مثير للإعجاب

ضغط الهواء وكيف يؤثر على الطقس

ضغط الهواء وكيف يؤثر على الطقس

من أهم خصائص الغلاف الجوي للأرض ضغط الهواء الذي يحدد أنماط الرياح والطقس في جميع أنحاء العالم. تمارس الجاذبية جرًا على الغلاف الجوي للكوكب تمامًا كما يبقينا مربوطين على سطحه. تتسبب هذه القوة الجاذبية في دفع الغلاف الجوي ضد كل ما يحيط به ، حيث يرتفع الضغط ويسقط مع دوران الأرض.

ما هو ضغط الهواء؟

بحكم التعريف ، فإن الضغط الجوي أو الجوي هو القوة لكل وحدة من المساحة التي تمارس على سطح الأرض بسبب وزن الهواء فوق السطح. يتم إنشاء القوة التي تمارسها كتلة الهواء بواسطة الجزيئات التي تتكون منها وحجمها وحركتها وعددها الموجود في الهواء. هذه العوامل مهمة لأنها تحدد درجة حرارة وكثافة الهواء وبالتالي ضغطه.

يحدد عدد جزيئات الهواء فوق السطح ضغط الهواء. مع زيادة عدد الجزيئات ، فإنها تمارس ضغطًا أكبر على السطح ، ويزيد إجمالي الضغط الجوي. على النقيض من ذلك ، إذا انخفض عدد الجزيئات ، فإن ضغط الهواء يتراجع أيضًا.

كيف يمكنك قياس ذلك؟

يتم قياس ضغط الهواء بمقاييس الزئبق أو اللاسائلية. أجهزة قياس الزئبق تقيس ارتفاع عمود الزئبق في أنبوب زجاجي عمودي. مع تغير ضغط الهواء ، يكون ارتفاع عمود الزئبق كذلك ، تمامًا مثل مقياس الحرارة. يقوم خبراء الأرصاد الجوية بقياس ضغط الهواء في وحدات تسمى الأجواء (أجهزة الصراف الآلي). يساوي أحد الأجواء 013 1 مليجرام (MB) عند مستوى سطح البحر ، وهو ما يترجم إلى 760 ملم من الزناد السريع عند قياسه على مقياس الزئبق.

يستخدم مقياس اللاسائلية لفائف من الأنابيب ، مع إزالة معظم الهواء. ثم ينحني الملف إلى الداخل عندما يرتفع الضغط وينحني عندما ينخفض ​​الضغط. تستخدم مقاييس الضغط اللاسائلي نفس وحدات القياس وتنتج نفس القراءات مثل مقاييس الزئبق ، لكنها لا تحتوي على أي عنصر.

ضغط الهواء ليست موحدة في جميع أنحاء الكوكب ، ولكن. يتراوح المعدل الطبيعي لضغط هواء الأرض من 980 ميجابايت إلى 1050 ميجابايت. هذه الاختلافات هي نتيجة لأنظمة ضغط الهواء المنخفضة والعالية ، والتي تنتج عن التسخين غير المتكافئ عبر سطح الأرض وقوة التدرج الضغط.

كان أعلى ضغط بارومتري مسجلاً 1.083.8 ميغابايت (تم تعديله حتى مستوى سطح البحر) ، تم قياسه في أجاتا ، سيبيريا ، في 31 ديسمبر 1968. وكان أقل ضغط تم قياسه على الإطلاق هو 870 ميجابايت ، كما تم تسجيله عندما ضرب إعصار Tip غرب المحيط الهادئ في 12 أكتوبر ، عام 1979.

أنظمة الضغط المنخفض

يُعتبر نظام الضغط المنخفض ، الذي يُعرف أيضًا باسم الاكتئاب ، منطقة يقل فيها الضغط الجوي عن المنطقة المحيطة به. ترتبط المستويات المنخفضة عادة بالرياح الشديدة والهواء الدافئ والرفع الجوي. في ظل هذه الظروف ، تنتج القيعان عادة السحب ، وهطول الأمطار ، والطقس المضطرب الآخر ، مثل العواصف المدارية والأعاصير.

لا تتعرض المناطق المعرضة لضغط منخفض للنهار الشديد (النهار مقابل الليل) أو درجات الحرارة الموسمية الشديدة لأن السحب الموجودة فوق مثل هذه المناطق تعكس الإشعاع الشمسي القادم إلى الغلاف الجوي. نتيجة لذلك ، لا يمكنهم التسخين أثناء النهار (أو في الصيف) ، وفي الليل ، يتصرفون كبطانية ، محاصرين الحرارة أدناه.

أنظمة الضغط العالي

يُعتبر نظام الضغط العالي ، الذي يُطلق عليه أحيانًا مضادًا للإعصار ، منطقة يكون فيها الضغط الجوي أكبر من المنطقة المحيطة. تتحرك هذه الأنظمة في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وعكس عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي بسبب تأثير كوريوليس.

تتسبب المناطق ذات الضغط العالي عادةً في ظاهرة تسمى الهبوط ، مما يعني أنه مع تبريد الهواء في المناطق المرتفعة ، تصبح أكثر كثافة وتتحرك نحو الأرض. يزداد الضغط هنا لأن المزيد من الهواء يملأ المساحة الباقية من القاع. تبخر عملية الهبوط أيضًا معظم بخار الماء الموجود في الجو ، لذلك ترتبط أنظمة الضغط العالي عادة بالسماء الصافية والطقس الهادئ.

على عكس المناطق ذات الضغط المنخفض ، فإن عدم وجود السحب يعني أن المناطق المعرضة لارتفاع ضغط التجربة تتطرف في درجات الحرارة النهارية والموسمية حيث لا توجد غيوم لمنع الإشعاع الشمسي القادم أو حجز الإشعاع طويل الموجة الصادر ليلاً.

المناطق الجوية

في جميع أنحاء العالم ، هناك العديد من المناطق التي يكون فيها ضغط الهواء ثابتًا بشكل ملحوظ. هذا يمكن أن يؤدي إلى أنماط الطقس يمكن التنبؤ بها للغاية في مناطق مثل المناطق الاستوائية أو القطبين.

  • الحوض المنخفض الضغط الاستوائي: تقع هذه المنطقة في المنطقة الاستوائية للأرض (من 0 إلى 10 درجات شمالًا وجنوبًا) وتتكون من هواء دافئ وخفيف وصاعد ومتقارب. نظرًا لأن الهواء المتقارب رطب ومليء بالطاقة الزائدة ، فإنه يتوسع ويبرد مع ارتفاعه ، مما يخلق السحب والأمطار الغزيرة التي تبرز في جميع أنحاء المنطقة. هذا الحوض ذو الضغط المنخفض يشكل أيضًا منطقة التقارب بين المناطق المدارية (ITCZ) والرياح التجارية.
  • خلايا الضغط العالي المدارية: تقع بين 20 درجة و 35 درجة شمالًا / جنوبًا ، وهي منطقة من الهواء الجاف الحار تتشكل كلما أصبح الهواء الدافئ المنحدر من المناطق المدارية أكثر حرارة. لأن الهواء الساخن يمكن أن يحمل المزيد من بخار الماء ، فهو جاف نسبياً. المطر الغزير على طول خط الاستواء يزيل أيضا معظم الرطوبة الزائدة. وتسمى الرياح السائدة في المناطق شبه الاستوائية الغربية.
  • خلايا الضغط المنخفض تحت القطب: تقع هذه المنطقة على خط عرض 60 درجة شمالًا / جنوبًا وتتميز بطقس بارد ورطب. يحدث انخفاض Subpolar بسبب اجتماع كتل الهواء البارد من خطوط العرض العليا وكتل الهواء الدافئة من خطوط العرض السفلى. في نصف الكرة الشمالي ، يشكل اجتماعهم الجبهة القطبية ، التي تنتج العواصف الإعصارية منخفضة الضغط المسؤولة عن هطول الأمطار في شمال غرب المحيط الهادئ ومعظم أوروبا. في نصف الكرة الجنوبي ، تتطور العواصف الشديدة على طول هذه الجبهات وتتسبب في رياح شديدة وتساقط ثلوج في القارة القطبية الجنوبية.
  • الخلايا القطبية ذات الضغط العالي: وتقع هذه في 90 درجة شمال / جنوب وباردة وجافة للغاية. مع هذه الأنظمة ، تتحرك الرياح بعيدًا عن القطبين في أحد الأعاصير ، التي تنحدر وتتباعد لتشكل شلالات القطبية. ومع ذلك ، فهي ضعيفة بسبب قلة الطاقة المتاحة في القطبين لجعل الأنظمة قوية. على الرغم من ذلك ، فإن الجزء العلوي من أنتاركتيكا أقوى ، لأنه قادر على التكوين فوق اليابسة الباردة بدلاً من البحر الأكثر دفئًا.

من خلال دراسة هذه الارتفاعات والانخفاضات ، يكون العلماء أكثر قدرة على فهم أنماط دوران الأرض والتنبؤ بالطقس للاستخدام في الحياة اليومية ، والملاحة ، والشحن ، وغيرها من الأنشطة المهمة ، مما يجعل ضغط الهواء مكونًا مهمًا للأرصاد الجوية وغيرها من علوم الغلاف الجوي.

مصادر:

  • الجمعية الجغرافية الوطنية. "الضغط الجوي."الجمعية الجغرافية الوطنية، 9 أكتوبر 2012 ، //www.nationalgeographic.org/encyclopedia/atmospheric-pressure/.
  • "أنظمة الطقس وأنماطه."نظم الطقس وأنماطه الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، //www.noaa.gov/education/resource-collections/weather-atmosphere-education-resources/weather-systems-patterns.