हर कोई वायुमंडलीय दबाव से परिचित है, कम से कम भौतिकी के सबक और मौसम के पूर्वानुमान के लिए धन्यवाद। इसके अलावा, किसी व्यक्ति पर दबाव के प्रभाव की बारीकियों में रुचि है।
वायुमंडलीय दबाव क्या है?
वायुमंडल का दबाव - यह हमारे ग्रह, वायुमंडल के गैस के गोले का दबाव है, जो इसमें मौजूद सभी वस्तुओं के साथ-साथ पृथ्वी की सतह पर भी काम करता है। दबाव प्रति इकाई क्षेत्र में वायुमंडल में कार्य करने वाले बल से मेल खाती है।
सरल शब्दों में, यह वह बल है जिसके साथ हमारे आसपास की हवा पृथ्वी और वस्तुओं की सतह पर काम करती है। वायुमंडलीय दबाव में परिवर्तन पर नज़र रखने से, मौसम की स्थिति का अन्य कारकों के साथ संयोजन के रूप में अनुमान लगाया जा सकता है।
वायुमंडलीय दबाव क्यों और क्यों बनाया जाता है?
पृथ्वी के वायुमंडल और विभिन्न मौसम संबंधी घटनाओं का अध्ययन करने वाले विशेषज्ञ ध्यान से निगरानी करते हैं कि वायु द्रव्यमान कैसे चलता है। यह किसी विशेष क्षेत्र की जलवायु परिस्थितियों को प्रभावित करने वाला मुख्य कारक है। इन अवलोकनों ने यह समझना संभव बनाया कि वायुमंडलीय दबाव क्यों होता है।
गुरुत्वाकर्षण को दोष देना है। कई प्रयोगों के माध्यम से, यह साबित हो गया कि हवा भारहीन है। इसमें विभिन्न गैसें होती हैं जिनका एक निश्चित वजन होता है। इस प्रकार, पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का बल हवा पर कार्य करता है, जो दबाव के गठन में योगदान देता है।
रोचक तथ्य: ग्रह पर सभी हवा (या पृथ्वी के पूरे वातावरण) का वजन 51 x 10 है14 टन
दुनिया भर में, हवा का द्रव्यमान समान नहीं है। तदनुसार, वायुमंडलीय दबाव का स्तर भी उतार-चढ़ाव करता है। हवा के अधिक द्रव्यमान वाले क्षेत्रों में उच्च दबाव होता है। यदि कम हवा है (इसे ऐसे मामलों में दुर्लभ भी कहा जाता है), तो दबाव कम होता है।
वायुमंडल का वजन क्यों बदलता है? इस घटना का रहस्य हवा के द्रव्यमान को गर्म करने में है। तथ्य यह है कि हवा का ताप सूर्य के प्रकाश से बिल्कुल नहीं होता है, लेकिन पृथ्वी की सतह के कारण होता है।
इसके पास, हवा गर्म हो जाती है और हल्का हो जाता है, ऊपर उठता है। इस समय, ठंडी धाराएँ भारी और कम हो जाती हैं। यह प्रक्रिया जारी है। प्रत्येक वायु धारा का अपना दबाव होता है, और इसका अंतर हवा का कारण बनता है।
वायुमंडलीय रचना दबाव को कैसे प्रभावित करती है?
वायुमंडल में भारी मात्रा में गैसें शामिल हैं। अधिकतर यह नाइट्रोजन और ऑक्सीजन (98%) है। कार्बन डाइऑक्साइड, नियोन, आर्गन आदि भी है। वायुमंडल 1-2 किमी मोटी सीमा के साथ शुरू होता है और लगभग 10,000 किमी की ऊंचाई पर एक एक्सोस्फीयर के साथ समाप्त होता है, जहां यह सुचारू रूप से इंटरप्लेनेटरी स्पेस में गुजरता है।
वातावरण की संरचना घनत्व के कारण दबाव को प्रभावित करती है। प्रत्येक घटक का अपना घनत्व होता है। ऊँचाई जितनी अधिक होगी, वायुमंडल की परत उतनी ही पतली होगी और इसका घनत्व कम होगा। तदनुसार, दबाव कम हो जाता है।
वायुमंडलीय दबाव माप
अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली इकाइयों में, वायुमंडलीय दबाव पास्कल (पा) में मापा जाता है। इसके अलावा रूस में, बार, पारा के मिलीमीटर और उनके डेरिवेटिव जैसी इकाइयों का उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग उन उपकरणों के कारण होता है जिनके साथ दबाव मापा जाता है - पारा बैरोमीटर। 1 mmHg लगभग 133 Pa से मेल खाता है।
बैरोमीटर दो प्रकार के होते हैं:
- तरल;
- मैकेनिकल (एनरॉइड बैरोमीटर)।
तरल बैरोमीटर पारे से भरा हुआ। इस उपकरण का आविष्कार इतालवी वैज्ञानिक इवेंजलिस्ता टोर्रिकेली का एक गुण है। 1644 में, उन्होंने एक कंटेनर, पारा और एक फ्लास्क के साथ एक प्रयोग किया जो एक खुले छेद के साथ तरल में गिरा।
दबाव में बदलाव के साथ, पारा चढ़ गया या फ्लास्क में गिर गया। तराजू के साथ आधुनिक पारा बैरोमीटर को सबसे सटीक माना जाता है, लेकिन बहुत सुविधाजनक नहीं है, इसलिए उनका उपयोग मौसम संबंधी स्टेशनों पर किया जाता है।
और भी आम एनरॉइड बैरोमीटर। इस तरह के उपकरण का डिज़ाइन अंदर से दुर्लभ हवा के साथ एक धातु बॉक्स प्रदान करता है। जब दबाव गिरता है, तो बॉक्स का विस्तार होता है। बढ़ते दबाव के साथ, बॉक्स सिकुड़ता है और संलग्न वसंत पर कार्य करता है। वसंत तीर को चलाता है, जो पैमाने पर दबाव स्तर प्रदर्शित करता है।
रोचक तथ्य: एक मानक दबाव इकाई (साथ ही भौतिक मात्रा की अन्य इकाइयां) है। प्राथमिक मानक, जो यथासंभव सटीक दबाव प्रदर्शित करता है, मेंडेलीव ऑल-रूसी रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ मेट्रोलॉजी (सेंट पीटर्सबर्ग) में है।
मनुष्यों के लिए वायुमंडलीय दबाव
सामान्य वायुमंडलीय दबाव - समुद्र के स्तर (45 760 अक्षांश) पर 0 ℃ के तापमान पर यह 760 मिमी एचजी या 101 325 पीए है। इसके अलावा, वायुमंडल पृथ्वी की सतह के प्रत्येक वर्ग सेंटीमीटर पर 1.033 किलोग्राम के बल के साथ कार्य करता है। 760 मिमी ऊंचा पारा स्तंभ इस वायु स्तंभ के द्रव्यमान को संतुलित करता है।
प्रयोग के दौरान Torricelli द्वारा 760 मिमी का एक संकेतक भी निर्धारित किया गया था। उन्होंने यह भी देखा कि जब फ्लास्क को पारा से भरा होता है, तो एक शून्य शीर्ष पर रहता है। इसके बाद, इस घटना को "टॉरिकेलियम खालीपन" कहा गया। तब वैज्ञानिक को अभी तक यह नहीं पता था कि अपने प्रयोग के दौरान उन्होंने एक वैक्यूम बनाया - यानी किसी भी पदार्थ से मुक्त स्थान।
760 mmHg के मानक दबाव में, एक व्यक्ति सबसे आरामदायक महसूस करता है। यदि आप पिछले डेटा को ध्यान में रखते हैं, तो लगभग 16 टन के बल वाले व्यक्ति पर हवा दबाती है। तब हम इस दबाव को महसूस क्यों नहीं करते?
तथ्य यह है कि शरीर के अंदर भी दबाव है। न केवल लोगों, बल्कि जानवरों की दुनिया के प्रतिनिधियों ने भी वायुमंडलीय दबाव के लिए अनुकूलित किया है। प्रत्येक अंग एक दिए गए बल के प्रभाव में बनता और विकसित होता था। जब वातावरण शरीर पर कार्य करता है, तो यह बल पूरी सतह पर समान रूप से वितरित किया जाता है। इस प्रकार, दबाव संतुलित है, और हम इसे महसूस नहीं करते हैं।
वायुमंडलीय दबाव मानक को जलवायु मानक के साथ भ्रमित नहीं होना चाहिए। वर्ष के किसी विशेष समय के लिए प्रत्येक क्षेत्र के अपने मानक हैं। उदाहरण के लिए, व्लादिवोस्तोक के निवासी भाग्यशाली हैं, क्योंकि वहां औसत वार्षिक वायुमंडलीय दबाव मानक के लगभग बराबर है - 761 मिमी एचजी।
और पहाड़ी क्षेत्रों में स्थित बस्तियों में (उदाहरण के लिए, तिब्बत में), दबाव बहुत कम है - 413 mmHg। यह लगभग 5000 मीटर की ऊंचाई के कारण है।
दबाव में वृद्धि और कमी
जब दबाव 760 मिमी के निशान से अधिक हो जाता है। एचजी। कला।, इसे बढ़ा हुआ कहा जाता है, और जब संकेतक सामान्य से कम है - कम।
24 घंटों के भीतर, कई वायुमंडलीय दबाव की बूंदें होती हैं। सुबह और शाम को यह उगता है, और दोपहर और रात में 12 बजे के बाद - यह कम हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण होता है कि हवा का तापमान बदलता है और, तदनुसार, इसका प्रवाह चलता है।
सर्दियों में, मुख्य भूमि पर सबसे अधिक वायुमंडलीय दबाव मनाया जाता है, क्योंकि हवा का तापमान कम होता है और उच्च घनत्व होता है। गर्मियों में, विपरीत स्थिति देखी जाती है - न्यूनतम दबाव होता है।
अधिक वैश्विक स्तर पर, दबाव का स्तर तापमान पर भी निर्भर करता है। पृथ्वी की सतह अलग तरह से गर्म होती है: ग्रह का सूर्य के चारों ओर एक भू-भाग (पूरी तरह गोल होने के बजाय) आकार और घूमता है। कुछ क्षेत्र अधिक गर्मी करते हैं, अन्य कम। इस वजह से, वायुमंडलीय दबाव को ग्रह की सतह पर ज़ोनली वितरित किया जाता है।
वैज्ञानिक 3 बेल्टों को भेद करते हैं जहां कम दबाव रहता है और प्रचलित मैक्सिमा के साथ 4 बेल्ट होते हैं। भूमध्यरेखा क्षेत्र सबसे अधिक गर्म होता है, इसलिए हल्की गर्म हवा निकलती है, और सतह के पास कम दबाव बनता है।
डंडे के पास, विपरीत सच है: ठंडी हवा गिर रही है, इसलिए उच्च दबाव यहां नोट किया गया है। यदि आप ग्रह की सतह पर दबाव वितरण पैटर्न को देखते हैं, तो आप देखेंगे कि मिनीमा और मैक्सिमा के बेल्ट वैकल्पिक हैं।
इसके अलावा, आपको वर्ष के दौरान पृथ्वी के दोनों गोलार्द्धों के असमान हीटिंग के बारे में याद रखना होगा।यह कम और उच्च दबाव बेल्ट के एक निश्चित विस्थापन की ओर जाता है। गर्मियों में, वे उत्तर की ओर बढ़ते हैं, और सर्दियों में - दक्षिण की ओर।
मानवीय प्रभाव
वायुमंडलीय दबाव का मानव शरीर पर गंभीर प्रभाव पड़ता है। यह काफी स्वाभाविक है, अगर हम उपरोक्त सभी को ध्यान में रखते हैं कि किस बल के साथ हमारे शरीर पर दबाव पड़ता है और प्रतिकार होता है।
विज्ञान और चिकित्सा द्वारा पुष्टि की गई मौसम संबंधी निर्भरता की एक अवधारणा है। मेटियोपैथ वे लोग हैं जिनके शरीर आदर्श से दबाव के न्यूनतम विचलन के लिए भी प्रतिक्रिया करते हैं। वे कुछ पुरानी बीमारियों वाले लोगों में भी शामिल हैं (विशेष रूप से, हृदय, तंत्रिका तंत्र, आदि)।
सामान्य तौर पर, मानव शरीर बदलती जलवायु परिस्थितियों के अनुकूल हो सकता है। उदाहरण के लिए, पूरी तरह से अलग मौसम की स्थिति वाले देश की यात्रा करते समय, इसे शुरू होने में कई दिन लग सकते हैं।
आदर्श से महत्वपूर्ण विचलन बिल्कुल किसी भी व्यक्ति के लिए ध्यान देने योग्य होगा। इसमें उच्च और निम्न रक्तचाप दोनों शामिल हैं।
सामान्य जीवन में, एक महत्वपूर्ण स्तर पर वायुमंडलीय दबाव में वृद्धि, जिस पर किसी व्यक्ति की भलाई बिगड़ती नहीं है (उपरोक्त मौसम-निर्भर और कालानुक्रमिक रूप से बीमार होने के अपवाद के साथ)। आप इसका प्रभाव महसूस कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, जब महान गहराई तक गोताखोरी।
कम वायुमंडलीय दबाव अधिक खतरनाक है। इसका प्रभाव ऊँचाई पर आसानी से महसूस किया जा सकता है। ऊंचाई की बीमारी की अवधारणा है, जिसमें कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा बढ़ जाती है। इस मामले में, ऑक्सीजन की मात्रा, इसके विपरीत, घट जाती है, इसलिए शरीर के ऊतकों को ऑक्सीजन की भुखमरी महसूस होती है। वेसल्स जल्दी से इस पर प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे शरीर में दबाव में तेज वृद्धि होती है।
चक्रवात
चक्रवात - यह हवा का एक विशाल द्रव्यमान है जो एक ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर कई हजार किलोमीटर तक के व्यास के साथ एक भंवर के रूप में घूमता है। इस भंवर के केंद्र में, एक कम दबाव मनाया जाता है।
उत्तरी गोलार्ध में, एक चक्रवात का वायुमंडलीय भंवर दक्षिणी गोलार्ध में वामावर्त - वामावर्त घूमता है। चक्रवात नियमित रूप से होते हैं, क्योंकि उनका गठन सीधे पृथ्वी के घूर्णन से संबंधित होता है। भूमध्य रेखा के पास कोई चक्रवात नहीं हैं।
चक्रवात दो प्रकार से आते हैं:
- उष्णकटिबंधीय। उष्णकटिबंधीय अक्षांशों में, अपेक्षाकृत छोटे आकार में भिन्न होते हैं। हालांकि, उन्हें हवा के एक विशाल, विनाशकारी बल की विशेषता है।
- अतिरिक्त उष्णकटिबंधीय। ध्रुवीय और समशीतोष्ण अक्षांशों में निर्मित। कई हजार किलोमीटर व्यास में पहुँचें।
रोचक तथ्य: उष्णकटिबंधीय चक्रवातों में "तूफान की आंख" अक्सर देखी जाती है - यह भंवर के केंद्र में लगभग 20 किमी का क्षेत्र है, जिसमें स्पष्ट और शांत मौसम रहता है।
चक्रवात की मुख्य विशिष्ट विशेषताएं विशाल ऊर्जा हैं, जो स्वयं को तेज हवाओं, तूफानों, गरज, चौकों, वर्षा के रूप में प्रकट करता है। शक्तिशाली उष्णकटिबंधीय चक्रवातों को अद्वितीय नाम या नाम दिए जाते हैं, उदाहरण के लिए, कैटरीना (2005), नीना (1975), डोरियन (2019)।
प्रतिचक्रवात
प्रतिचक्रवात - यह केवल चक्रवात के विपरीत नहीं है। इस घटना की घटना का एक अलग तंत्र है। पृथ्वी के दोनों गोलार्द्धों में हवा चक्रवात की तुलना में विपरीत दिशा में चलती है।
एंटीसाइक्लोन एक उच्च दबाव क्षेत्र है। यह बंद आइसोबर्स द्वारा विशेषता है - ये ऐसी रेखाएं हैं जो समान वायुमंडलीय दबाव के साथ स्थानों को चिह्नित करती हैं।
एंटीसाइक्लोन वर्ष के समय के लिए उपयुक्त मौसम की स्थिति लाता है। गर्मियों में यह शांत, गर्म मौसम, सर्दियों में ठंढा होता है। यह बादलों की एक छोटी संख्या या उनकी पूर्ण अनुपस्थिति की विशेषता है।
कुछ क्षेत्रों में एंटीसाइक्लोन बनते हैं। उदाहरण के लिए, सबसे अधिक बार वे बड़े बर्फ द्रव्यमानों पर उठते हैं: अंटार्कटिका, ग्रीनलैंड और आर्कटिक में। उष्णकटिबंधीय में भी पाया जाता है।
एंटीसाइक्लोन खतरे और अप्रिय परिणामों को भी ले जाते हैं। वे आग, लंबे समय तक सूखे में योगदान कर सकते हैं।बड़े शहरों में हवा की लंबी अनुपस्थिति के साथ, हानिकारक पदार्थ और गैस जमा होते हैं, जो श्वसन रोगों वाले लोगों के लिए विशेष रूप से तीव्र है।
रोचक तथ्य: अवरुद्ध चक्रवात हैं जो एक विशिष्ट क्षेत्र पर बनते हैं और कहीं भी नहीं जाते हैं। हालांकि, वे अन्य वायु द्रव्यमान पारित नहीं करते हैं। आमतौर पर वे 5 दिनों से अधिक नहीं रहते हैं, लेकिन नियमित रूप से रूस के यूरोपीय हिस्से में एंटीसाइक्लोन लगभग एक महीने तक रहता है। आखिरी बार 2015 में हुआ था। परिणाम गर्मी, सूखा, जंगल की आग है।
वायुमंडलीय दबाव ऊंचाई के साथ कैसे बदलता है? फॉर्मूला चार्ट
वायुमंडलीय दबाव सीधे ऊंचाई पर निर्भर करता है। उच्च दबाव कम और इसके विपरीत। यदि आप समुद्र तल से 12 मीटर ऊपर उठते हैं, तो बैरोमीटर में पारे की पट्टी 1 मिमी कम हो जाएगी।
दबाव अक्सर mmHg के बजाय हेक्टोपास्कल में प्रदर्शित किया जाता है। सेंट ।: 1 मिमी = 133.3 पा = 1, 333 एचपीए। ऊंचाई और दबाव के बीच संबंध को एक सरल सूत्र का उपयोग करके दिखाया जा सकता है:
∆h / ∆P = 12 m / mmHg। st या hh / ∆P = 9 m / hPa,
जहां ऊंचाई में परिवर्तन होता है,
∆P - दबाव परिवर्तन।
इस प्रकार, जब 9 मीटर तक बढ़ते हैं, तो दबाव स्तर 1 hPa से कम हो जाता है। इस सूचक को बारिक अवस्था कहा जाता है। वायुमंडलीय दबाव मानदंड 1013 hPa (1000 तक गोल किया जा सकता है)।
एक अलग ऊंचाई पर दबाव में परिवर्तन की गणना करने के लिए इस डेटा का उपयोग कैसे करें? उदाहरण के लिए, 90 मीटर उठाते समय, दबाव 10 hPa तक कम हो जाएगा। इस मामले में, यह पता चला है कि जब 900 मीटर तक बढ़ते हैं, तो दबाव 0 पर गिर जाता है।
लेकिन ऊंचाई के साथ वायु घनत्व भी बदलता है, इसलिए जब यह अधिक दूरी (1.5-2 किमी से शुरू) की बात आती है, तो सभी गणनाओं को इस संकेतक को ध्यान में रखना चाहिए।
वायुमंडलीय दबाव का ग्राफ ऊंचाई के साथ बदलता है जो उपरोक्त सभी को स्पष्ट रूप से दर्शाता है। यह एक वक्र रेखा का रूप लेता है, सीधी रेखा का नहीं। इस तथ्य के कारण कि वातावरण का घनत्व समान नहीं है, बढ़ती ऊंचाई के साथ, दबाव धीरे-धीरे कम होने लगता है। हालांकि, यह कभी भी शून्य तक नहीं पहुंचेगा, क्योंकि हर जगह किसी न किसी तरह का पदार्थ होता है - ब्रह्मांड में कोई वैक्यूम नहीं होता है।
पहाड़ों में वायुमंडलीय दबाव
पहाड़ों में, वैसे भी दबाव कम होगा। एक व्यक्ति को एक ही समय में कैसा महसूस होता है यह ऊंचाई पर निर्भर करता है, साथ ही साथ अतिरिक्त परिस्थितियां भी। उदाहरण के लिए, सामान्य आर्द्रता पर, 3,000 मीटर की चढ़ाई कमजोर और खराब प्रदर्शन का कारण बन सकती है। ऐसा ऑक्सीजन की कमी के कारण होता है।
एक नम जलवायु में, 1000 मीटर की ऊंचाई पर पहले से ही समान संवेदनाएं उत्पन्न होती हैं। तथ्य यह है कि पानी के अणु ऑक्सीजन के अणुओं को विस्थापित करते हैं - नम हवा में यह कम है। और शुष्क जलवायु में, आप लगभग 5000 मीटर तक चढ़ सकते हैं।
विभिन्न ऊंचाइयों और उनके प्रभाव:
- 5 किमी - ऑक्सीजन की कमी की भावना।
- 6 किमी अधिकतम ऊंचाई है जिस पर स्थायी बस्तियां स्थित हैं।
- 8.9 किमी - एवरेस्ट की ऊंचाई। + 68 ℃ के तापमान पर पानी उबलता है। थोड़े समय के लिए, प्रशिक्षित लोग इस स्तर पर हो सकते हैं।
- 13.5 किमी - केवल शुद्ध ऑक्सीजन की उपस्थिति में सुरक्षित रहने के लिए। अधिकतम अनुमेय ऊंचाई जिस पर आप विशेष सुरक्षा के बिना रह सकते हैं।
- 20 किमी - मनुष्यों के लिए अस्वीकार्य ऊंचाई। केवल एक सील केबिन में होने के अधीन।