градиент , то есть изменение давления при поднятии или опускании на 100 метров. При температуре 0 °C и давлении 1000 гПа он равен 12,5 гПа.

Приведение к уровню моря

Приведение давления к уровню моря производится на всех метеостанциях, посылающих синоптические телеграммы. Чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, на синоптические карты наносится давление, приведённое к единой эталонной отметке - уровню моря. При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа: z 2 -z 1 =18400(1+λt)lg(p 1 /p 2). То есть, зная давление и температуру на уровне z 2 можно найти давление (p 1) на уровне моря (z 1 =0).

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.