Кіріспе

Атмосфералық қысым, сондай-ақ ауа қысымы немесе барометрлік қысым (барометрден кейін аталған), – Жер атмосферасының ішіндегі қысым. Стандартты атмосфера (символ: atm) – қысымның бірлігі, ол 1,013.25 миллибарға, 760 мм сынап бағанасы, 29.9212 дюйм сынап бағанасы немесе 14.696 фунт/квадрат дюйм (psi) тең. Атмосфералық қысымның бірлігі шамамен Жердегі орташа теңіз деңгейіндегі атмосфералық қысымға сәйкес келеді; яғни, теңіз деңгейіндегі Жердің атмосфералық қысымы шамамен 1 атмосфераны құрайды. Көптеген жағдайларда атмосфералық қысым, өлшеу нүктесінің үстіндегі ауа салмағынан туындайтын гидростатикалық қысымға жақын болады. Биіктік артқан сайын атмосфералық масса азаяды, сондықтан атмосфералық қысым биіктікпен бірге төмендейді. Атмосфера Жер радиусына қарағанда жұқа болғандықтан – әсіресе төменгі биіктіктегі тығыз атмосфера қабатында – Жердің гравитациялық үдеуі биіктік функциясы ретінде тұрақты деп есептелуі мүмкін және бұл төмендеуге аз әсер етеді. Қысым – бірлік аудандағы күшті өлшейтін шама, SI жүйесінде паскальмен (1 паскаль = 1 ньютон шаршы метрге, 1 Н/м²) өлшенеді. Орташа есеп бойынша, орташа теңіз деңгейінен Жер атмосферасының жоғарғы шегіне дейін өлшенген, көлденең қимасы 1 шаршы сантиметр (см²) болатын ауа бағанасының массасы шамамен 1,03 килограммды құрайды және шамамен 10,1 ньютон күш немесе "салмақ" түсіреді, нәтижесінде қысым 10,1 Н/см² немесе 101 кН/м² (101 килопаскаль, кПа) болады. Көлденең қимасы 1 дюйм² болатын ауа бағанасының салмағы шамамен 14,7 фунт-күш (lbf) тең, нәтижесінде қысым 14,7 фунт-күш/дюйм² болады.

Механизм

Атмосфералық қысым – планетаның атмосфералық газдарға гравитациялық тартылысының нәтижесінде туындайды және планетаның массасы, беткей радиусы, газдардың мөлшері мен құрамы, сондай-ақ атмосферадағы тік бөлінуіне байланысты. Ол планетаның айналысымен, желдің жылдамдығы, температураға байланысты тығыздық өзгерістері және құрамының ауытқулары сияқты жергілікті факторлармен өзгереді.

Теңіз деңгейіндегі орташа қысым

Орташа теңіз деңгейі қысымы (MSLP) – орташа теңіз деңгейіндегі атмосфералық қысым. Бұл атмосфералық қысым радио, теледидар, газеттер және интернеттегі ауа райы хабарларында көрсетіледі. Авиациядағы биіктікөлшегіш параметрлері – атмосфералық қысымды түзету. Теңіз деңгейінің орташа қысымы авиациялық ауа райы есептерінде (METAR) QNH әлемдік масштабта гектопаскаль немесе миллибармен (1 гектопаскаль = 1 миллибар) беріледі, АҚШ, Канада және Жапониядан басқа елдерде ол инч сынап бағанасымен (екі ондық таңбаға дейін) көрсетіледі. АҚШ және Канада теңіз деңгейі қысымын SLP ретінде де хабарлайды, ол басқа әдіспен теңіз деңгейіне түзетіледі және кодтың халықаралық таралымға жіберілетін бөлігінде емес, ескертулер бөлімінде гектопаскаль немесе миллибармен көрсетіледі. Дегенмен, Канаданың ауа райы туралы ақпараттарында теңіз деңгейі қысымы килопаскальмен беріледі. АҚШ ауа райы кодының ескертулерінде тек үш сан жіберіледі; ондық нүктелер мен бірінші немесе екінші маңызды сандар алынып тасталады: 132; 000; 998,7hPa – 987; және т.б. Жердегі теңіз деңгейінің ең жоғары қысымы Сібірде байқалады, онда Сібір антициклоны көбінесе теңіз деңгейі қысымын , рекордтық көрсеткіштерге жуық мәнге жетеді. Тропикалық дауылдар мен торнадо орталықтарында теңіз деңгейінің ең төменгі өлшенетін қысымы тіркеледі, рекордтық ең төменгі мәні .

Жергілікті өзгерістер

Атмосфералық қысым Жерде кең ауқымда өзгереді, және бұл өзгерістер ауа райы мен климатты зерттеу үшін маңызды. Атмосфералық қысым күндізгі немесе жарты күндізгі (күнде екі рет) циклді көрсетеді, ол жаһандық атмосфералық толқындардың салдарынан туындайды. Бұл эффект тропикалық аймақтарда бірнеше гектопаскаль амплитудасымен ең күшті, ал полярлық аймақтарда дерлік нөлдік. Бұл өзгерістерде екі цикл қабаттасқан: циркадтық (24 сағаттық) цикл және жарты циркадтық (12 сағаттық) цикл.

Жазбалар

Жер бетінде тіркелген теңіз деңгейіне келтірілген барометрлік қысымның ең жоғары көрсеткіші (750 метрден жоғары) 2001 жылдың 19 желтоқсанында Моңғолияның Тосонтсэнгэл қаласында өлшенді. Теңіз деңгейіне келтірілген ең жоғары барометрлік қысым (750 метрден төмен) 1968 жылдың 31 желтоқсанында Ресейдің Эвенк автономиялық округінің Агата қаласында (66°53'N, 93°28'E, биіктігі:) тіркелді. Бұл айырмашылықтың себебі – жоғары биіктіктен теңіз деңгейіне келтірумен байланысты туындайтын қиындықтар (стандартты градиенттік температураның таралуын қабылдау). Теңіз деңгейінен төменгі жер бетіндегі қысымның рекордты көрсеткіші 1961 жылдың 21 ақпанында тіркелді. Торнадолық емес атмосфералық қысымның ең төменгі көрсеткіші 870 гПа (0,858 атм; 25,69 inHg) құрады, ол 1979 жылдың 12 қазанында Тынық мұхитының батысындағы «Тип» тайфуны кезінде тіркелді. Өлшеулер барлау ұшағынан жасалған аспаптық байқауларға негізделген.

Су тереңдігіне негізделген өлшеу

Бір атмосфера – шамамен 10,3 метр тұщы су бағанының салмағынан туындайтын қысым. Осылайша, 10,3 метр тереңдіктегі су нысаны шамамен 2 атмосфера қысымға (1 атмосфера ауа және 1 атмосфера су) ұшырайды. Керісінше, 10,3 метр – стандартты атмосфералық жағдайларда сорғыш арқылы суды көтеруге болатын максималды биіктік. Табиғи газ құбырлары сияқты төмен қысымдар кейде судың дюймімен беріледі, әдетте w.c. (су бағаны) немесе w.g. (су дюймі) өлшемдері түрінде жазылады. АҚШ-та тұрмыстық қолданыстағы газ құрылғысының максималды қуаты 14 дюйм су бағанына (w.g.) тең. Миллиметр, сантиметр немесе метрге негізделген әртүрлі атаулармен және белгілермен ұқсас метрикалық бірліктер қазір сирек қолданылады.

Сұйықтықтардың қайнау температурасы

Таза су Жердегі стандартты атмосфералық қысымда 100 градус Цельсийде қайнайды. Қайнау температурасы – бу қысымы сұйықтықты қоршаған атмосфералық қысымға тең болатын температура. Осы себепті сұйықтардың қайнау температурасы қысым төмен болғанда төмендейді, ал қысым жоғары болғанда көтеріледі. Сондықтан, биік тауларда тамақ пісіру үшін рецепттерді түзету немесе қысыммен пісіру қажет. Су қайнаған температураны өлшеу арқылы биіктікті шамамен анықтауға болады; 19 ғасырдың ортасында осы әдіс саяхатшылар тарапынан қолданылған. Керісінше, егер сұйықтықты төмен температурада буландыру қажет болса, мысалы, дистилляцияда, атмосфералық қысым вакуумды сорғыны пайдалану арқылы төмендетілуі мүмкін, мысалы, роторлық буландырғышта.

Өлшем және карталар

Атмосфералық қысымның биіктікке пропорционалды түрде өзгеретіні туралы білімнің маңызды қолданысы – сенімді қысым өлшегіш құралдардың арқасында төбелер мен таулардың биіктігін анықтау болды. 1774 жылы Маскелин Шотландиядағы Шиаллион тауында Ньютонның гравитация теориясын растады және таудың беткейлеріндегі биіктікті дәл өлшеуі қажет болды. Уильям Рой барометрлік қысымды пайдалана отырып, Маскелиннің биіктік өлшемдерін растады, нәтиже бір метрге (3,28 фут) дейін сәйкес келді. Бұл әдіс геодезиялық жұмыстар мен карта жасауда пайдалы болды және қазірге дейін қолданылып келеді.