Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли. Оно зависит от массы воздушных масс, их температуры, высоты над уровнем моря и других факторов. Давление не одинаково по всей поверхности Земли, и существует несколько основных причин этого:
1. Неоднородность температуры на поверхности Земли
Земная поверхность нагревается неравномерно, что связано с углом падения солнечных лучей, временем суток и сезонами года. Это нагревание влияет на температуру воздуха и, как следствие, на давление.
Теплый воздух легче холодного, так как он расширяется и становится менее плотным. В результате этого воздуха в «тёплых» районах становится меньше, что приводит к понижению давления.
В более холодных областях воздух более плотный и сжимаемый, поэтому давление в этих районах обычно выше.
Пример: летом на экваторе температура воздуха выше, чем в полярных регионах, что приводит к снижению давления в экваториальной зоне и его повышению в полярных регионах.
2. Влияние высоты над уровнем моря
На высоте атмосфера становится разрежённой, потому что с увеличением высоты воздух теряет массу. Давление уменьшается с увеличением высоты, так как в верхних слоях атмосферы концентрация молекул воздуха значительно ниже.
Например, на уровне моря атмосферное давление составляет примерно 1013 гПа (гектопаскалей), но на высоте 1 км оно уже будет около 900 гПа, а на высоте 5 км — около 540 гПа.
3. Глобальные циркуляционные процессы
Циркуляция атмосферы Земли является важным фактором, определяющим распределение давления. В разных широтах создаются различные зоны давления, связанные с движением воздуха. Есть несколько основных циркуляционных зон:
Экваториальная зона низкого давления (так называемый «экваториальный минимум»): в этой области из-за сильного солнечного нагрева происходит подъем воздуха, что приводит к образованию зоны низкого давления.
Тропические зоны высокого давления (Азорский антициклон, антициклон в районе Тихого океана): в тропиках воздух, поднимающийся в экваториальной зоне, охлаждается и начинает опускаться, создавая области высокого давления.
Зоны умеренных широт (Циклоны и антициклоны): в этих широтах давление подвержено сильным колебаниям из-за активных циклонов и антициклонов, которые создаются взаимодействием разных воздушных масс.
Полярные области: в полярных регионах атмосферное давление часто высокое, так как холодный воздух сжимаем и более плотный, чем в других районах.
4. Влияние земного вращения (эффект Кориолиса)
Земля вращается вокруг своей оси, и это вращение вызывает отклонение движения воздуха от прямолинейного пути. Эффект Кориолиса влияет на циркуляцию атмосферы и распределение давления, особенно в глобальных масштабах. Воздух, движущийся из области высокого давления в область низкого давления, отклоняется вправо в северном полушарии и влево в южном. Это приводит к образованию вращающихся систем, таких как циклони и антициклоны, которые изменяют атмосферное давление в зависимости от региона.
Циклоны: в области низкого давления воздух стремится подняться вверх, создавая условия для облачности и осадков.
Антициклоны: в области высокого давления воздух опускается, что приводит к ясной и сухой погоде.
5. Местные особенности
Кроме глобальных факторов, на атмосферное давление влияет и рельеф местности, а также локальные климатические условия:
Горы и горные цепи: на склонах гор давление часто ниже, поскольку воздух поднимается вверх, остывает и становится менее плотным.
Тёмные или светлые поверхности: тёмные поверхности, такие как океаны или леса, поглощают больше солнечного тепла и нагревают воздух над ними, что может снижать давление. Светлые поверхности, такие как снег или песок, наоборот, отражают солнечные лучи и не так сильно нагревают воздух.
6. Динамическое и статическое давление
Динамическое давление связано с движением воздушных масс. В местах, где происходит сильное движение воздуха (например, у берегов океанов), давление может резко изменяться.
Статическое давление зависит от массы воздуха, находящегося над определённой точкой поверхности Земли, и от температуры.
Пример влияния всех этих факторов:
Возьмём, к примеру, Экваториальную зону. Здесь наблюдается сильный нагрев поверхности из-за постоянного солнечного излучения, что вызывает подъем горячего воздуха. В результате этого в экваториальной области возникает низкое давление. В свою очередь, в тропиках (от 20° до 30° широты) воздух начинает остывать и опускаться, создавая зоны высокого давления, такие как Азорский антициклон в Атлантическом океане.
Заключение
Атмосферное давление неодинаково по всей поверхности Земли из-за сочетания множества факторов, таких как температура воздуха, высота над уровнем моря, циркуляция атмосферы, локальные особенности рельефа и земное вращение. Эти факторы в совокупности формируют глобальные и местные зоны давления, создавая разнообразие климатических условий по всей планете.
