يُعرَّف الضغط الجوي بأنه القوة التي يؤثر بها وزن الهواء على مساحة تبلغ حوالي سنتيمتر مربع واحد، ويُعرف أيضًا باسم كتلة عمود الهواء في منطقة ما. يبلغ الضغط الجوي على سطح البحر حوالي 1.10 بار.
ينخفض الضغط الجوي كلما نرتفع فوق سطح الأرض، وذلك بسبب تقلص كتلة الهواء التي تؤثر على وحدة المساحة، بينما يزداد الضغط الجوي مع انخفاضنا عن مستوى سطح البحر نتيجة زيادة الكتلة الهوائية لكل وحدة. منطقة.
يتم استخدام العديد من الأجهزة لقياس الضغط الجوي من جميع المواقع.
أهمية الضغط الجوي
- إنه السبب الأول والأهم للحركات الأفقية مثل الرياح بجميع أنواعها، وكذلك الحركات الرأسية بين سطح الأرض والغلاف الجوي العلوي.
- يحدد الضغط الجوي قوة الرياح وسرعتها واتجاهها، اعتمادًا على تدرج الضغط وخطوطه المتوازية.
- تؤدي التغيرات الديناميكية غير المنتظمة في الضغط إلى ظهور تيارات رأسية صعودية وهبوطية تعمل في وجود مناطق ضغط مرتفع ومنخفض.
- وفي الوقت نفسه، تؤدي التغيرات غير المنتظمة في درجة الحرارة والضغط إلى مرور الكتل الهوائية بخصائص مختلفة تختلف في كثافتها ورطوبتها ودرجة حرارتها.
- نتيجة لانخفاضات الغلاف الجوي، تحدث تغيرات الطقس، مثل المطر والبرق والرعد وتساقط الثلوج وتغيرات درجات الحرارة.
- يخلق ارتفاع في الغلاف الجوي انعكاسًا حراريًا في الغلاف الجوي العلوي.
شاهد أيضاً: ما هو الجهاز المسئول عن تبريد المحركات
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الضغط الجوي، ومنها:
درجة الحرارة
هناك علاقة عكسية بين الضغط الجوي ودرجة الحرارة ؛ وحيث ينخفض الضغط يتمدد الهواء وتقل كثافته ويقل ضغطه عندما تزداد درجة الحرارة كما هو الحال في المنطقة الاستوائية ويحدث العكس في المناطق القطبية.
نسبة بخار الماء في الغلاف الجوي
عندما تزداد درجة الحرارة، تزداد نسبة بخار الماء في الغلاف الجوي، وبالتالي يقل الغلاف الجوي في الأماكن القريبة من سطح الأرض أو المسطحات المائية.
صعودا وهبوطا التيارات الرأسية
تؤدي التيارات المتصاعدة إلى ارتفاع الهواء، ويتكثف بخار الماء بسبب انخفاض درجة الحرارة، ثم تنتقل حرارة جزيئات بخار الماء إلى الهواء نتيجة تكثيفه.
وهكذا تنخفض درجة حرارته ويزداد الضغط. تعمل التيارات الهابطة على تحريك الهواء بعيدًا عن مرحلة التشبع، وتتحرك السحب بعيدًا، ولا يسقط المطر، مما يتسبب في تكوين ضغط مرتفع.
نسبة الارتفاع فوق مستوى سطح البحر
عند الصعود من سطح الأرض تنخفض درجة الحرارة، لأن المصدر الرئيسي للإشعاع الحراري هو الأرض، وبالتالي ينفصل الهواء وتنخفض الطاقة الناتجة عنه، مما يؤدي إلى انخفاض ضغطه.
نسبة التوزيع الجاف والماء
تختلف درجات حرارة سطح الأرض والمياه، لذلك يتفاوت الضغط الجوي بينهما، مما يتسبب في ارتفاع ضغط الهواء في الشمس والصيف فوق الماء، بينما يتسبب الضغط المنخفض على الأرض في حدوث نسائم برية وبحرية ورياح موسمية. وجدت في جنوب شرق آسيا.
الجهاز المستخدم لقياس الضغط الجوي
يستخدم البارومتر لقياس الضغط الجوي، لأن متوسط الضغط الجوي على سطح الأرض يتراوح بين 940 و 1040 ميغا بايت.
بينما يبلغ متوسط الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر حوالي 1013 ميجا بايت. هناك العديد من أنواع البارومترات، بما في ذلك بارومتر الزئبق، ومقياس السوائل، والباروغراف، ومقياس ضغط الزيت، والبارومتر الكهروميكانيكي.
يستخدم البارومتر لتحليل الطقس السطحي، مما يساعد على اكتشاف المنخفضات الجوية، وأنظمة الضغط الجوي، وكذلك حدود الجبهات الهوائية. يستخدم البارومتر لقياس الارتفاع، ويستخدم في عمليات الغوص تحت الماء.
شاهدي أيضاً: فوائد ومضار جهاز ديرمابن
أنواع البارومترات
بارومتر الزئبق لقياس الضغط الجوي
اخترع العالم تورسيلي مقياس الزئبق.
وهو عبارة عن أنبوب زجاجي في نهايته خزان مملوء بالزئبق ومغلق من الأعلى.
عندما يكون هناك تغيير في الضغط الجوي، يرتفع عمود الزئبق في الأنبوب.
لذلك، يتم قياس مقدار الضغط الجوي من خلال التدرجات الموجودة في الأنبوب.
يتم قياسه بواسطة فراغ Torcelle الموجود فوق الزئبق، ويحيط الأنبوب بغلاف معدني مقسم إلى ملليمترات.
مقياس فورتن لقياس الضغط الجوي
إنه خزان زئبق مصنوع من مادة ناعمة ويتم وضع سن أبيض عاجي داخل سطح الخزان.
وهي مادة تتميز بعدم تفاعلها مع مادة الزئبق الموجودة في الخزان من الداخل، ويلامس طرف السن سطح الزئبق.
إذا كان هناك تغيير في ارتفاع سطح الزئبق، يتم ضبطه عن طريق لمس طرف السن عن طريق لصق الجلد من الأسفل من خلال برغي محوري موجود على الغلاف الخارجي في 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.
وينكمش. وعندما ينخفض الضغط على السطح المموج للعلبة.
سقط وجه العلبة، وسقطت معها الساق والرافعة.
يؤدي هذا إلى تحرك المحور والمؤشر المرتبط به في حركة دائرية أمام الدائرة المكتوبة، لإظهار مقدار الضغط الجوي أخيرًا.
يتميز البارومتر المعدني بوزنه الخفيف، مما يسهل الانتقال من مكان إلى آخر، مما يجعله أقل دقة من البارومتر الزئبقي.
جهاز باروجراف لقياس الضغط الجوي
هذا نوع آخر من البارومتر المعدني الذي يتكون من قاعدة توجد عليها العديد من العلب الرقيقة.
ويتم وضع السطح العلوي للعلبة على السطح السفلي لعلبة أخرى لمضاعفة الضغط الجوي للعلب المفرغة.
يتم تثبيت الحالة الصغيرة أيضًا من أسفل قاعدة أخرى. يقاس هذا الجهاز الضغط الجوي عن طريق تسجيل الضغط الجوي على الخريطة لمدة أسبوع كامل.
من كان مخترع البارومتر؟
كان البارومتر هو أول جهاز يستخدم كمقياس للضغط الجوي في فلورنسا عام 1644 م من قبل عالم الرياضيات والفيزيائي الإيطالي إيفانجليستا توريسيلي.
ولد عام 1608 في مدينة روما القديمة ويعتبر الابن الأكبر لعائلة جاسبوري تورسيلي وكاترينا أنجيتي، وتنتمي عائلته إلى فاينزا في مقاطعة رافينا.
لقد جاء من عائلة فقيرة للغاية حيث عمل والده كعامل نسيج، وتم إرساله إلى فاينسا لتعليمه مع عمه جاكوب.
ثم التحق بالكلية اليسوعية عام 1626 لدراسة الرياضيات والفلسفة.
بعد وفاة والده، تم إرساله إلى روما لدراسة العلوم مع الراهب البينديكتيني بينيديتو كاستيلي.
توفي مخترع البارومتر إثر إصابته بالحمى في فلورنسا عام 1647 ودُفن في كنيسة سان لورينزو.
ثم شيد تمثال له في فاينسا عام 1868 تكريما له وجهوده الكبيرة لتحسين العلم في حياته القصيرة حيث توفي عن عمر يناهز 39 عاما.
أهمية البارومتر في تطور حياة الإنسان
- تم استخدام البارومتر في التنبؤات الجوية التي ساعدت في معرفة الطقس الذي ساعد المزارعين والعلماء والجيولوجيين والعديد من الأشخاص الآخرين.
- يتم استخدامه لقياس الارتفاع أو لقياس الارتفاع فوق سطح الأرض، مثل قياس ارتفاع الجبل.
- يتم استخدامه لتحديد عمق المنجم من قبل عمال المناجم في الكهوف.
انظر أيضًا: كيف أستخدم جهاز ضغط؟