Вес воздуха обусловливает атмосферное давление (1 м 3 воздуха весит 1,033 кг). На каждый метр земной поверхности воздух давит с силой 10033 кг. Это столб воздуха от уровня моря до верхних слоев атмосферы. Для сравнения: столб воды такого же диаметра имел бы высоту всего 10 м. Иначе говоря, собственная масса воздуха создает атмосферное давление, величина которого на единицу площади соответствует массе находящегося над нею воздушного столба. При этом уменьшение воздуха в этом столбе приводит к уменьшению (падению) давления, а увеличение воздуха — к увеличению (росту) давления. За нормальное атмосферное давление принято давление воздуха на уровне моря на широте 45° и при температуре 0°С. В этом случае давит на каждый 1 см 2 земной поверхности с силой 1,033 кг, а масса этого воздуха уравновешивается ртутным столбиком высотой 760 мм. На этой зависимости построен принцип измерения давления. Оно измеряется в миллиметрах (мм) ртутного столба (или в миллибарах (мб): 1 мб = 0,75 мм ртутного столба) и в гектопаскалях (гПа), когда 1 мм = = 1 гПа.

Давление атмосферы измеряется при помощи барометров. Существуют два типа барометров: ртутный и металлический (или анероид).

Ртутный чашечный состоит из запаянной сверху стеклянной трубки, погруженной нижним открытым концом в металлическую чашку с ртутью. Столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивает своим весом давление воздуха, действующего на ртуть в чашке. При изменении давления изменяется и высота ртутного столба. Эти изменения фиксируются наблюдателем по шкале, прикрепленной рядом со стеклянной трубкой барометра.

Металлический барометр, или анероид, состоит из герметически закрытой тонкостенной гофрированной металлической коробки, внутри которой воздух разрежен. При изменении давления стенки коробки колеблются и вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания системой рычагов передаются стрелке, которая перемещается по шкале с делениями.

Для записи изменений давления применяются самопишущие барометры — барографы. Работа барографа основана на том, что колебания стенок анероидной коробки передаются , которое чертит линию на ленте вращающегося вокруг своей оси барабана.

Давление на земном шаре может изменяться в широких пределах. Так, максимальная величина 815,85 мм рт.ст. (1087 мб) зарегистрирована зимой в Туруханске, минимальная — 641,3 мм рт.ст. (854 мб) — в “Ненси” над океаном.

Давление изменяется с высотой. Принято считать средним значением атмосферного давления давление над уровнем моря — 1013 мб (760 мм рт.ст.). С увеличением высоты воздух становится все более разреженным и давление уменьшается. В нижнем слое тропосферы до высоты 10 м оно понижается на 1 мм рт.ст. на каждые 10 м, или на 1 мб (гПа) на каждые 8 м. На высоте 5 км оно уже меньше в два раза, 15 км — в 8 раз, 20 км — в 18 раз.

Атмосферное давление непрерывно меняется в связи с изменением и перемещением воздуха. В течении суток оно повышается дважды (утром и вечером), дважды понижается (после полудня и после полуночи). В течении года на максимальное давление наблюдается зимой, когда воздух переохлажден и уплотнен а минимальное — летом.

Распределение атмосферного давления по земной поверхности носит хорошо выраженный зональный характер, что обусловлено неравномерным нагреванием земной поверхности, а следовательно, и изменением давления. Изменение давления объясняется перемещением воздуха. Оно высокое там, где воздуха становится больше, низкое там, откуда воздух уходит. Нагреваясь от поверхности, воздух устремляется вверх и давление на теплую поверхность понижается. Но на высоте воздух охлаждается, уплотняется и начинает опускаться на соседние холодные участки, где давление возрастает. Таким образом, нагревание и охлаждение воздуха от поверхности Земли сопровождается его перераспределением и изменением давления.

В экваториальных широтах температуры воздуха постоянно высокие, воздух, нагреваясь, поднимается и уходит в сторону . Поэтому в экваториальной зоне давление постоянно пониженное. В тропических широтах в результате притока воздуха создается повышенное давление. Над постоянно холодной поверхностью полюсов ( и ) давление повышенное, его создает воздух, приходящий из широт. Вместе с тем в умеренных широтах отток воздуха формирует пояс пониженного давления. В результате на Земле формируются пояса пониженного ( и два умеренных) и повышенного (два тропических и два полярных) давления. В зависимости от сезона они несколько смещаются в сторону летнего полушария (вслед за Солнцем).

Полярные области высокого давления зимой расширяются, летом сокращаются, но существуют весь год. Пояса пониженного давления весь год сохраняются близ и в умеренных широтах южного полушария. Иная картина в северном полушарии. Здесь зимой в умеренных широтах над материками давление сильно повышается и поле низкого давления как бы “разрывается”: оно сохраняется только над океанами в виде замкнутых областей пониженного давления — Исландского и Алеутского минимумов. Но над материками, где давление заметно повысилось, образуются так называемые зимние максимумы: Азиатский (Сибирский) и Северо-Американский (Канадский). Летом в умеренных широтах северного полушария поле пониженного давления восстанавливается. При этом обширная область пониженного давления формируется над Азией — Азиатский минимум.

В тропических широтах — поясе повышенного давления — материки всегда нагреваются сильнее, чем океаны, и давление над ними ниже. Это обусловливает субтропические максимумы над океанами: Северо- (Азорский), Северо-Тихоокеанский, Южно-Атлантический, Южно-Тихоокеанский и Индийский.

Иначе говоря, пояса повышенного и пониженного давления Земли, несмотря на крупномасштабные сезонные изменения своих показателей, являются довольно устойчивыми образованиями.

Всем известно, что формула для расчёта давления жидкости выглядит следующим образом: р=ρgh, где р - давление жидкости на дно сосуда, ρ - плотность воды, g - сила тяжести, действующая на 1кг, h - высота столба жидкости.

Но чтобы рассчитать по этой формуле атмосферное давление, нам нужно знать высоту атмосферы и плотность воздуха. Поскольку, у атмосферы определённой границы не существует, расчёт атмосферного давления по этой формуле невозможен.

Как измерить атмосферное давление? Опыт Торичелли

Но как же его тогда измерить? В этом нам помог итальянский учёный, который учился у Галилея, Эванджелиста Торричелли. Он провёл опыт, где взял стеклянную, запаянную с одного конца, трубку длиной примерно 1м и заполнил её ртутью. Другой конец трубки заткнули.

Трубку опустили заткнутым концом в чашу и открыли её, вследствие чего часть ртути вылилась в чашу. Высота столба ртути получилась примерно 760 мм. В промежутке между вершиной столба ртути и концом трубки безвоздушное пространство.

Но казалось бы, при чём тут атмосферное давление? А вот при чём: атмосфера давит на поверхность ртути, в то время как ртуть находится в равновесии. Из этого следует, что давление ртути в трубке на уровне поверхности ртути в чаше равняется атмосферному.

Если оного больше, то ртуть будет выливаться из трубки, если меньше - то ртуть из чаши будет переходить в трубку. из этого опыта следует, что атмосферное давление равняется давлению ртути в трубке (р атм = р ртути).

Теперь, измерив высоту столба ртути, мы можем посчитать атмосферное давление, которое будет равно: плотность ртути умноженную на силу тяжести, действующая на 1кг умноженную на высоту столба ртути. Это и будет атмосферное давление.

Атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба

Так как в опыте Торричелли чем выше атмосферное давление, тем выше столб ртути в трубке, стало принято измерять атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Если давление будет 760 мм рт. ст., то высота столба ртути в трубке будет равна 760мм соответственно.

Проведём параллель с известной нам единицей измерения давления - паскалем (Па). Итак, давление 1 мм рт. ст. равняется...

р = gρh, p = 9,8 Н/кг * 13600 кг/м^3 * 0,001м ≈ 133,3 Па.

Равняется 133,3 Па, где 9,8 Н/кг - сила тяжести, действующая на 1кг 13600 кг/м^3 - плотность (ρ) ртути, а 0,001 м - 1 миллиметр ртутного столба.

В сводках погоды можно услышать, что атмосферное давление равно 1030 гектопаскалям (1030 гПа). Это то же самое, что и 760 мм рт. ст. и является нормальным атмосферным давлением.

Не секрет, что атмосферное давление нестабильно и меняется на протяжение дня. Зачастую, это происходит от изменения погоды.

Сейчас никто не измеряет линейкой высоту столба ртути в трубке. Для измерения атмосферного давления используют ртутный барометр (от греч. барос - тяжесть и метро - измерять). Самый простейший ртутный барометр получится, если к трубке с ртутью, которая использовалась в опыте Торричелли, прикрепить вертикальную измерительную шкалу.

Примерно третья часть населения нашей планеты чувствительно реагирует на изменения окружающей среды. Больше всего на самочувствие человека влияет атмосферное давление – притяжение воздушных масс к Земле. Какое атмосферное давление считается нормальным для человека – это зависит от местности, в которой он пребывает подавляющую часть времени. Каждому комфортными будут казаться привычные для него условия.

Что такое атмосферное давление

Планету опоясывает воздушная масса, которая под влиянием гравитации давит на любой предмет, включая человеческое тело. Сила называется давлением атмосферы. На каждый квадратный метр давит столб воздуха весом примерно 100000 кг. Измерение атмосферного давления производится специальным прибором – барометром. Измеряется в паскалях, миллиметрах ртутного столба, миллибарах, гектопаскалях, атмосферах.

Норма атмосферного давления составляет 760 мм рт. ст., или 101 325 Па. Открытие явления принадлежит известному физику Блезу Паскалю. Ученый сформулировал закон: на одинаковом расстоянии от центра земли (не имеет значения, в воздухе, на дне водоема) абсолютное давление будет одинаковым. Он же первый предложил измерять высоты методом барометрического выравнивания.

Нормы атмосферного давления по регионам

Узнать, какое атмосферное давление считается нормальным для здорового человека, невозможно – нет однозначного ответа. По разным регионам земного шара воздействие неодинаково. В пределах относительно небольшой площади эта величина может заметно различаться. Например, в Средней Азии стандартными считаются слегка повышенные цифры (в среднем 715-730 мм рт. ст.). Для средней полосы России нормальное атмосферное давление равно 730-770 мм рт. ст.

Показатели связаны с приподнятостью поверхности над уровнем моря, направлением ветра, влажности и температуры окружающей среды. Теплый воздух весит меньше, чем холодный. Над областью с повышенной температурой или влажностью сжатие атмосферы всегда меньше. Люди, живущие в высокогорных районах, не чувствительны к таким показателям барометра. Их организм формировался в этих условиях, и все органы прошли соответствующую адаптацию.

Как давление влияет на людей

Идеальной считается величина 760 мм рт. ст. Что же ждет при колебаниях ртутного столба:

1. Изменение оптимальных показателей (до 10 мм/ч) уже приводит к ухудшению самочувствия.
2. При резком повышении, понижении (в среднем на 1 мм/ч) даже у здоровых людей отмечается значительное ухудшение самочувствия. Появляется головная боль, тошнота, потеря работоспособности.

Метеозависимость

Чувствительность человека к условиям погоды – смене ветра, геомагнитным бурям – называют метеозависимостью. Влияние атмосферного давления на до конца еще не изучено. Известно, что при смене погодных условий создаётся внутреннее напряжение внутри сосудов и полостей организма. Метеозависимость может быть выражена:

• раздражительностью;
• болями различной локализации;
• обострением хронических болезней;
• общим ухудшением самочувствия;
• проблемами с сосудами.

В большинстве случаев от метеозависимости страдают люди со следующими заболеваниями:

• болезни дыхательных путей;
• гипо- и гипертония.

Реакция на повышенное давление

Снижение показателей барометра хотя бы на 10 единиц (770 мм рт. ст. и ниже) оказывает негативное влияние на здоровье. Особенно страдают от погодных изменений люди с давними заболеваниями сердечно-сосудистой и пищеварительной системы. Медики в такие дни рекомендуют снизить физические нагрузки, меньше бывать на улице, не злоупотреблять тяжелой пищей и алкоголем. Среди основных реакций:

• ощущение заложенности слуховых проходов;
• уменьшение количества лейкоцитов в крови;
• снижение активности перистальтики кишечника;
• нарушение функциональности сердечно-сосудистой системы;
• слабая способность к концентрации внимания.

Реакция на пониженное атмосферное давление

Понижение сдавливания атмосферы до 740 мм и меньше вызывает противоположные сдвиги в организме. В основе всех неблагоприятных изменений лежит кислородное голодание. Создается разрежение воздуха, низкое процентное содержание молекул кислорода: становится тяжелее дышать. Возникают.

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.

Название города	Среднегодовое давление, мм рт.ст.	Допустимые максимумы (согласно многолетним наблюдениям), мм рт.ст.
Москва	747-748	755
Санкт-Петербург	753-755	762
Самара	752-753	760
Тула	746-747	755
Ярославль	720-752	758
Ростов-на-Дону	740-741	748
Ижевск	746-747	753
Екатеринбург	735-741	755
Челябинск	737-744	756
Пермь	744-745	751
Тюмень	770-771	775
Владивосток	750-761	765

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, . 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 , 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 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.

Остались вопросы? Задавайте их в комментариях! На них ответит врач-кардиолог .

За нормальное атмосферное давление принято брать давление воздуха на уровне моря на широте 45 градусов при температуре в 0оС. В этих идеальных условиях столб воздуха давит на каждый площади с такой же силой, как столб ртути высотой 760 мм. Данная цифра и является показателем нормального атмосферного давления.

Атмосферное давление зависит от высоты местности над уровнем моря. На возвышенности показатели могут отличаться от идеальных, но при этом они тоже будут считаться нормой.

Нормы атмосферного давления в разных регионах

С повышением высоты атмосферное давление понижается. Так, на высоте пять километров показатели давления будут примерно в два раза меньше, чем внизу.

Из-за расположения Москвы на возвышенности, нормой давления здесь считаются показатели 747-748 мм столба. В Санкт-Петербурге нормальное давление – 753-755 мм ртутного столба. Такая разница объясняется тем, что город на Неве расположен ниже по сравнению с Москвой. В некоторых районах Петербурга можно встретить норму давления в идеальные 760 мм ртутного столба. Для Владивостока нормальным давлением является 761 мм ртутного столба. А в горах Тибета – 413 мм ртутного столба.

Воздействие атмосферного давления на людей

Человек ко всему привыкает. Даже если показатели нормального давления низкие по сравнению с идеальными 760 мм ртутного столба, но являются нормой для данной местности, людям будет .

На самочувствие человека влияет резкое колебание атмосферного давления, т.е. понижение или повышение давления хотя бы на 1 мм ртутного столба в течение трех часов

При понижении давления возникает нехватка кислорода в крови человека, развивается гипоксия клеток организма, учащается сердцебиение. Появляются головные боли. Наблюдаются затруднения со стороны дыхательной системы. Из-за плохого кровоснабжения человека могут беспокоить боли в суставах, онемение пальцев.

Повышение давления ведет к переизбытку кислорода в крови и тканях организма. Повышается тонус сосудов, что ведет к их спазмам. Вследствие чего нарушается кровообращение организма. Могут возникать нарушения зрения в виде появления «мушек» перед глазами, головокружения, тошнота. Резкое повышение давления до больших величин может привести к разрыву ушной барабанной перепонки.