
大气压,也称为大气压力,是对地球大气中空气压力的测量。
你可能经历过这样的场景:在一个阳光明媚的日子里,电视上出现了天气预报员,他非常肯定地宣布,第二天早上你醒来时将会下雨。那个预报员怎么能对天气变化这么有把握呢?天空中没有云,附近地区也没有任何风暴的报道。这个人知道什么是你不知道的?答案其实很简单。气象预报员知道气压正在下降。
气压是如何定义的?
大气压是对地球大气中空气压力的测量。由于这个原因,它也被称为大气压力。压力是由空气中的流体气体分子产生的,它向各个方向延伸。值得注意的是,它以施加在地球地面上的向下压力的形式存在,这使得它相对容易测量。
空气分子浓度越高,气压就越大。当分子更分散时,压力就会减小。因此,海平面的气压始终高于高海拔地区的气压,而高海拔地区的不同之处在于空气“更薄”,分子颗粒密度更低。然而,海平面气压也会变得很低,尤其是在飓风这样的大风暴期间。
如何测量气压?
科学家通常使用一种称为大气压(atm)的标准单位来测量气压和气压波动。在美国流行的英国测量系统中,一个大气压等于29.9213英寸(1013毫巴)的水银柱。(Hg)。其他转换包括:
1atm = 760毫米汞柱
1 ATM = 1,013.25毫巴(mbar)
1 atm = 101,325帕斯卡(Pa)
1 atm = 1,013.25百帕斯卡(hPa)
所有这些单位都描述了空气分子对周围物体施加压力的大小。压力与密度直接相关:当颗粒的浓度变得更密时,压力上升,当颗粒变得不太密时,压力下降。因此,较稠密的空气将产生较高的气压测量值。
气压计是什么?
气压计是一种用来测量大气压力的科学仪器。我们所知道的气压计可以追溯到1643年,当时意大利发明家埃万杰利斯塔·托里拆利用一个装满水银的玻璃管测量气压,并将其向下打开。管子本身放在一个充满更多水银的容器里。
托里切利的装置(以及后来的发明)根据水银的水平来测量气压。当空气向下压向水银池时,这个力将玻璃管中的一些汞推向更高的位置。当压力降低时,推动水银向上的力就会减少,因此它的水平就会下降。
今天,科学家和气象学家可以在没有汞气压计的情况下测量大气压力。他们转而使用电容式压力传感器,这种传感器可以通过监测电容的波动来检测压力变化,或者以电荷的形式收集和储存能量。这些设备用于检测各种应用中的气压,从工业制造到航空再到气象学。尽管如此,老式的水银气压计仍在正常使用。
气压告诉我们天气的什么信息?
几个世纪以来,人类一直使用气压计和气压读数来预测天气。大气压力的一般规律很简单:高压通常预示着炎热、干燥的天气,而低压则预示着凉爽、潮湿的天气。原因如下:
高压意味着大气中充满了重而密的空气。这种稠密的空气将任何靠近表面的空气推开,包括富含水分的云层。通常,高压会带来非常晴朗的天空,让太阳穿透并温暖地球表面。
低压意味着地面空气可以向上移动。在低气压地区,没有什么能阻止地面空气上升并形成云。这些云阻挡了阳光,经常以雨雪的形式产生水分。由于地面空气自由流动,低压也会形成强风。当海洋上空形成异常低气压区时,有时会产生飓风。
什么是正常气压?
美国人习惯于用英寸汞柱来计算气压读数。这个测量是指在传统的气压计中,水银柱的高度是多少英寸。海平面的标准气压是29.92英寸(1013毫巴)水银柱(也以1个大气压测量)。一般来说,气压的正常范围在28.5(965毫巴)和30.7英寸(1040毫巴)水银柱之间。
气象学家观察到的极端气压读数远远超出了正常范围。1968年12月在西伯利亚,气压计记录的压力读数为32.01英寸(1084毫巴)。这个读数是在一个极度寒冷干燥的天气期间测得的,被认为是有记录以来的最高气压。
另一个极端的例子是,1979年10月太平洋上空的台风造成了25.9英寸(877毫巴)的极低气压读数。事实上,世界上几乎所有气压计的最低读数都是用来测量飓风、旋风和台风的。为了准确起见,这是海平面上的最低压力读数。在空气密度低得多的高山上,也出现了极低的气压读数。