تعريف الضغط الجوي
الضغط الجوي هو قوة الهواء التي تعمل بشكل عمودي على سطح معين.
يتكون الغلاف الجوي من طبقات من الهواء، كل طبقة أثقل من الطبقة التي فوقها. ولهذا السبب نرى ضغط الهواء يزداد كلما ارتفعنا عن سطح الأرض.
البارومتر هو جهاز لقياس ضغط الهواء.
غالباً ما يؤثر الضغط الجوي على العديد من الظواهر الطبيعية مثل الطقس وتغير المناخ.
مثال:
عندما نضع لوحًا خشبيًا على سطح الأرض، فإن الهواء الموجود فوق اللوح يضغط بقوة على اللوح من جميع الاتجاهات. هذه القوة هي الضغط الجوي.
معنى الضغط الجوي :
- عن الاستقرار الجوي.
- يسمح الضغط الجوي للكائنات الحية بالتنفس.
- يؤثر الضغط الجوي على الطقس والمناخ.
العوامل المؤثرة على الضغط الجوي:
- درجة الحرارة: ينخفض الضغط الجوي مع ارتفاع درجة الحرارة.
- الارتفاع: كلما ارتفعنا عن سطح الأرض، انخفض الضغط الجوي.
- محتوى الرطوبة: كلما زادت نسبة الرطوبة في الهواء، كلما ارتفع الضغط الجوي.
وحدات الضغط الجوي:
- باسكال هي وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات (Pa).
- بوصة من الزئبق هي وحدة الضغط الأمريكية (inHg).
متوسط الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر:
عند مستوى سطح البحر يبلغ 1013.25 باسكال أو 29.92 بوصة من الزئبق.
تطبيقات الضغط الجوي:
- تقوم أجهزة قياس الغلاف الجوي بقياس الضغط الجوي للطقس والتغيرات المناخية التي تحدث.
- تستخدم الطائرات الضغط الجوي للحفاظ على الارتفاع.
- تستخدم السفن الضغط الجوي لتحديد ارتفاع الأمواج.
علاقة الضغط الجوي بالطقس
يرتبط الضغط الجوي ارتباطًا وثيقًا بالطقس. وفي المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع، يكون الطقس عادة جافاً وصافياً، مع سماء صافية أو قليل من السحب. ومن المعروف أن المناطق ذات الضغط الجوي المنخفض غالباً ما تكون بها ظروف غائمة وممطرة بالإضافة إلى العواصف الرعدية.
ويعود اختلاف الطقس إلى تأثير الضغط الجوي وحركة الهواء العامة. غالبًا ما تهب الرياح بضغط جوي مرتفع. ونرى أن الرياح ضعيفة جداً أو تكاد تكون معدومة، مما يؤدي إلى ارتفاع الهواء إلى الأعلى. مما يؤدي إلى انخفاض درجات الحرارة وتشكل السحب، مما يؤدي إلى هطول الأمطار.
وفي مناطق الضغط الجوي المنخفض غالباً ما تكون الرياح قوية مما يتسبب في حدوث تحركات هوائية قوية وانتقالها من مناطق الضغط الجوي المرتفع إلى مناطق الضغط الجوي المنخفض. ويؤدي ذلك إلى ارتفاع درجات الحرارة وتشكل السحب العاصفة، مما يؤدي إلى هطول الأمطار والعواصف الرعدية.
يؤثر الضغط الجوي أيضًا على درجة حرارة الهواء. وفي المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع يكون الهواء نشطا وبالتالي ترتفع درجات الحرارة. وفي المناطق التي ينخفض فيها الضغط الجوي، يكون الهواء أقل نشاطاً، فتنخفض درجات الحرارة.
وبشكل عام تشير منطقة الضغط الجوي المرتفع إلى طقس جاف وصاف، أما منطقة الضغط الجوي المنخفض فتشير إلى طقس غائم وممطر.
وفيما يلي بعض الأمثلة على تأثير الضغط الجوي على الطقس:
- -الاكتئاب: ويعني حدوث انخفاض في الضغط الجوي في المنطقة، يصاحبه هطول الأمطار والعواصف الرعدية والسحب.
- مرتفع جوي: يشير إلى المنطقة التي يرتفع فيها الضغط الجوي، مما يدل على جفاف الطقس.
- الجبهة الباردة: وهي المنطقة التي تتأثر بحركة الهواء البارد من الشمال والهواء الدافئ من الجنوب. وتتميز الجبهة الباردة بارتفاع الضغط الجوي مما يؤدي إلى هطول الأمطار.
- الجبهة الهوائية الدافئة: وهي المنطقة التي تتأثر بحركة الهواء الدافئ من الجنوب والهواء البارد من الشمال. ويتميز بانخفاض الضغط الجوي مما يساهم في هطول الأمطار.
يلعب الضغط الجوي دوراً هاماً ومؤثراً في الطقس.
أنواع أجهزة قياس الضغط الجوي
تنقسم أجهزة قياس ضغط الهواء إلى نوعين رئيسيين:
- أجهزة قياس الضغط الجوي للسوائل: وهو توازن الضغط بين الهواء والسائل. مثال على البارومتر الزئبقي: هذا هو النوع الأكثر شهرة من الأجهزة لقياس ضغط الهواء. إنه أنبوب زجاجي على شكل حرف U بداخله زئبق. ويرتفع الزئبق في الأنبوب ليتكيف مع الضغط الجوي.
- مقياس الكحول: وظيفته تشبه وظيفة الزئبق ولكن لا يوجد الزئبق بل الكحول موجود.
- مقاييس الضغط الجوي الصلبة: وفيها يتأثر انحناء أو تمدد جسم صلب بالضغط الجوي.:.
- مقياس الرقاقة الضوئية: عبارة عن شريحة رقيقة مصنوعة من مادة ناعمة ومرنة. يتم توصيل الشريحة بموقع مغلق حيث يوجد هواء، مما يؤدي إلى تمدد الشريحة.
هناك طرق أخرى لقياس الضغط الجوي، مثل:
- البارومتر: يستخدم لقياس ارتفاع مكان ما عن سطح البحر.
- جهاز قياس ضغط الدم: هذا النوع يسمح لجسم الإنسان بتحديد ضغط الدم.
- مقياس ضغط الإطارات: يستخدم لإطارات السيارات وغيرها لتحديد ضغط الهواء.
تستخدم أجهزة قياس ضغط الهواء في العديد من المجالات، مثل:
- الأرصاد الجوية: لقياس التغيرات الجوية والمناخية.
- الطيران: المحافظة على ارتفاع الطائرة.
- البحرية: لتحديد ارتفاع الموج.
- الطب: قياس ضغط الدم.