Атмосферное давление: что это, как влияет на человека

Что такое атмосферное давление

Атмосферное давление — это сила, с которой атмосфера давит на земную поверхность и все, что на ней находится. Воздух кажется нам невесомым, но это — лишь иллюзия. Состоящая из кислорода и диоксида углерода среда окружает и защищает нашу планету от метеоритов и ультрафиолетового излучение. Атмосфера окружает Землю как огромное газовое облако, и это «облако» так велико, что давит на поверхность планеты.

Визуально это можно представить, как многокилометровую «гирю»: под действием силы тяжести молекулы воздуха притягиваются к планете и формируют определенное давление. Этим открытием мы обязаны итальянскому ученому Эванджелисте Торричелли, который в 1643 году изобрел первый в мире барометр. Торричелли в ходе эксперимента предположил, что уровню ртутной жидкости в стеклянной трубке соответствует уровень атмосферного давления. А изменения этого уровня основаны на колебании давления. Пустое пространство в трубке стали называть «торричелловской пустотой». Знание о давлении изменило мир. Оно и сегодня критически важно для метеорологии, авиации и медицины (ведь уровень атмосферного давления может влиять и на состояние человеческого организма).

Единицы измерения атмосферного давления

В мире существует несколько систем измерения. Самые распространенные из них:

• Миллиметры ртутного столба (мм рт. ст.): эта единица родилась как раз из опытов Торричелли. В трубке с ртутью высота столбика жидкости показывала силу давления. В России это самая популярная единица.

• Паскали (Па) и килопаскали (кПа): единица международной системы. 1 Па — это очень маленькое давление, поэтому на практике используют килопаскали (кПа).

• Миллибары (мбар) и гектопаскали (гПа): единица, которая чаще используется в метеорологии и авиации. 1 мбар = 1 гПа. Ее удобно использовать для карт, которыми пользуются синоптики.

Таблица перевода единиц измерения

Почему в России используют мм рт. ст.? Это традиционная шкала, которая понятна большинству людей (у многих дома в детстве висел на стене барометр). Кроме того, именно такие показатели чаще всего используются в медицине.

Нормальное атмосферное давление

Нормальным атмосферным давлением считается 740-760 мм рт. ст. (~101 325 Па) на уровне моря при температуре 0°С.

Это так называемая «стандартная атмосфера» — международный эталон, принятый для удобства расчетов. В реальной жизни те или иные отклонения от условной «нормы» могут никак не сказываться на самочувствии. Поэтому списывать усталость или головную боль исключительно на такие показатели — нельзя.

Существуют и определенные нюансы:

• Если вы живете в горах, давление будет ниже, но для вас оно станет физиологической нормой, организм к нему адаптируется.

• Для городов тоже существуют разные нормы:

  • Москва: Расположена на высоте 120–156 м над уровнем моря. Нормальное давление здесь колеблется в районе 744–745 мм рт. ст.

  • Санкт-Петербург: Высота всего 1–5 м, норма близка к классической — 757–760 мм рт. ст.

  • Екатеринбург: Город находится на высоте 270 м, норма — 735–740 мм рт. ст.

Кроме того, давление постоянно меняется в течение суток, и небольшие его колебания никак не сказываются на нашем самочувствии.

Изображение от freepik

Как измеряют атмосферное давление

Сегодня используют более высокотехнологичные методы, чем просто труба со ртутью.

• Ртутный барометр: раньше его часто держали дома, но из-за свойств ртути сегодня чаще используется на метеостанциях или в профессиональных лаборатория.

• Барометр-анероид: «безжидкостный» барометр, внутри которого находится герметичная металлическая коробочка. Коробочка сжимается или расширяется при изменении давления.

• Цифровые датчики: не самые точные датчики, но именно их часто используют в смарт-часах или «умных» телефонах. На метеостанциях пока чаще предпочитают «старую-добрую» ртуть.

Узнать актуальное давление с максимально точными показаниями проще всего по данным местной гидрометеорологической службы.

Почему меняется атмосферное давление

Давление — непостоянная величина. Его изменения обусловлены несколькими факторами и зачастую безобидны.

1. Главное, от чего зависит показатель атмосферного давления — высота.В среднем, при подъеме на каждые 10,5 метров давление падает на 1 мм рт. ст. Именно поэтому альпинистам действительно есть о чем беспокоиться.

2. Температура воздуха: когда воздух нагревается, его давление на поверхность падает. Холодный воздух — тяжелее (хоть это и неочевидно в жару).

3. Атмосферные вихри циклоны и антициклоны тоже влияют на уровень атмосферного давления. В центре циклона, где давление остается низким, воздух поднимается вверх, затягивая облака и осадки. В центре антициклона с высоким давлением воздух опускается вниз, разгоняя облака. Это знание поможет вам ориентироваться в прогнозах погоды.

Атмосферное давление и погода

По колебаниям уровня атмосферного давления можно предсказывать изменения погоды. Так резкое падение может говорить о том, что на прогулку лучше взять с собой зонтик или приготовиться к снегопаду (в зависимости от сезона). Во время антициклона ветер наоборот стихает, устанавливается ясная и «хорошая» погода.

Влияние атмосферного давления на здоровье человека

Организм здорового человека обычно легко адаптируется к незначительным перепадам атмосферного давления. Метеозависимые люди не согласятся, но пока нет научных доказательств существования метеозависимости. Возможно, что наука пока просто не нашла этому подтверждения.

Однако, если перепады значительные, например, при подъеме на вершину Эвереста или при спуске под толщу воды, то атмосферное давление может стать серьезным испытанием для нашего организма.

В группе риска по влиянию атмосферного давления люди с сердечно-сосудистыми заболеваниями, пожилые люди, страдающие от болезней суставов, дети и беременные женщины.

Важное разграничение: атмосферное давление (то, что снаружи) не стоит путать с артериальным (давление внутри сосудов). Это разные показатели.

Атмосферное давление на разных высотах

Почему в горах труднее дышать? Концентрация кислорода в воздухе по-прежнему остается 21%, но из-за низкого общего давления молекулам кислорода сложнее проникать через мембраны легких в кровь. Это и вызывает гипоксию.

Избежать этого альпинистам помогает медленный набор высоты, чтобы даже их тренированный организм успевал адаптироваться к нагрузкам.

Под водой ситуация противоположная: на каждые 10 метров погружения давление увеличивается на 1 атмосферу (около 760 мм рт. ст.). Это требует специального оборудования и соблюдения правил безопасности. Интересно, что японские ныряльщицы за жемчугом (женщины Ама) могут опускаться на удивительную глубину без специального снаряжения, так как с детства их организм привык к повышенному атмосферному давлению.

Уровень атмосферного давления действительно может влиять на организм человека, но не так сильно, как принято думать.

Изображение обложки: NASA Earth Observatory

Часто задаваемые вопросы

Что такое атмосферное давление простыми словами?
Атмосферное давление — это сила, с которой атмосфера давит на поверхность Земли и все, что находится на ней.

Чему равно нормальное атмосферное давление?
Нормальным атмосферным давлением считается 740-760 миллиметров ртутного столба, или 101 325 паскаль (101,3 кПа). Это значение принято как международный эталон при температуре 0 °C.

Как атмосферное давление влияет на самочувствие человека?
При резком изменении атмосферного давления люди могут испытывать головную боль, слабость, головокружение, гипоксию. Но обычно это касается тех, кто поднимается высоко в горы или опускается на морскую глубину. Обычные суточные колебания атмосферного давления не оказывают серьезного влияния на наш организм: он научился к этому адаптироваться.

Почему болит голова при изменении атмосферного давления?
Предполагается, что при серьёзных колебаниях атмосферного давления изменяется тонус кровеносных сосудов и давление спинномозговой жидкости. Особенно болезненно по отзывам метеочувствительных людей переносится резкое падение атмосферного давления.

Читайте также:

• Книги про космос
• Помни о шторме