ضغط الهواء وكيف يؤثر على الطقس

من السمات الهامة للغلاف الجوي للأرض ضغط الهواء الذي يحددها ريح و طقس الأنماط في جميع أنحاء العالم. تمارس الجاذبية شدًا على الغلاف الجوي للكوكب تمامًا كما تجعلنا مرتبطين بسطحه. تؤدي قوة الجاذبية هذه إلى دفع الغلاف الجوي ضد كل ما يحيط به ، والضغط يرتفع وينخفض ​​مع دوران الأرض.

بحكم التعريف ، الضغط الجوي أو الجوي هو القوة لكل وحدة مساحة على سطح الأرض من خلال وزن الهواء فوق السطح. القوة التي تمارسها كتلة هوائية تم إنشاؤها بواسطة جزيئات التي تتكون منها وحجمها وحركتها ورقمها الموجود في الهواء. هذه العوامل مهمة لأنها تحدد درجة حرارة الهواء وكثافته ، وبالتالي ضغطه.

يحدد عدد جزيئات الهواء فوق السطح ضغط الهواء. مع زيادة عدد الجزيئات ، فإنها تمارس ضغطًا أكبر على السطح ، ويزيد الضغط الجوي الكلي. على النقيض من ذلك ، إذا انخفض عدد الجزيئات ، كذلك ينخفض ​​ضغط الهواء.

يُقاس ضغط الهواء بمقياس ضغط من الزئبق أو اللاسائلي. تقيس بارومترات الزئبق ارتفاع عمود الزئبق في أنبوب زجاجي رأسي. مع تغير ضغط الهواء ، يتغير ارتفاع عمود الزئبق أيضًا ، تمامًا مثل مقياس الحرارة. يقيس خبراء الأرصاد الجوية ضغط الهواء في وحدات تسمى الأجواء (atm). يساوي جو واحد 1013 مليبار (MB) عند مستوى سطح البحر ، وهو ما يُترجم إلى 760 ملم من الزئبق السريع عند قياسه على مقياس الزئبق.

يستخدم البارومتر اللاسائلي لفائف من الأنابيب ، مع إزالة معظم الهواء. ثم ينحني الملف إلى الداخل عندما يرتفع الضغط وينحني عندما ينخفض ​​الضغط. تستخدم مقاييس الضغط اللاسائلي نفس وحدات القياس وتنتج نفس القراءات مثل مقاييس الضغط الزئبقي ، لكنها لا تحتوي على أي عنصر.

ضغط الهواء ليس متماثلًا عبر الكوكب. يتراوح النطاق الطبيعي لضغط الهواء للأرض من 970 ميجابايت إلى 1050 ميجابايت.هذه الاختلافات هي نتيجة لأنظمة ضغط الهواء المنخفضة والمرتفعة ، والتي تنتج عن التسخين غير المتكافئ عبر سطح الأرض وقوة الضغط المتدرجة.

كان أعلى ضغط بارومتري مسجل 1.083.8 ميجا بايت (معدلاً حسب مستوى سطح البحر) ، تم قياسه في أجاتا ، سيبيريا ، في 31 ديسمبر 1968.كان أدنى ضغط تم قياسه على الإطلاق هو 870 ميجا بايت ، تم تسجيله عندما ضرب طرف الإعصار غرب المحيط الهادئ في 12 أكتوبر 1979.

نظام الضغط المنخفض ، ويسمى أيضا الاكتئاب ، هي منطقة حيث الضغط الجوي أقل من المنطقة المحيطة به. عادة ما ترتبط الانخفاضات بالرياح العالية والهواء الدافئ ورفع الغلاف الجوي. في ظل هذه الظروف ، تنتج القيعان عادة الغيوم وهطول الأمطار وغيرها من الطقس المضطرب ، مثل العواصف الاستوائية والأعاصير.

لا تتعرض المناطق المعرضة للضغط المنخفض لنهار شديد (النهار مقابل الليل) ولا درجات حرارة موسمية شديدة لأن السحب الموجودة فوق هذه المناطق تعكس واردة اشعاع شمسي العودة إلى الغلاف الجوي. نتيجة لذلك ، لا يمكنهم تدفئة الكثير أثناء النهار (أو في الصيف) ، وفي الليل ، يعملون كغطاء ، يحاصرون الحرارة أدناه.

إن نظام الضغط العالي ، الذي يُطلق عليه أحيانًا مضادات الأعاصير ، هو منطقة يكون فيها الضغط الجوي أكبر من الضغط في المنطقة المحيطة. تتحرك هذه الأنظمة في اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الشمالي وعكس اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الجنوبي بسبب تأثير كوريوليس.

عادة ما تحدث مناطق الضغط العالي بسبب ظاهرة تسمى الهبوط ، مما يعني أنه عندما يبرد الهواء في المرتفعات ، يصبح أكثر كثافة ويتحرك نحو الأرض. يزداد الضغط هنا لأن المزيد من الهواء يملأ المساحة المتبقية من القاع. كما يتبخر الهبوط أيضًا معظم بخار الماء في الغلاف الجوي أنظمة الضغط العالي عادة ما ترتبط بالسماء الصافية والطقس الهادئ.

على عكس مناطق الضغط المنخفض ، فإن غياب السحب يعني أن المناطق المعرضة للضغط العالي تشهد تطرفًا في النهار والنهار. درجات الحرارة الموسمية حيث لا توجد غيوم لمنع الإشعاع الشمسي الوارد أو حبس إشعاع الموجة الطويلة الصادرة في الليل.

في جميع أنحاء العالم ، هناك العديد من المناطق حيث ضغط الهواء ثابت بشكل ملحوظ. يمكن أن يؤدي هذا إلى أنماط الطقس التي يمكن التنبؤ بها للغاية في مناطق مثل المناطق الاستوائية أو القطبين.

• حوض منخفض الضغط الاستوائي: تقع هذه المنطقة في المنطقة الاستوائية للأرض (من 0 إلى 10 درجات شمالًا وجنوبًا) وتتكون من هواء دافئ وخفيف وصاعد ومتقارب.نظرًا لأن الهواء المتقارب رطب ومليء بالطاقة الزائدة ، فإنه يتمدد ويبرد مع ارتفاعه ، مما يخلق السحب والأمطار الغزيرة البارزة في جميع أنحاء المنطقة. تشكل منطقة الضغط المنخفض هذه أيضًا منطقة التقارب بين الاستوائية (ITCZ) و الرياح التجارية.
• خلايا الضغط العالي شبه الاستوائية: تقع على 30 درجة شمال / جنوب ،هذه منطقة من الهواء الساخن الجاف تتشكل عندما يصبح الهواء الدافئ المنحدر من المناطق الاستوائية أكثر سخونة. لأن الهواء الساخن يمكن أن يحمل أكثر بخار الماء، إنها جافة نسبيا. يزيل المطر الغزير على طول خط الاستواء أيضًا معظم الرطوبة الزائدة. تسمى الرياح السائدة في المرتفعات شبه الاستوائية الغربية.
• خلايا الضغط المنخفض تحت القطبية: تقع هذه المنطقة عند خط عرض 60 درجة شمال / جنوب وتتميز بطقس بارد ورطب.ينجم انخفاض القطب الفرعي عن اجتماع كتل الهواء البارد من خطوط العرض الأعلى وكتل الهواء الأكثر دفئًا من خطوط العرض المنخفضة. في نصف الكرة الشمالي ، يشكل اجتماعهم الجبهة القطبية ، التي تنتج الضغط المنخفض العواصف الإعصارية المسؤول عن هطول الأمطار في شمال غرب المحيط الهادئ والكثير من أوروبا. في نصف الكرة الجنوبي ، تتطور عواصف شديدة على طول هذه الجبهات وتتسبب في رياح شديدة وتساقط الثلوج في القارة القطبية الجنوبية.
• الخلايا القطبية عالية الضغط: وتقع هذه في 90 درجة شمال / جنوب وهي باردة وجافة للغاية.وبهذه الأنظمة ، تتحرك الرياح بعيدًا عن القطبين في مضاد للأعاصير ، والذي ينحدر ويتباعد ليشكل الشرق الشرقي القطبي. ومع ذلك ، فهي ضعيفة ، نظرًا لقلة الطاقة المتوفرة في القطبين لجعل الأنظمة قوية. ومع ذلك ، فإن ارتفاع القطب الجنوبي أقوى ، لأنه قادر على التكون فوق الكتلة الأرضية الباردة بدلاً من البحر الدافئ.

من خلال دراسة هذه الارتفاعات والانخفاضات ، يصبح العلماء أكثر قدرة على فهم أنماط دوران الأرض والتنبؤ بالطقس للاستخدام في الحياة اليومية ، والملاحة ، والشحن ، وغيرها من الأنشطة المهمة ، مما يجعل ضغط الهواء مكونًا مهمًا للأرصاد الجوية والجو الآخر علم.

• “الضغط الجوي.” الجمعية الجغرافية الوطنية,
• "أنظمة وأنماط الطقس." أنظمة وأنماط الطقس | الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي,