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空气的压力

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:大气层中空气的重力形成了一定的大气压力,高处的气压比较小,因为地势高的地方空气比较稀薄,空气重力比较小。这个实验证明,在空气中存在着巨大的压力,后来被命名为气压。阴雨天气的气压低,晴朗天气的气压高,冬天的大气压比夏天高。气压的变化与天气密切相关。

大气层中空气的重力形成了一定的大气压力,高处的气压比较小,因为地势高的地方空气比较稀薄,空气重力比较小。不同地区气压的差别也是气象变化的直接原因之一。

一、大气压百科

把黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈,再把两个半球壳灌满水后合在一起,然后把水全部抽出,使球内形成真空,最后把气嘴上的龙头拧紧封闭。这时,周围的大气把两个半球紧紧地压在一起,使之密不漏气。在每个半球的环上都拴上4匹非常强壮的马,然后同时向相反的方向拉,无论怎样使劲都无法将两个半球分开。最后,总共用了20匹大马,铜球才被分开。这就是17世纪著名的马德堡半球实验。这个实验证明,在空气中存在着巨大的压力,后来被命名为气压。

空气受到地球的引力产生了大气压,它跟离地面的高度有关,离地面越高的地方,大气层就越稀薄,大气压力自然越小。但是,由于大气层受到跟重力有关的空气密度随高度的变化不均匀,因此,大气压随高度减小也不是均匀的。

气压的大小还跟天气变化有关,在同一个地方,不同时间的气压大小是不同的。水蒸气的密度比空气密度小,当空气中含有较多水蒸气时,空气密度要变小,大气压也随着降低。一般说来,阴雨天的大气压比晴天小,晴天发现大气压突然降低是即将下雨的先兆;而连续下了几天雨发现大气压变大,可以预计即将转晴。此外,气压的大小还和温度变化有关,由于气温升高时空气密度会减小,气压也会相应地降低,因此,高温天气时的气压会比较低。

二、气压和人类的生活

雨、雪、云等气候变化都和大气运动有密切的关系,气压分布不平衡和气压分布的变化是大气运动的动力。由于太阳辐射的程度不同导致地球表面受热不均匀,从而造成各地的气温不会有较大的差异。在气温比较高的地方,空气膨胀上升变得稀薄,气压相对会较低;气温比较低的地方,空气收缩下沉密度增大,气压相对会比较高。

另外,还有一个造成气压不平衡和经常变化的主要原因是空气流动。所以,在广阔的地球表面就会形成千差万别的气压分布类型,多种气压类型的组合就构成了一定的天气形势,从而决定着未来的风云变幻。阴雨天气的气压低,晴朗天气的气压高,冬天的大气压比夏天高。

三、大气压对人体的影响

高山反应:由于空气稀薄,刚进入高原时,人们吸进体内的空气中含氧量减少,造成缺氧,表现为呕吐、耳鸣、头痛、发烧,严重者会出现感觉迟钝、情绪不宁、产生幻觉等,也可能产生浮肿、休克或痉挛等症状。这种反应是当到达一定海拔高度后,身体为适应因海拔高度而造成的气压差、含氧量少、空气干燥等的变化而产生的一种自然生理反应。一般来讲,到海拔高度2700米左右的地方就会有高原反应。

预防的方法有:登山时,脚步要平稳缓慢,同时要配合适当的呼吸频率,要根据山坡的陡峭程度而调节呼吸,运动量要和呼吸成正比,尤其要注意避免太急促的呼吸;爬山的高度要逐次增加,每天攀爬的高度应控制,以适应高山气压低、空气稀薄的环境;行程不宜安排得过于紧迫,要保证正常充足的睡眠、饮食,经常性地做短时间的休息,休息时以柔软操及深呼吸来加强循环功能及高度适应,平常应多做体能训练以加强摄氧功能。高原地区昼夜温差大要注意保温,高原地区气候干燥,加强黏膜及皮肤的护理,防止皮肤干裂。在高原上气压比较低的地带,注意睡眠姿势,最好采取半卧位,减少右心静脉回流和肺毛细血管充血。对高原气候不太适应的人,在高原地带禁止饮酒,以免危及生命。

大气压也会对高空作业的人造成影响。因为人体内也有压强,皮肤内外受到的压强是相等的,所以飞机在高空飞行和宇航员在太空行走时必须加压。太空中没有空气即是真空状态,而人体内部是有气压的,不穿宇航服人体就会爆炸。宇航服的一个重要功能就是使宇航服内的压力与人体体内的压力保持平衡,即让宇航员在太空的感觉与在地面差不多,以免发生意外。

四、大气压的变化与天气有关

气压的变化与天气密切相关。当高气压移过来,天气将变得晴好;而低气压会带来多云或阴雨天气。夏季的台风是热带低气压系统,会带来狂风暴雨和风暴潮灾害;而冬季大陆的冷高压,则伴随着大风降温天气。

在相同的水平面上,如果气压分布不均匀,空气就会从气压较高的地区流向气压较低的地区。因此,当某地区的气压比较高时,此处的空气就会流向周围比较低的地区,高气压地区上方的空气就要下降。由于大气压随高度的减小而增大,当高处空气下降时,它所受到的压强增大、体积减小、温度升高,空气中的凝结物就蒸发消散,所以,高气压中心地区不利于云雨的形成,常常是晴天。相反,若某地区的气压低,周围地区的空气就在水平方向向该地区流入,结果使该地区的空气上升,上升的空气因所受的压强减小而膨胀,温度降低,空气中的水汽凝结,所以低气压中心地区常常是阴雨天。因此,观测和分析不同地区、不同高度的气压值对气象预报工作有很重要的意义。

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