Какое атмосферное давление выдержит человек

С какой силой воздух давит на человека?

Воздух лишь визуально кажется нам прозрачным и неощутимым, а ведь на самом деле он состоит из миллионов мельчайших частиц — атомов и молекул, которые имеют определенный вес. Получается, что мы каждую секунду времени должны чувствовать невероятную силу давления воздуха. Чему равна эта сила и почему она остается незаметной для всех живых организмов на планете?

Сколько весит воздух?

Воздух — это большей частью сочетание азота и кислорода (99%), а также других газов. Таким образом, речь идет о совокупности веществ, каждое из которых состоит из молекул, а те, в свою очередь, из атомов. У каждого атома химического вещества есть определенная масса.

То, что воздух не невесомый, впервые доказал итальянский ученый Эванджелиста Торричелли при помощи эксперимента с несколькими емкостями и ртутью. Опытным путем он выяснил и атмосферное давление при температуре 0℃ — 760 мм ртутного столбика либо 101 325 Па.

Простой эксперимент, наглядно демонстрирующий, что воздух не невесомый

Давление создается за счет того, что на атмосферу действует гравитация Земли. При этом воздушная оболочка, хоть и не равномерно, но окружает нашу планету со всех сторон. Если условно разделить поверхность Земли на множество участков площадью 1 см2, то на каждый такой квадрат воздух давит с силой в 1,033 кг. А весь воздух на планете весит 51 х 1014 тонн.

Интересный факт: для каждого региона характерны свои нормы атмосферного давления, поскольку оно зависит от множества факторов, таких как температура, рельеф местности, положение относительно экватора и др. Примечательно, что самые низкие показатели регистрируются в эпицентрах торнадо.

Давление воздуха на человека

Чтобы рассчитать, с какой силой воздух давит на человека, осталось узнать только площадь поверхности тела (ППТ) и провести несложные расчеты. ППТ имеет большое значение в медицине и физиологии, так как широко применяется при назначении лекарственных препаратов, расчете индекса массы тела и т.п.

Существует более 10 формул для определения площади поверхности тела, но чаще всего используется формула Мостеллера. В упрощенной форме она представлена следующим образом:

BSA = (√m x h)/60 , где m — это масса в кг, а h — высота в см. BSA — ППТ в м2.

Соотношение давлений в организме человека

С помощью данной формулы можно рассчитывать площадь поверхности тела в индивидуальном порядке, однако для удобства есть и «нормальные значения». Они были выведены специалистами в качестве среднего арифметического на основе исследования нескольких тысяч пациентов. Нормальным значением для взрослого человека, независимо от пола, считается 1,73 м2.

В 1,73 м2 содержится 17300 см2. Это значит, что на тело человека воздух давит с силой в 17870 кг или приблизительно 18 тонн. Значение довольно существенное, ведь это то же самое, что водрузить себе на плечи 3 грузовых автомобиля весом 6 тонн каждый. Почему же мы не ощущаем давление воздуха?

Все благодаря эволюции — организмы всех живых существ адаптировались к атмосферному давлению, которое равномерно распределяется по всей площади тела. Кроме того, воздух с таким же давлением присутствует внутри каждого органа. Внешнее и внутреннее давление уравновешивают друг друга.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Чеснок

Влияние атмосферного давления на показатели давления человека — факт неоспоримый. В ненаучных кругах это явление называют метеочувствительностью, и даже специалисты не всегда рассматривают нарушения самочувствия человека при изменении атмосферного давления исключительно в качестве болезненного состояния.

Такая метеочувствительность может вызывать у одного человека незначительное перепады настроения, у другого же способна привести к серьезным последствиям, вплоть до летального исхода. И в каждом случае подобные реакции зависят от огромного количества факторов, в том числе имеющихся заболеваний и степени их развития.

Исследования, которые в течение почти десяти лет проводились специалистами медицинского центра Университета Вашингтона в Сиэтле, подтвердили результаты более ранних, но не настолько детальных экспериментов. В экспериментах принимали участие добровольцы в возрасте от 20 до 70 лет, с разным состоянием здоровья, что тоже учитывалось при сборе данных. Среди испытуемых почти 17 процентов испытывали головные боли, общее снижение жизненного тонуса при повышении или понижении давления в атмосфере на 3-5 мм ртутного столба. Около 30 процентов отмечали ухудшение функционирования желудочно-кишечного тракта, нарушение координации, ухудшение памяти. Более 50 процентов заявляли о значительных проблемах со здоровьем при таком колебании атмосферного давления, что подтверждалось обследованиями.

За условную норму принято атмосферное давление, равное 760 мм ртутного столба. Но это опять-таки усредненный показатель. К примеру, в Москве нормальное для самочувствия жителей давление должно составлять 748 мм ртутного столба. В Санкт-Петербурге оптимальный показатель — 753 мм. В Тибете местное население прекрасно чувствует себя при 713 мм ртутного столба, однако туристам здесь будет нелегко! За всю историю метеонаблюдений самое высокое атмосферное давление удалось зарегистрировать в Красноярском крае — оно достигало 815 мм ртутного столба, а самое низкое — в районе Тихого океана в эпицентре урагана «Нэнси» — 641 мм ртутного столба.

Важно отметить, что в течение суток атмосферное давление в любом случае меняется, однако если эти колебания не выходят за пределы 1-2 мм ртутного столба, 75 процентов населения планеты не испытывает изменения самочувствия. Эти показатели тоже усреднены, поскольку зависят от конкретной местности — чем она будет выше относительно уровня моря, тем давление будет ниже. И наоборот. У человека, который живет долгое время в одних условиях, даже если в его местности среднее значение давления в атмосфере превышает то, что считается нормой, организм приспосабливается к этим особенностям. Переезд в другую местность почти всегда оказывается для организма человека стрессом. Соответственно, наблюдаются и обострения имеющихся болезней.

Медицинский центр при Университете Дьюка (Дарем) занимается исследованиями, нацеленными на выяснение самых опасных воздействий атмосферного давления на человеческий организм. Результаты показали: понижение атмосферного давления относительно нормального для этой местности на 10-15 мм ртутного столба может вызвать не только резкое учащение пульса и сильные мигрени, но кровотечения из носа, удушье, панические атаки, потерю сознания, вызванную кислородным голоданием. У гипертоников и тех, кто страдает атеросклерозом, огромному риску подвергается состояние сердечно-сосудистой системы. Нередки аритмии, велика угроза инфарктов и инсультов. Астматики и аллергики испытывают приступы удушья.

Молодые люди, не имеющие хронических заболеваний, а также находящиеся в хорошей физической форме люди постарше могут испытывать сонливость, упадок сил, общий дискомфорт.

При повышении давления на 10-15 мм ртутного столба очень ощутимо обостряются нервно-психические заболевания, прогрессирует бессонница, ощущается онемение конечностей, люди испытывают боли в суставах, нарушение зрения, головокружение, тошноту, спазмы, повышается свертываемость крови и перистальтика кишечника. В критических случаях возможно нарушение целостности барабанных перепонок.

Во всех этих ситуациях очень важно сразу же принять лекарство, рекомендованное врачом, а также постараться снизить двигательную активность. Гипертоникам категорически противопоказаны подъемы на большие высоты. В неблагоприятных погодных условиях лучше перенести полеты на самолетах. И в любом случае нужно своевременно позаботиться о здоровье, чтобы минимизировать риск природных явлений на организм и самочувствие.

Источник

Атмосферное давление. Норма для человека, как влияет на организм, как привести в норму

Метеозависимые люди чаще других интересуются, какое атмосферное давление считается нормальным для человека. Вес воздушной массы настолько велик, что тело человека выдерживает нагрузку свыше 15-ти тонн. Не чувствовать такую нагрузку помогает компенсация, которая осуществляется давлением внутренних органов. Когда вследствие неполадок в организме система адаптации не справляется, метеозависимый человек становится рабом погодного катаклизма. Интенсивность симптоматики зависит от того, насколько низким или высоким будет артериальное давление.

Что такое атмосферное давление?

Атмосферное давление — это давление газовой оболочки нашей планеты, атмосферы, которое действует на все имеющиеся в ней предметы, а также земную поверхность. Давление соответствует силе, которая действует в атмосфере на единицу площади.

Атмосфера Земли (фото с МКС)

Если говорить более простым языком, то это сила, с которой повсюду окружающий нас воздух воздействует на поверхность земли и объекты. Отслеживая изменения атмосферного давления, можно в совокупности с другими факторами прогнозировать погодные условия.

Общие сведения

Воздушный шар, лопающийся в офисе TranslatorsCafe.com

В физике давление определяется как сила, действующая на единицу площади поверхности. Если две одинаковые силы действуют на одну большую и одну меньшую поверхность, то давление на меньшую поверхность будет больше. Согласитесь, гораздо страшнее, если вам на ногу наступит обладательница шпилек, чем хозяйка кроссовок. Например, если надавить лезвием острого ножа на помидор или морковь, овощ будет разрезан пополам. Площадь поверхности лезвия, соприкасающаяся с овощем, мала, поэтому давление достаточно велико, чтобы разрезать этот овощ. Если же надавить с той же силой на помидор или морковь тупым ножом, то, скорее всего, овощ не разрежется, так как площадь поверхности ножа теперь больше, а значит давление — меньше.

В системе СИ давление измеряется в паскалях, или ньютонах на квадратный метр.

Почему и вследствие чего создается атмосферное давление?

Специалисты, изучающие атмосферу Земли и различные метеорологические явления, тщательно следят за тем, как перемещаются воздушные массы. Это основной фактор, влияющий на климатические условия той или иной местности. Эти наблюдения дали возможность понять, почему возникает атмосферное давление.

Всему виной гравитация. Путем множества экспериментов доказано, что воздух отнюдь не невесомый. Он состоит из различных газов, которые имеют определенный вес. Таким образом, на воздух действует сила притяжения Земли, которая и способствует образованию давления.

Интересный факт: весь воздух на планете (или вся атмосфера Земли) весит 51 х 1014 тонн.

Вокруг земного шара масса воздуха неодинаковая. Соответственно колеблется и уровень атмосферного давления. На участках с большей массой воздуха наблюдается более высокое давление. Если же воздуха меньше (его также называют разреженным в таких случаях), то и давление ниже.

Движение Солнце

Почему меняется вес атмосферы? Секрет этого явления таится в нагревании воздушных масс. Дело в том, что нагревание воздуха происходит вовсе не от солнечных лучей, а за счет земной поверхности.

Вблизи нее воздух нагревается и, становясь легче, поднимается вверх. В это время охлажденные потоки тяжелеют и опускаются вниз. Этот процесс происходит беспрерывно. Каждый воздушный поток имеет свое давление, а его разность вызывает ветер.

Метеозависимость

Чувствительность человека к условиям погоды — смене ветра, геомагнитным бурям — называют метеозависимостью. Влияние атмосферного давления на артериальное давление человека до конца еще не изучено. Известно, что при смене погодных условий создаётся внутреннее напряжение внутри сосудов и полостей организма. Метеозависимость может быть выражена:

• раздражительностью;
• болями различной локализации;
• обострением хронических болезней;
• общим ухудшением самочувствия;
• проблемами с сосудами.

В большинстве случаев от метеозависимости страдают люди со следующими заболеваниями:

• атеросклероз;
• болезни дыхательных путей;
• нарушения обмена веществ;
• гипо- и гипертония.

Реакция на повышенное давление

Снижение показателей барометра хотя бы на 10 единиц (770 мм рт. ст. и ниже) оказывает негативное влияние на здоровье. Особенно страдают от погодных изменений люди с давними заболеваниями сердечно-сосудистой и пищеварительной системы. Медики в такие дни рекомендуют снизить физические нагрузки, меньше бывать на улице, не злоупотреблять тяжелой пищей и алкоголем. Среди основных реакций:

• гипотония;
• ощущение заложенности слуховых проходов;
• уменьшение количества лейкоцитов в крови;
• снижение активности перистальтики кишечника;
• нарушение функциональности сердечно-сосудистой системы;
• слабая способность к концентрации внимания.

Реакция на пониженное атмосферное давление

Понижение сдавливания атмосферы до 740 мм и меньше вызывает противоположные сдвиги в организме. В основе всех неблагоприятных изменений лежит кислородное голодание. Создается разрежение воздуха, низкое процентное содержание молекул кислорода: становится тяжелее дышать. Возникают:

• гипертония;
• проблемы с сердцем;
• увеличение лейкоцитов;
• мигрени;
• одышка;
• усиление пульса;
• упадок сил.

Как влияет состав атмосферы на давление?

В состав атмосферы входит огромное количество газов. Преимущественно это азот и кислород (98%). Также имеется углекислый газ, неон, аргон и др. Атмосфера начинается с пограничного слоя толщиной 1-2 км и заканчивается экзосферой на высоте около 10 000 км, где плавно переходит в межпланетное пространство.

Состав атмосферы

Состав атмосферы влияет на давление за счет плотности. Каждый компонент имеет свою плотность. Чем больше высота, тем тоньше слой атмосферы и ниже его плотность. Соответственно снижается и давление.

Влияние давления и перемены температуры

Помимо атмосферно давления, на организм воздействуют и другие погодные параметры, а именно температура воздуха и влажность. Когда все эти показатели сбалансированы, например, при высокой температуре наблюдается нормальная влажность и давление, то и самочувствие остается в пределе нормы. Важно знать, что происходит с давлением, когда эти показатели значительно отклоняются от средних, и как это отражается на функционировании систем организма.

Если при высоких показателях атмосферного давления наблюдается резкое и значительное снижение температуры и увеличение влажности воздуха, может развиться состояние гипотермии, проще говоря, переохлаждения. При этом возникает спазм сосудов, что провоцирует уменьшение теплоотдачи. При стойком спазме значительно повышается давление, это может привести к гипертоническому кризу.

При увеличении влажности в воздухе снижается количество кислорода. Организм болезненно реагирует на кислородное голодание, возникает головокружение, слабость, онемение конечностей, возможны приступы паники.

Измерение атмосферного давления

В Международной системе единиц атмосферное давление измеряется в паскалях (Па). Также в России используются такие единицы, как бар, миллиметры ртутного столба и их производные. Их применение обусловлено приборами, при помощи которых измеряется давление — ртутными барометрами. 1 мм ртутного столба соответствует около 133 Па.

Барометры бывают двух типов:

• жидкостные;
• механические (барометр-анероид).

Жидкостные барометры заполняются ртутью. Изобретение данного прибора — это заслуга итальянского ученого Эванджелисты Торричелли. В 1644 году он проводил эксперимент с емкостью, ртутью и колбой, которая открытым отверстием опускалась в жидкость.

При изменении давления ртуть то поднималась, то опускалась в колбе. Современные ртутные барометры со шкалами считаются наиболее точными, но не очень удобными, поэтому их используют на метеорологических станциях.

Барометры

Более распространены барометры-анероиды. В конструкции такого прибора предусмотрена металлическая коробка с разреженным воздухом внутри. Когда давление понижается, коробка расширяется. При возрастающем давлении коробка сжимается и действует на прикрепленную пружину. Пружина приводит в движение стрелку, которая отображает на шкале уровень давления.

Интересный факт: существует эталон единицы давления (как и других единиц физических величин). Первичный эталон, отображающий абсолютное давление максимально точно, находится во Всероссийском НИИ метрологии имени Менделеева (Санкт-Петербург).

О чем говорит барометр?

Известно, что сила давления воздушной оболочки Земли на 1 см² поверхности, уравновешивается столбиком ртути высотой 760 мм. Этот показатель принят за норму. Когда барометр дает результат выше 760 мм ртутного столба, говорят о повышенном атмосферном давлении, когда меньше 760 мм рт. ст. — о пониженном. Учитывая тот факт, что поверхность Земли нагревается неравномерно и неоднороден рельеф (горы, низины) показания барометра будут отличаться.

Укажите своё давление

Двигайте ползунки

Норма атмосферного давления для человека

Нормальное атмосферное давление — это 760 мм ртутного столба или 101 325 Па при температуре 0℃ на уровне моря (45º широты). При этом на каждый квадратный сантиметр поверхности земли атмосфера воздействует с силой в 1,033 кг. Ртутный столб высотой 760 мм уравновешивает массу этого воздушного столба.

Показатель в 760 мм тоже был определен Торричелли в ходе эксперимента. Также он заметил, что когда колба наполняется ртутью, вверху остается пустота. Впоследствии это явление получило название «торричеллиевой пустоты». Тогда ученый еще не знал, что в ходе своего эксперимента создал вакуум — то есть пространство, свободное от каких-либо веществ.

При стандартном давлении в 760 мм ртутного столба человек ощущает себя наиболее комфортно. Если учесть предыдущие данные, то на человека воздух давит с силой около 16 тонн. Почему тогда мы не ощущаем этого давления?

Дело в том, что внутри организма тоже имеется давление. Не только люди, но и представители животного мира приспособились к атмосферному давлению. Каждый орган формировался и развивался под влиянием данной силы. Когда атмосфера воздействует на тело, эта сила распределяется равномерно по всей поверхности. Таким образом, давление уравновешивается, и мы его не чувствуем.

Карта атмосферного давления России

Норму атмосферного давления не стоит путать с климатической нормой. Каждый регион имеет свои стандарты для определенного времени года. Например, жителям Владивостока повезло, поскольку там среднегодовой показатель атмосферного давления почти равен норме — 761 мм ртутного столба.

А в населенных пунктах, расположенных в горной местности (например, в Тибете), давление гораздо ниже — 413 мм ртутного столба. Это связано с высотой около 5000 м.

Советы и рекомендации по улучшению самочувствия

Нейтрализовать действие приближающегося циклона или антициклона особенно важно, если метеозависимость вызвана заболеваниями сердца, сосудов, нервной системы, дыхательных органов. Действовать на опережение следует и людям старшего возраста, самочувствие которых часто зависит от перепадов атмосферного давления .

Комплексный план профилактических мер, составленный на основе рекомендаций медиков и практического опыта, поможет не только облегчить страдания, но укрепить организм, сделать его менее уязвимым к переменам погоды.

1. Консультация врача. На основании осмотра, беседы с пациентом (а при необходимости — лабораторных исследований) специалист подберет препараты, способные быстрее вернуть в норму АД и физическое состояние пациента.
2. Регулярное ознакомление с метеопрогнозом.
3. Приобретение барометра. Наблюдая за колебаниями, можно почти безошибочно самостоятельно спрогнозировать циклон и принять меры заранее.
4. Полноценный ночной отдых. Продолжительность сна должна составлять не менее 7-8 часов. Засыпать и пробуждаться следует примерно в одно и то же время. Перед переменой погоды особенно важно хорошо выспаться — для этого стоит лечь в постель пораньше.
5. Режим питания. Меню должно быть сбалансированным, включать кальций, магний, калий, витамины, не изобиловать жирной и сладкой пищей.
6. Свежий воздух, умеренные физические нагрузки. Для укрепления сердца полезны прогулки на улице в любую погоду.

7. Корректировка планов. Если предстоит затяжной циклон, лучше отложить трудоемкие домашние дела, взять отгул на работе, по возможности — уехать на несколько дней и отдохнуть в более спокойном регионе.

Справиться с внутренним дискомфортом в неблагоприятные дни помогут следующие советы:

• с утра лучше принять контрастный душ, затем гипотоникам полезно взбодриться чашечкой кофе (это можно сделать и при легкой форме гипертонии, только напиток должен быть некрепким);
• в течение дня рекомендуется пить зеленый чай с лимоном, делать посильные физические упражнения, меньше есть соленой пищи;
• вечером желательно расслабиться с помощью отваров мелиссы или ромашки с медом, настоя валерианы или таблетки глицина.

Понравилась статья? Сохраните ее!

Остались вопросы? Задавайте их в комментариях! На них ответит врач-кардиолог Мариам Арутюнян.

Иван Грехов

Окончил Уральский государственный медицинский университет по специальности «Лечебное дело». Врач-терапевт

Повышение и понижение давления

Когда давление превышает отметку в 760 мм. рт. ст., его называют повышенным, а когда показатель меньше нормы — пониженным.

В течение 24 часов происходит несколько перепадов атмосферного давления. Утром и вечером оно повышается, а после 12 часов дня и ночи — понижается. Это происходит в связи с тем, что меняется температура воздуха и, соответственно, его потоки перемещаются.

В зимний период над материковой частью Земли отмечается самое высокое атмосферное давление, потому что воздух имеет низкую температуру и отличается высокой плотностью. Летом наблюдается противоположная ситуация — отмечается минимальное давление.

В более глобальных масштабах уровень давления тоже зависит от температуры. Земная поверхность нагревается неодинаково: планета имеет геоидную (а не идеально круглую) форму и вращается вокруг Солнца. Одни зоны нагреваются сильнее, другие — слабее. Из-за этого и атмосферное давление распределяется по поверхности планеты зонально.

Пояса атмосферного давления

Ученые выделяют 3 пояса, где преобладает низкое давление и 4 пояса с преобладающими максимумами. Зона экватора прогревается больше всего, поэтому легкий теплый воздух поднимается вверх, а у поверхности образовывается низкое давление.

Интересно: Эндемик

Источник