تعريف الضغط الجوي جغرافيا

التعريف الجغرافي للضغط الجوي هو وزن عمود الهواء في المقطع العرضي لكل وحدة مساحة، وارتفاعه يساوي سمك الغلاف الجوي. الضغط الجوي = 1 ضغط جوي، يحتوي على مجموعة متنوعة من الغازات (من بين الغازات الأخرى، النيتروجين 78٪ والأكسجين 21٪).

ما هو الضغط؟

• يشير الضغط بالمعنى العلمي إلى القوة المؤثرة على وحدة المساحة، ووحدة القوة هي نيوتن والمساحة هي وحدة المتر المربع، لذا فإن وحدة الضغط هي نيوتن / متر مربع وهي معروفة بالباسكال.
• والضغط يساوي رياضيًا القوة المؤثرة على السطح مقسومة على مساحة السطح.
• بمعنى آخر، إذا تم تطبيق قوة رأسية مقدارها 4 نيوتن على مساحة 2 متر مربع، فإن قيمة الضغط هي 4 نيوتن / 2 متر مربع، أي 2 نيوتن / متر مربع، أي 2 باسكال.

انظر أيضًا: ما الجهاز المستخدم لقياس الضغط الجوي؟

تعريف الضغط الجوي

• يسمى الضغط الجوي الضغط الجوي وهو القوة التي يمارسها عمود الغلاف الجوي فيما يتعلق بمساحة الوحدة، أي أن هناك كمية كبيرة من الهواء في منطقة ما.
• هناك العديد من الوحدات المستخدمة لقياس الضغط الجوي، بما في ذلك: البوصات، ومليمترات الزئبق، والكيلوباسكال، والمليبار.
• يبلغ الضغط القياسي عند مستوى سطح البحر حوالي 760 مم من الزئبق، ويقاس عند 101.325 كيلوباسكال و 1013.25 مليبار.
• الفرق بين هذه القيم، على سبيل المثال، صغير جدًا: أعلى وأدنى ضغوط مسجلة عند مستوى سطح البحر هي 32.01 بوصة في وسط سيبيريا و 25.9 بوصة في إعصار جنوب المحيط الهادئ.

مقياس الضغط الجوي

• الضغط الجوي هو كمية مادية قابلة للقياس تم إنشاؤها في عام 1643 من قبل العالم الإيطالي إيفانجليستا تور شيللي.
• يبلغ طول الأنبوب الزجاجي الجاف مترًا واحدًا، ويمتلئ بالزئبق ثم يُغلق بسدادة، ثم يوضع رأسياً فوق خزان الزئبق بعد إزالة السدادة.
• لاحظ العالم أن بعض الزئبق تسرب من الأنبوب، تاركًا عمودًا من الزئبق بارتفاع 760 ملم.
• أي 0.76 سم ولا يوجد هواء فوق العمود ويقاس الضغط الجوي بالعديد من الأجهزة والجهاز المستخدم لقياس ضغط الهواء كالتالي:

1- بارومتر الزئبق

• يستخدم البارومتر، الذي ابتكره العالم الإيطالي إيفانجليستا الذي طور شيلي، في المختبر وعند استخدامه لقياس الضغط الجوي، فإن الارتفاع الذي يفصل بين سطحين من البارومتر هو القيمة البارومترية.

2- بارومتر معدني

• اخترع العالم الفرنسي لوسيان فيدي في عام 1843 الجهاز، ويستخدم وسادة معدنية مفرغة من الهواء لتمثيل شيء مثل الغشاء.
• تنتقل الحركة لأعلى ولأسفل للوسادة كحركة دائرية بواسطة بنية ميكانيكية معقدة ويتم قياس ضغط الهواء من خلال هذه الحركة.

3- البارومتر أو البارومتر المسجل

• توجد اسطوانة يمكنها قلب الساعة ويمكن للقلم أن يتحرك عليها لأعلى ولأسفل على وجه التحديد لأن قيمة ضغط الهواء يتم تسجيلها في محطة الطقس على مدار اليوم.

ملحوظة

تظهر النتائج أن قيمة الضغط تتغير مع الارتفاع. إذا كانت قيمة الضغط في منطقة معينة معروفة، فيمكن حساب الارتفاع والعكس صحيح. كلما ارتفع الارتفاع، انخفضت قراءة الضغط الجوي للمنطقة.

نقطة غليان الماء

• بحكم التعريف، يغلي الماء عند درجة حرارة 100 درجة مئوية، حيث تكون نقطة الغليان هي درجة الحرارة التي يكون عندها ضغط البخار مساويًا لضغط الماء المحيط.
• على سبيل المثال، تنخفض درجة غليان الماء عند ضغط منخفض وترتفع عند ضغط مرتفع، وهذا هو السبب في أن الغليان يستغرق وقتًا أطول من المعتاد في الارتفاعات العالية.
• يمكن تحديده من خلال معرفة درجة غليان الماء عند هذا الارتفاع. استخدم المسافرون والمستكشفون هذه الطريقة في القرن التاسع عشر لتحديد ارتفاع المنطقة التي كانوا يزورونها.

العوامل المؤثرة في الضغط الجوي

1 درجة حرارة

• مع زيادة درجة الحرارة، تقل كثافة الهواء وتتوسع، مما يؤدي إلى انخفاض الضغط الجوي (علاقة عكسية) لأن المنطقة الاستوائية لديها.
• الضغط المنخفض بسبب ارتفاع درجة الحرارة، والمنطقة القطبية لديها ضغط مرتفع بسبب درجة الحرارة المنخفضة.

2- الارتفاع عن سطح البحر

• ينتج الضغط البارومتري عن وزن الهواء، لذلك يكون الضغط الجوي أعلى عند مستوى سطح البحر ويقل الضغط الجوي مع الارتفاع.
• نظرًا لأن الهواء العلوي أخف وأقل كثافة (متناسبًا عكسيا)، فإن ضغط الهواء ينخفض ​​إلى النصف عندما يرتفع 5 كم عن مستوى سطح البحر.
• إذا ارتفع 11 كيلومترًا عن مستوى سطح البحر، ينخفض ​​ضغط الهواء أيضًا بمقدار الربع، مما يجعل التنفس صعبًا.

3- الرطوبة

• عندما يتغير الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ويتبخر في هذه العملية، يتحدث المرء عن الرطوبة.
• مع تبخر الماء، يصبح الوزن أخف وزناً، فيزداد، وبالمقارنة مع الهواء الجاف، يقل ضغط الهواء الرطب، وتتغير كمية بخار الماء مع الحالة، وتتغير أيضًا من حالة إلى أخرى بسبب ضغط الهواء.

4- الجاذبية الأرضية

• عندما نبتعد عن مركز الأرض، يتناقص جاذبية الأرض لأن المناطق القطبية أقرب إلى مركز الأرض من المنطقة الاستوائية، أي أن ضغط الهواء فيها أعلى منه في المناطق الاستوائية. بعبارة أخرى، العلاقة بين الجاذبية وضغط الهواء علاقة مباشرة.

5- دوران الأرض

• يحدث دوران الأرض بسبب قوة الطرد المركزي، وتكون قوة الطرد المركزي أكثر فاعلية في المناطق المدارية ولكنها أقل فعالية في المناطق القطبية، حيث تدفع قوة الطرد المركزي الأجسام بعيدًا عن مركزها.
• نتيجة لذلك، فإنه يؤثر على ضغط الهواء، مقارنة بالمناطق القطبية لا يوجد ضغط تقريبًا في المناطق المدارية.

يتراوح الضغط الجوي

• بسبب اختلاف درجة الحرارة، يتغير الضغط الجوي من مكان إلى آخر، يتغير نطاق درجة الحرارة مع زاوية حدوث ضوء الشمس، لذلك تنقسم الأرض إلى نطاقات موجية مختلفة كما هو موضح أدناه:

أنظر أيضا: الأرصاد الجوية على سطح الأرض

1- منطقة الضغط المرتفع في القطب الشمالي

بسبب الهواء شديد البرودة، تتشكل هذه المنطقة عند القطب.

2- منطقة الضغط المداري المنخفض

تتركز منطقة التوزيع بين خط عرض خمس درجات جنوبًا وخمس درجات شمالًا. نظرًا لارتفاع درجة الحرارة على مدار العام، يتحرك الحزام وفقًا لحركة الشمس التي تظهر في الشتاء والصيف.

3- منطقة الضغط الجوي المنخفض بالقرب من الدوائر القطبية

• نظرًا لارتفاع التيارات الهوائية، تقتصر هاتان المنطقتان على خطوط العرض 45-60 درجة شمالاً و S.
• يتم تشكيل نطاقي التردد هذين من قبل القارة القطبية الجنوبية والدائرة القطبية الشمالية.
• تهب رياح القطب الشمالي من المناطق القطبية إلى المنطقتين، وهو مكان بارد بشكل طبيعي.

4- مناطق الضغط الجوي المرتفع في القطب الشمالي

يتشكل هذان الشريطان عند القطبين وفقًا للهواء النازل، لأن الجو شديد البرودة والرياح القوية القادمة من هاتين المنطقتين تتطور نحو ضغط منخفض للغاية تقريبًا.

تأثير الضغط الجوي على الإنسان

• يمكن للبشر أن يعيشوا على ارتفاع ستة كيلومترات فوق مستوى سطح البحر لأنهم، بسبب كثافة الهواء المنخفضة والضغط المنخفض، لا يحصلون على ما يكفي من الأكسجين لتزويد الدماغ بالطاقة.
• وتجدر الإشارة إلى أن الجسم يتكيف مع محتوى الأكسجين المنخفض أثناء فترات الإقامة الطويلة على ارتفاعات أعلى.
• لذلك، قبل التسلق، يتعين على المتسلقين البقاء في المناطق الجبلية لبضعة أيام لتكييف أجسامهم مع الطقس.
• الطائرات التي تحلق على ارتفاعات أكبر من 9 كم مزودة بنظام ضغط يزيد من كثافة وضغط الهواء الداخلي حتى يطابق الضغط في المناطق المنخفضة.

تأثير ضغط الهواء المنخفض على صحة الإنسان

• هناك العديد من الأعراض الصحية المرتبطة بانخفاض ضغط الهواء وأبرز الأعراض التي تظهر على الأشخاص هي:
• نقص الأكسجة، تحدث هذه الظاهرة عندما يزداد طول الشخص، وبالتالي يقل الأكسجين المتاح.
• وكلما كانت الزيادة أسرع، كانت حالة نقص الأكسجة أسرع، لكن جسم الإنسان ليس لديه فرص كافية للتكيف مع هذا الموقف.
• يعد داء المرتفعات الحاد أكثر شيوعًا في بيئات جبال الألب ويعتمد حدوثه على العديد من العوامل، على سبيل المثال: معدل الصعود، ومدة الإقامة على ارتفاعات عالية، وتحمل كل شخص.
• زيادة الوذمة الرئوية، تؤثر هذه الحالة على 0.5٪ إلى 2٪ من الأشخاص في المرتفعات، والتي قد تكون ناجمة عن أمراض ناتجة عن العيش في المرتفعات.
• من المعروف أن هذا المرض يزداد على ارتفاعات أعلى لمدة 6-96 ساعة.
• الوذمة الدماغية المرتفعة، مرض المرتفعات الحاد.
• نزيف الشبكية: عادة ما تكون هذه الحالة بدون أعراض وتحدث بسبب زيادة تدفق الدم في الشبكية والتوسع الهائل في الأوعية الدموية بسبب انخفاض مستويات الأكسجين.

تأثيرات أخرى للضغط الجوي على الإنسان

• تتمثل إحدى وظائف جلد الإنسان في التكيف مع التغيرات في ضغط الهواء البشري، لكن التجاويف في الجسم، مثل تجويف الأذن والرئتين، لا تؤدي هذه العملية تلقائيًا.
• لذلك نظرًا لاختلاف ارتفاع الجسم، فعندما يتغير ضغط الهواء، يمكن أن يكون هناك همهمة على السطح، على سبيل المثال ب. عند تسلق جبل أو صعود الطائرة.

أنظر أيضا: تعريف الضغط الجوي والرياح

في نهاية رحلتنا بالتعريف الجغرافي للضغط الجوي فإن الضغط الجوي له أهمية كبيرة لاستمرار وجود حياة الإنسان وزيادته أو نقصانه له تأثير سلبي على حياة الإنسان وقد أوضحنا كل ما يتعلق بالضغط الجوي في هذا المقال ومناطقه المرتفعة والمنخفضة.