الضغط الجوي ~ دار العلوم

يتناقص الضغط الجوي بالإرتفاع عن سطح البحر . ويبلغ عند سطح البحر 1 atm أو 0132و1 بار .

المناطق ذات الضغط الجوي المنخفض لها كتلة غلاف جوي أقل، بينما المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع لها كتلة غلاف جوي أكثر من غيرها.

وكلما زاد الارتفاع عن سطح الأرض كلما قل الضغط الجوي والعكس صحيح.
يبلغ وزن متر مربع من عمود الهواء عند سطح البحر وارتفاعه سُمك الغلاف الجوي 10 طن تقريبا.

والضغط الجوي هو وزن عمود من الهواء مساحة مقطعه وحدة المساحات بارتفاع يعادل سمك الغلاف الجوي. الضغط الجوي = 1 atm أو بالتقريب 1 بار. والضغط الجوي يتناقص بالارتفاع عن سطح البحر. ويبلغ عند سطح البحر 1 atm أو 1.0132بار.

الضغط الجوي القياسي:

يبلغ الضغط الجوي 760 ميلليمتر زئبق أو32.5 101 باسكال أو 1.013 بار

أي وزن عمود من الزئبق مساحة مقطعه 1 سنتيمتر مربع وارتفاعه 760 ملليمتر. وهذا يعادل وزن عمود الهواء الواقع على 1 سنتيمتر مربع وارتفاعه ارتفاع الغلاف الجوي للأرض.

فإذا كانت كثافة الزئبق 13,53 جرام/ سنتيمتر مكعب، أمكننا حساب الضغط الجوي كالآتي:

الضغط الجوي == 53 و13. 76 سنتيمتر == 028 و1 كيلوجرام/ سنتيمتر مربع.

وأذا أردنا حساب وزن عمود الهواء من الغلاف الجوي الواقع على 1 متر مربع، نحصل على:

وزن عمود الهواء على المتر المربع == 028 و1 كيلوجرام. 10000 سنتيمتر مربع == 10280 كيلوجرام/ متر مربع.

أي نحو 10 طن

الضغط الجوي عند سطح البحر:

يتم قياسه على مستوى سطح البحر، وهو ما يتم بالعادة ذكره في نشرات الطقس على الإذاعة والتلفزيون والصحف والانترنت.

و يستعمل علم المناخ الضغط عند سطح البحر من أجل تحديد وتصنيف مراكز الضغط الجوي على الكرة الأرضية. فنجده يعرف مجموعة من مراكز الضغط الجوي التي تهيمن على مناخ وطقس مناطق واسعة من الكرة الأرضية.

وهي مصنفة إلى نوعين : المرتفعات الجوية والمنخفضات الجوية. فمن بين هذه المرتفعات بالنصف الشمالي من الكرة الأرضية، نجد مرتفع الآصور ومرتفع سيبيريا. ومن أهم المنخفضات الجوية للنصف الشمالي للكرة الأرضية نذكر منخفض إيسلاندا.

اختلاف الضغط الجوي عند اختلاف الارتفاع عن سطح الأرض:

يختلف الضغط الجوي عند سطح الأرض ارتفاعاً إلى طبقة الميزوسفير. على الرغم من تغير الضغط الجوي بتغير حالة الطقس, قامت ناسا بوضع متوسط حسابي لجميع الحالات ولجميع المناطق على مرور السنين.

ويمكن ايجاد الضغط الجوي من خلال معادلة تصف علاقة الارتفاع بالضغط الجوي ,كلما زاد الارتفاع عن سطح الأرض قل الضغط الجوي مع الأخذ بالاعتبار تأثير الحرارة والرطوبة على على دقة النتيجة، على ارتفاع منخفض عن سطح البحر,.

ينخفض الضغط الجوي بمقدار cca 1.2 kPa لكل 100 متر تم ذكر موضوع تغير الضغط الجوي قبل 1400 سنة في القرآن الكريم بقوله تعالى: "فَمَن يُرِدِ اللّهُ أَن يَهْدِيَهُ يَشْرَحْ صَدْرَهُ لِلإِسْلاَمِ وَمَن يُرِدْ أَن يُضِلَّهُ يَجْعَلْ صَدْرَهُ ضَيِّقًا حَرَجًا كَأَنَّمَا يَصَّعَّدُ فِي السَّمَاء كَذَلِكَ يَجْعَلُ اللّهُ الرِّجْسَ عَلَى الَّذِينَ لاَ يُؤْمِنُونَ" (سورة الأنعام: 125).

وحدات الضغط:

باسكال

(Pa)

بار

(bar) ضغط جوي تقني

(at)

ضغط جوي

(atm)

ميلليمتر زئبق

(Torr) باوند ثقلي في البوصة المربعة

(psi)

تأثير الارتفاع على الإنسان:

يقل الضغط الجوي بالارتفاع عن سطح الأرض وبالتالي يقل الأكسجين في الجو مما يكون له تأثير على الكائنات الحية التي تتنفس الهواء، وتحتاج الأكسجين في تنفسها. وتأثير الارتفاع على الإنسان يجري كالآتي:

ارتفاع 2400 متر : هذا يعادل الضغط داخل طائرات الركاب، ولا يكون له تأثير

ارتفاع 2500 متر : يبدأ بعض الناس الحساسون بالشعور بالدوار.

ارتفاع 3500 متر : يشعر نحو ثلث الناس الغير معتادين على ذلك بالشعور بالدوخان والتعب.

ارتفاع 4000 متر : يشعر 95% من غير المعتادين بالدوخان والتعب.

ارتفاع 5500 متر : يستطيع بعض الناس العيش على هذا الارتفاع. وتبلغ كمية الأكسجين على هذا الارتفاع نحو نصف كميته عند سطح البحر.

ارتفاع 7500 متر : هنا تبدأ المنطقة القاتلة : متسلقي الجبال لا يستطيعون البقاء على ذلك العلو أكثر من يوم بدون أنابيب الأكسجين.

ارتفاع 8848 متر : أعلى نقطة على سطح الأرض، وهى قمة جبل إفرست.

تغير الضغط الجوي بالارتفاع:

ينخفض الضغط الجوي كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر طبقا ل دالة أسية. وعلى الرغم من تغير الجو أيضا بسبب أحوال الطقس والحرارة فقد قامت ناسا بحساب تغير متوسط الضغط على ارتفاعات مختلف لجميع المناطق الأرض.

نقطة غليان الماء:

طبقا للتعريف يغلى الماء عند درجة حرارة 100 مئوية. ودرجة الغليان هي درجة الحرارة التي يتساوى عندها ضغط البخار مع الضغط اللمحيط بالماء.

وبسبب ذلك تنخفض درجة غليان الماء تحت وطأة الضغط المنخفض وتعلو مع علو الضغط. ولهذا يحتاج الطبخ على الأعالى أعلى من 1500 متر لأوقات تزيد عن المعهود

ويمكن تحديد ذلك عن طريق معرفة نقطة غليان الماء على ذلك الارتفاع. وقد استخدمت تلك الطريقة خلال القرن التاسع عشر عن طريق الرحالة والمستكشفين لتحديد ارتفاع المناطق التي كانوا يزورونها.