Атмосферное давление


Как мы уже знаем, воздух, как и всякое другое вещество, имеет вес. У поверхности Земли, где воздух наиболее плотен и тяжел, он в 770 раз легче воды. Это значит, что воздух, содержащийся в литровой бутылке, весит примерно столько же, сколько весит вода в наперстке.

Хотя вес воздуха и невелик, но сила, с которой вся толща атмосферы давит на земную поверхность, огромна. Нам приходится испытывать на себе давление тяжести всех расположенных над нами воздушных слоев, до самых верхних границ атмосферы, подобно тому как на дне моря нам пришлось бы выдержать всю тяжесть находящейся над нами воды. На «дне» воздушного океана, то есть на земной поверхности, где мы живем, на каждый квадратный сантиметр поверхности атмосфера давит с силой около 1 килограмма. Это значит, что на человеческую ладонь, площадь которой равна примерно 150 квадратным сантиметрам, воздух давит с силой 150 килограммов, равной весу двух взрослых мужчин.

Давление измеряют в миллибарах. Один миллибар (сокращенно мб) приблизительно равен тому давлению, которое оказывает тело весом 1 грамм на поверхность в 1 квадратный сантиметр. Мы уже знаем, что атмосфера у поверхности Земли давит на 1 квадратный сантиметр с силой около килограмма, то есть 1000 граммов. Следовательно, среднее давление у поверхности Земли около 1000 миллибар.

Атмосферное давление не остается все время одним и тем же, оно непрерывно колеблется — то уменьшается, то увеличивается.

Однако эти колебания давления сравнительно очень невелики; давление только в очень редких случаях уменьшается до 935—940 миллибар или увеличивается до 1055—1060 миллибар: оно остается все время близким к своей средней величине в 1000 миллибар.

Когда впервые начали наносить на карты метеорологические наблюдения, то прежде всего обнаружили, что атмосферное давление всегда распределяется неравномерно: в одних местах оно больше, в других — меньше (на наших картах, после стр. 144, величины давления у станций не нанесены). Чтобы представить распределение давления более наглядно, на синоптических картах стали проводить линии равного давления — изобары.

Каждая изобара проходит через те точки на карте, где давление одинаково и равно одной определенной заданной величине. Эта заданная величина давления надписана на концах изобары. Так, на наших картах мы видим изобары 1000 миллибар, 1005 миллибар и т. д. Изобары обычно проводятся через каждые 5 миллибар.

Несмотря на причудливость и разнообразие форм изобар, на карте можно выделить два различных вида изобарических областей.

В одних областях изобары замыкаются таким образом, что внутри оказывается более низкое давление, чем на самой изобаре. В центре такой области давление будет самым низким, и здесь ставится буква «Н». Эта область называется областью низкого давления.

В других частях карты изобары замыкаются вокруг областей более высокого давления, в центре их ставится буква «В». Эти области называются областями высокого давления.

Изобарические области очень обширны и часто охватывают огромные пространства, измеряемые тысячами километров в поперечнике.

На картах погоды можно видеть, что изобарические области существуют по нескольку дней, то усиливаясь, то ослабевая, причем они обычно не остаются на одном месте. Области низкого давления перемещаются в среднем со скоростью 20—40 километров в час, то есть несколько медленнее пригородного поезда. Приблизительно с такими же скоростями движутся и области высокого давления. Чаще всего это движение происходит с запада на восток.

Посмотрите на синоптические карты после стр. 144. На карте за 21 час 11 ноября 1948 года мы видим, что Балтийское море с прилегающими районами занято областью пониженного давления: на изобаре, очерчивающей центр самого низкого давления, стоит цифра — 990 мб. Второй центр низкого давления расположен над Карским морем (изобара 995 мб), третий — над Уральским хребтом, к северу от Свердловска (изобара 1000 мб). Область высокого давления занимает обширное пространство от Кавказа до берегов Атлантического океана. Она имеет два самостоятельных центра — над северной частью Черного моря и над Северным Кавказом (изобары 1035 мб). На крайнем северо-западе, в районе острова Шпицберген, также господствует высокое давление (изобара 1030 мб), но центр этой области расположен за пределами карты.

Через сутки на карте за 21 час 12 ноября 1948 года положение этих областей давления и их свойства сильно меняются. Так, например, центр области пониженного давления, находившийся прежде над Балтийским морем, за 24 часа сместился в район Москвы, пройдя около 1000 километров со средней скоростью немного более 40 километров в час. При этом на центральной изобаре этой области давление теперь не 990, а 995 мб, то есть область пониженного давления несколько, как говорят, «заполнилась», ослабела. Переместились и изменились также и другие изобарические области, которые мы видели на предыдущей карте.

Мы можем следить за изменениями давления при помощи барометра-анероида (рис. 3).

Анероид имеет две стрелки: латунную, которую можно передвигать (поворачивая головку), и черную, которая движется по кругу в зависимости от давления. На круге написаны цифры величин давления, возрастающие слева направо. Главная часть барометра — блестящая металлическая коробка, из которой почти совсем выкачан воздух. Когда давление воздуха увеличивается, крышка коробки немного вдавливается, и черная стрелка, которая при помощи рычажков соединена с крышкой, движется вправо, в сторону больших чисел; когда давление падает, то крышка выпрямляется, и стрелка движется влево. Латунную стрелку обычно с вечера поворачивают так, чтобы она совпала с черной. Встав утром, слегка постукивают пальцем по стеклу анероида и смотрят, куда ушла черная стрелка, как изменилось давление за ночь — увеличилось или уменьшилось. Постукивать прибор нужно потому, что стрелка несколько задерживается трением и ее перемещение отстает от изменения давления.

Если давление сильно упало, то, значит, к нам приблизился центр низкого давления; если же давление растет, то приблизился центр высокого давления.

Именно неравномерное распределение давления и вызывает ветер.