Какое давление относительное или абсолютное

Атмосферное давление – признак изменения погоды

Когда нас интересует прогноз погоды, как правило, в первую очередь обращаем внимание на температуру воздуха и осадки. В одной из статей я рассказывала о том, когда стоит ожидать максимальную и минимальную температуру воздуха, чем отличаются небольшие осадки от кратковременных . Сегодня поговорим об атмосферном давлении.

В прогнозе погоды обязательно сообщают величину атмосферного давления, иногда уточняют оно выше или ниже нормы.

П равильно измерить давление − целая наука

Каждый школьник знает, что воздух имеет массу и, соответственно, вес. На каждый квадратный сантиметр земной поверхности воздух оказывает давление, равное 1,033 кг. Площадь поверхности тела человека в среднем равна около 15 000 см², получается, что человек находится под давлением порядка 15 500 кг.

Несмотря на внушительную тяжесть, давление распределяется равномерно по всей поверхности тела, и внешнее давление уравновешивается внутренним давлением воздуха, наполняющим все наши органы.

Сегодня может показаться невероятным, но доказать то, воздух имеет вес и измерить атмосферное давление удалось только в 17 веке, когда был изобретен ртутный чашечный барометр. Он оказался настолько точным, что именно этот прибор используют до сих пор на метеорологических станциях.

Правда, из-за некоторых свойств ртути показания всех барометров надо «исправлять» (на языке наблюдателей-метеорологов это называется вводить поправки). Чтобы компенсировать влияние теплового расширения ртути, изменение силы тяжести от широты местности, давление, измеренное на метеостанциях, приводят к температуре ноль градусов и ускорению свободного падения на широте 45 градусов. Для того, чтобы измеренные значения давления в разных точках земного шара были сравнимы при анализе и составлении прогноза погоды, давление приводят к уровню моря.

Какое давление является нормой?

Известно, что атмосферное давление убывает с высотой по определённому закону в зависимости от вертикального распределения плотности воздуха. На уровне моря атмосферное давление в среднем близко к тому давлению, которое производит столб ртути высотой 760 мм. На высоте около 5 км оно составляет около половины от значения у земной поверхности, а на высоте 100 км его практически нет.

Часто задают вопрос – какое же давление является нормой? Для населённых пунктов, расположенных на высоте земной поверхности близкой к уровню моря, например, в Санкт-Петербурге, Владивостоке, давления составляет 760 мм.рт.ст. Для жителей высокогорного селения на высоте около 5 км, нормальным является давление 413 мм.рт.ст. Узнать, какое значение атмосферного давления является нормой для вашего города, можно, обратившись в местное подразделение гидрометслужбы.

Какую пользу можно извлечь из информации о давлении?

Атмосферное давление изменяется не только с высотой, но и по горизонтали, причём. постоянно и очень неравномерно. Атмосферное давление испытывает как периодические (суточный, годовой ход), так и непериодические колебания.

Особенно резко оно меняется при прохождении циклонов и атмосферных фронтов, когда за считанные часы давление может измениться на 3-4 мм.рт.ст. Как правило, внутреннее давление сразу подстраивается под погодные условия, сохраняя баланс между внутренней и внешней средами. Но не все могу спокойно переносить резкие погодные изменения, для таких людей прогноз изменения давления может быть особенно важен.

Спасибо, что дочитали статью! Если понравилось, не забудьте поставить палец вверх и подписаться на канал.

Источник

Бред программиста

Программирование, извращения и всё остальное

среда, 15 февраля 2012 г.

Про атмосферное давление

У атмосферного давления есть замечательное свойство — оно падает с высотой, что вполне логично. Причём, как утверждает Википедия, на небольших высотах на 1мм рт.ст. каждые 12 метров. Т.е. если взять Ярославль, то в зависимости от места, давление будет на 8-10 мм. рт.ст. ниже, чем давление над уровнем моря. А если подниметесь верхний этаж многоэтажного дома, то еще на 3мм рт.ст. ниже. Весьма интересные цифры вплане того, что люди, страдающие от высокого давления могут слегка облегчить себе жизнь поселившись на верхнем этаже.

Но основной вопрос не в этом, а в том, какое именно давление вы хотите видеть в прогнозе погоды и на других сайтах? Ведь если давление будет приведено к давлению над уровнем моря, это позволит сравнивать давление в разных городах, где выше, где ниже, и примерно оценивать границу атмосферного фронта. А если показывать давление на метеостанции, которая распложена где-то в районе города. Тогда будет проще оценивать локальное давление. Подумайте, какой вариант вы считаете более удобным и правильным?

А теперь догайтесь, какое именно показывают погодные сайты. Т.е. когда вы видите давление 760 мм рт.ст., это давление над уровнем моря или локально, в вашем городе. Подумали? Сейчас будет разгадка.

Для начала возьмём детальные данные с сайта rp5.ru, на данном сайте есть оба варианта давления, и сравним с показателями на остальных. Итак, в настоящий момент для Ярославля: фактическое 746.2, приведённое к уровню моря 755.2. Теперь посмотрим остальные:

10 комментариев:

Приведённые к уровню моря кажутся мне более правильными. Даже в Ярославле есть места, отличающиеся по высоте на несколько десятков метров, в Москве разброс в сто с лишним метров, а в том же Цюрихе — вообще метров 500.

Ну и кроме того, приведённое значение можно сравнивать между городами, не влезая в таблицы высот и выясняя, где именно находится станция, для которой выдаются данные.

Высказывая свои точки зрения, различные люди будут опираться на разные факты, аксиомы и правила вывода. Без единого подхода обсуждение бессмысленно.
Вам надо изменить вопрос, ограничив свободу применения различных «логик». Например, так: «В рамках теории изложенной в «НАСТАВЛЕНИЕ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИМ СТАНЦИЯМ И ПОСТАМ ВЫПУСК 3 ЧАСТЬ I» какие показания считать более правильными?» и неоднозначность ситуации сразу будет убита.
Интересно, как часто обычные жители Ярославля используют значение атмосферного давления в своей жизни? Достаточно ли им неопределенности в 0,1 кПа, или нужно точнее? Мне на вскидку на ум приходит только связь низкого и высокого давления с головной болью. Ради интереса спросите своих знакомых: «Для чего тебе значение атмосферного давления с точностью до 1мм рт.ст.?» и они секунд на десять отключатся от неожиданного вопроса.
Тем кому нужно точное значение атмосферного давления, хотят знать его в определенной точке (координаты и высота). Например, при взвешивании на точных весах, когда требуется учитывать выталкивающую силу воздуха, действующую на предмет. Если есть весы II класса точности за 30тр, но нет поверенного барометра за 9тр, можно попытаться, используя вертикальный барический градиент (функция от значения g в точке измерения и плотности воздуха), рассчитать давление на 16 этаже и от уровня моря и от уровня главпочтампта, если бы источники размещали привязку публикуемого значения к высоте. В среднем 12м высоты дают падение на 1 мм рт.ст. Но увы, большинство сайтов публикуют значения, не приведя их к уровню моря (что должно быть по умолчанию) и не указывая отметку, поэтому такой разнобой. Все потому, что точное значение большинству просто НЕ НУЖНО. Что с этим значением делать просто не знают.

Проблема как раз в том, что разные сайты показывают разные данные. Кто-то привёл к уровню, кто-то — нет. В результате разница не в 1 мм, а в 10. С учётом телефонов, часов и прочего с погодными виджетами и различными источниками данных. Это может хорошо запутать людей.

Источник

Какое давление в прогнозе погоды абсолютное или относительное

Чтобы лучше разобраться в сути понятия, необходимо напомнить, что все газообразные тела имеют тенденцию расширяться. Следующий эксперимент демонстрирует такое свойство, как влияние атмосферного давления на количество воздуха, находящегося в сосуде.

Рисунок 1 в общем изображении.

В этом примере сосуд — воздушный шар без воздуха, оснащеннный краном. Воздушный шар будет «гибким» (вялым), даже если воздух уже находится внутри него.

Закрытие крана не будет изменять внутреннее давление, которое будет таким же, как и внешнее давление. Количество молекул воздуха внутри воздушного шара останется постоянным.
Воздушный шар помещен внутри прозрачного колокола, к которому присоединен вакуумный насос. В этом пространстве воздушный шар окружен воздухом при атмосферном давлении.
При подаче в колокол вакуума, воздух удаляется.
Можно наблюдать, что воздушный шар увеличивается в объеме.

Почему это происходит?
I. Потому что воздух (и все газы) обладает свойством расширения.
II. Потому что воздух из колокола был удален, это уменьшило силу давления на воздушный шар и сопротивление расширению воздухом шара снизилось.
Эта свойство расширения можно продемонстрировать, используя только атмосферный воздух и воздушный шар. Закрывая воздушный шар на уровне моря (нулевая высота), в нем установиться давление 1 бар. При перемещении воздушного шара вверх на гору, увеличивая высоту, таким образом, и уменьшая окружающее атмосферное давление, будет происходить расширение воздушного шара. Это явление происходит несмотря на то, что воздушный шар остается закрытым.

Как это объяснить?
Как было отмечено выше, атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты над уровнем моря. Увеличение воздушного шара происходит из-за расширения воздуха внутри него (атмосферное давление), чему противодействует внешний воздух, давление которого ниже. При открытии крана, некоторое количество воздушных молекул будет перемещаться из воздушного шара в открытое пространство до тех пор, пока внутреннее давление не будет сбалансировано внешним давлением. Воздушный шар будет выглядеть не полностью раздутым (в вялом состоянии). Если кран закрыть и воздушный шар возвратить на уровень моря, то баллон будет находиться в «более вялом» состоянии, чем тогда, когда он был на горе. Это происходит потому, что внешнее давление (на уровне моря) больше, чем внутреннее давление (поскольку кран был закрыт на высоте выше уровня моря, то установилось более низкое давление) и оно будет действовать до разрушения оболочки воздушного шара.

Можно сделать следующие заключения:
a) Давление воздуха, содержащегося в резервуаре, может быть уменьшено до нулевого значения только в случае, если воздух из сосуда откачать, используя вакуумный насос.
b) Давление воздуха в сосуде, соединенным с атмосферой, будет равным давлению воздуха вне резервуара.
c) Резервуар, содержащий воздух с повышенным давлением, стравит в атмосферу только часть такого давления.

а) Внешнее давление – это давление атмосферы в 1 бар (рис.2). Воздух в резервуаре незначительного объема, относительно объема окружающего пространства, имеет более высокое давление. Когда резервуар соединен с атмосферой, то часть сжатого воздуха будет стравлена из резервуара. При этом достигается баланс между внутренним давлением резервуара и атмосферой.

b) На рис.3, резервуар с внутренним давлением 5 бар соединен через закрытый клапан с резервуаром равного объема с давлением в 1 бар (атмосферное давление). Когда клапан откроется, молекулы воздуха будут двигаться из резервуара с более высоким давлением в сосуд с атмосферным давлением.
Это уравнивает два давления в сосудах до среднего значения:

(5 бар + 1 бар) : 2 объема = 3 бар.
В этом случае, поскольку не было никаких «потерь» — утечек в атмосферу, число молекул, «потерянных» первым резервуаром, было меньшим, потому что некоторые из них переместились во второй сосуд.

Рисунок 4 в общем изображении.

Если прибор измерения давления (манометр) соединить с сосудом, где давление 5 бар, то он зафиксирует на различных высотах следующие значения давления:
Атмосферное давление Давление внутри сосуда Показания манометра
На уровне моря Р=1,0 бар 5 бар 5-1,0=4,0 бар
На 1000 м Р=0,9 бар 5 бар 5-0,9=4,1 бар
На 5000 м Р=0,5 бар 5 бар 5-0,5=4,5 бар

Заключение:
Давление воздуха, существующее внутри любого закрытого сосуда, называется «абсолютным давлением». Давление воздуха расположенного вне сосуда называют «относительным давлением» (или «давлением прибора измерения давления», то есть показанное манометром). Поэтому относительное давление равно разнице между «абсолютным давлением» и «атмосферным давлением» вне сосуда.

Принцип действия манометра.
Манометр использует упругое отклонение металлической трубки с профилем эллипса для изменения положения стрелки на шкале. Рисунок 4 показывает манометр «в покое», то есть когда разница давлений на внутренние и внешние поверхности трубки нулевое. Конец трубки «B» открыт для источника давления, тогда как конец «А» закрыт и присоединен к механизму рычага. Этот механизм преобразует отклонение «А» во вращательное движение, изменяя положение стрелки на шкале. На рисунке 5, манометр соединен с воздухом под давлением. Конец «А» будет прогибаться из-за различия давлений, внутреннего и внешнего, это различие можно увидеть на шкале манометра.

Источник