يُعرَّف الضغط الجوي بأنه القوة التي يعمل بها وزن الهواء على مساحة تبلغ حوالي سنتيمتر مربع واحد، ويُعرف أيضًا باسم كتلة عمود الهواء لكل منطقة. يبلغ الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر حوالي 1.10. شريط
ينخفض الضغط الجوي مع ارتفاعنا فوق سطح الأرض بسبب انخفاض الكتلة الهوائية التي تؤثر على مساحة الوحدة، بينما يزداد الضغط الجوي مع نزولنا من مستوى سطح البحر بسبب ارتفاع مستويات المياه. كتلة الهواء لكل وحدة مساحة.
تم استخدام العديد من الأجهزة لقياس الضغط الجوي من جميع المواقع.
أهمية الضغط الجوي
- إنه السبب الرئيسي والأساسي للحركات الأفقية، مثل جميع أنواع الرياح، وكذلك الحركات الرأسية بين سطح الأرض والغلاف الجوي العلوي.
- يحدد الضغط الجوي شدة الرياح وسرعتها واتجاهها، اعتمادًا على تدرج الضغط والخطوط المتساوية الموجودة فيه.
- ينتج عن التغيير الديناميكي غير المنتظم في الضغط تيارات رأسية صعودًا وهبوطًا تعمل على وجود مناطق ضغط مرتفع ومنخفض.
- وفي الوقت نفسه، يؤدي التغير غير المنتظم في درجة الحرارة إلى انتقال الكتل الهوائية بخصائص مختلفة، والتي تختلف في كثافتها ورطوبتها ودرجة حرارتها.
- نتيجة لانخفاضات الغلاف الجوي، تحدث تغيرات الطقس: المطر والبرق والرعد والثلج وتغيرات درجة الحرارة.
- تخلق ارتفاعات الغلاف الجوي انعكاسًا حراريًا في الغلاف الجوي العلوي.
أنظر أيضا: ما الجهاز المسؤول عن تبريد المحركات؟
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
هناك عدة عوامل تؤثر على الضغط الجوي، منها:
درجة الحرارة
هناك علاقة عكسية بين الضغط الجوي ودرجة الحرارة. وحيث ينخفض الضغط يتمدد الهواء وتقل كثافته ويقل الضغط عندما تزداد درجة الحرارة كما في المنطقة الاستوائية ويحدث العكس في المناطق القطبية.
نسبة بخار الماء في الغلاف الجوي
مع ارتفاع درجات الحرارة، تزداد نسبة بخار الماء في الغلاف الجوي، وبالتالي ينخفض الضغط الجوي في المناطق القريبة من سطح الأرض أو المسطحات المائية.
صعودا وهبوطا التيارات الرأسية
بسبب التيارات المتصاعدة، يرتفع الهواء لأعلى، وبسبب انخفاض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء، ثم تنتقل حرارة جزيئات بخار الماء إلى الهواء نتيجة لتكثيفه.
وهكذا ينخفض البرودة ويزداد ضغطها. تعمل السحب الهابطة على سحب الهواء من مرحلة التشبع، وتتحرك السحب بعيدًا، ولا يسقط المطر، مما يتسبب في تكوين ضغط مرتفع.
نسبة الارتفاع فوق مستوى سطح البحر
عند الارتفاع فوق سطح الأرض تنخفض درجة الحرارة، لأن المصدر الرئيسي للإشعاع الحراري هو الأرض، وبالتالي ينحرف الهواء وتنخفض الطاقة التي ينتجها وينخفض ضغطه نتيجة لذلك.
نسبة التوزيع الجاف والماء
تختلف درجات الحرارة على سطح الأرض والماء، لذلك يتفاوت الضغط الجوي بينهما، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط الهواء فوق الماء خلال النهار والصيف، بينما يتسبب الضغط المنخفض فوق الأرض في حدوث نسمات برية وبحرية ورياح موسمية. وجدت في جنوب شرق آسيا.
جهاز يستخدم لقياس الضغط الجوي
يستخدم البارومتر لقياس الضغط الجوي، حيث يتراوح متوسط الضغط الجوي على سطح الأرض من 940 إلى 1040 ميغا بايت.
وفي الوقت نفسه، يبلغ متوسط الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر حوالي 1013 ميجا بايت. هناك العديد من أنواع البارومترات، بما في ذلك مقياس الزئبق، ومقياس الضغط الجوي الخالي من السوائل، والباروغراف، ومضخة الزيت، والبارومتر الكهروميكانيكي.
يستخدم البارومتر في تحليل الطقس السطحي للمساعدة في اكتشاف المنخفضات وأنظمة الضغط الجوي وحدود الجبهات الهوائية. تم استخدام البارومتر لقياس الارتفاعات ويستخدم في الغوص تحت الماء.
انظر أيضًا: فوائد ومضار جهاز ديرمابن
أنواع البارومترات
بارومتر الزئبق لقياس الضغط الجوي
اخترع العالم تورشيلي مقياس الزئبق.
وهو عبارة عن أنبوب زجاجي، وفي نهايته خزان مملوء بالزئبق ومغلق من الأعلى.
في حالة تغير الضغط الجوي، يزداد عمود الزئبق في الأنبوب.
وبالتالي، يتم قياس مقدار الضغط الجوي من خلال التدرجات التي تظهر على الأنبوب.
يتم قياسه عن طريق فراغ Torcelle يوضع فوق الزئبق، ويكون الأنبوب محاطًا بغلاف معدني مقسم إلى ملليمترات.
مقياس فورتن لقياس الضغط الجوي
إنه خزان زئبق مصنوع من مادة ناعمة، وفي الداخل، فوق سطح الخزان، يوجد سن أبيض عاجي.
وهي مادة تتميز بحقيقة أنها لا تتفاعل داخليًا مع مادة الزئبق الموجودة في الخزان، ويلامس طرف السن سطح الزئبق.
إذا تغير ارتفاع سطح الزئبق، يتم تعديله عن طريق لمس طرف السن، والضغط على الجلد من الأسفل من خلال المسمار المحوري في الغلاف الخارجي أسفل الخزان.
عند تشغيل بارومتر Forten، يجب أن يكون سطح الزئبق ملامسًا لعاج الأسنان.
بارومتر معدني لقياس الضغط الجوي
إنها علبة معدنية مستديرة مصنوعة من النيكل والفضة.
وكوني فضفاضة. وعندما ينخفض الضغط على السطح المموج للعلبة.
سطح العلبة ينزل معها الساق والرافعة.
يؤدي هذا إلى تحرك المحور والمؤشر المرتبط به في حركة دائرية أمام الدائرة المنقوشة للإشارة أخيرًا إلى قيمة الضغط الجوي.
يتميز البارومتر المعدني بوزنه الخفيف، مما يجعل من السهل نقله من مكان إلى آخر، مما يجعله أقل دقة من البارومتر الزئبقي.
باروجراف جهاز لقياس الضغط الجوي
إنه نوع آخر من البارومتر المعدني، يتكون من قاعدة توضع عليها العديد من علب الصفيح الرقيقة.
والسطح العلوي للحاوية متصل بالسطح السفلي للحاوية الأخرى من أجل مضاعفة الضغط الجوي على الحاويات المفرغة.
يتم تثبيت الحالة الصغيرة أيضًا على قاعدة أخرى من الأسفل. يتم قياس الضغط الجوي في هذا الجهاز عن طريق تسجيل الضغط الجوي على خريطة لمدة أسبوع كامل.
من هو مخترع البارومتر؟
البارومتر هو أول جهاز يستخدم لقياس الضغط الجوي في فلورنسا عام 1644 من قبل عالم الرياضيات والفيزيائي الإيطالي إيفانجليستا توريسيلي.
ولد عام 1608 في روما القديمة ويعتبر الابن الأكبر لعائلة جاسبوري تورسيلي وكاترينا أنغيتي، وتنتمي عائلته إلى فاينزا في مقاطعة رافينا.
لقد جاء من عائلة فقيرة للغاية، حيث عمل والده كعامل نسيج، وتم إرساله إلى فاينسا للدراسة مع عمه جاكوب.
ثم التحق بكلية يسوعية عام 1626 لدراسة الرياضيات والفلسفة.
بعد وفاة والده، تم إرساله إلى روما لدراسة العلوم على يد الراهب البينديكتيني بينيديتو كاستيلي.
توفي مخترع البارومتر إثر إصابته بالحمى في فلورنسا عام 1647 ودفن في كنيسة سان لورينزو.
ثم في عام 1868 نصب تمثال له في فاينسا تكريما له ولجهوده الكبيرة للنهوض بالعلم خلال حياته القصيرة حيث توفي عن عمر يناهز التاسعة والثلاثين.
أهمية البارومتر في تحسين حياة الإنسان
- يستخدم البارومتر في التنبؤ بالطقس، مما ساعد في معرفة الطقس، مما ساعد المزارعين والعلماء والجيولوجيين والعديد من الأشخاص الآخرين.
- تم استخدامه لقياس الارتفاع أو لقياس الارتفاع فوق سطح الأرض، على سبيل المثال لقياس ارتفاع الجبل.
- يتم استخدامه من قبل عمال المناجم في الكهوف لمعرفة عمق المنجم.
أنظر أيضا: كيف أستخدم جهاز الضغط؟