Jak teplota ovlivňuje barometrický tlak?

Termín barometrický tlak je při popisu podmínek v atmosféře synonymem termínu tlak vzduchu a lze jej také označovat jako atmosférický tlak. Stejně jako veškerá hmota je vzduch složen z molekul. Tyto molekuly mají hmotnost a jsou vystaveny síle zemské gravitace. Tlak vzduchu je váha molekul vzduchu, které na vás tlačí. Obyvatelé na povrchu Země nesou váhu všech molekul vzduchu v atmosféře. Ve vyšších nadmořských výškách tlak vzduchu klesá, protože ve srovnání s tlakem vzduchu na úrovni moře je zde méně molekul vzduchu, které tlačí dolů.

Barometrický tlak se měří v milibarech (mb), ale často se uvádí v palcích, protože starší styl barometrů měřil výšku sloupce rtuti, aby indikoval tlak vzduchu. Normální tlak vzduchu na hladině moře je 1013,2 MB nebo 29,92 palce. Aneroidní barometr měří tlak vzduchu rozpínáním nebo smršťováním pružin umístěných v částečném vakuu v reakci na změny tlaku vzduchu. Ve starších rtuťových barometrech by sloupec rtuti stoupal nebo klesal v reakci na změny tlaku vzduchu. Tlak vzduchu se neustále mění v důsledku kolísání teploty, které souvisí s hustotou vzduchu.

Teplý vzduch způsobuje zvyšování tlaku vzduchu. Při srážce molekul vzduchu na sebe působí silou. Když se molekuly plynu zahřívají, molekuly se pohybují rychleji a zvýšená rychlost způsobuje více kolizí. Výsledkem je, že na každou molekulu je vyvíjeno více síly a zvyšuje se tlak vzduchu. Teplota ovlivňuje tlak vzduchu v různých nadmořských výškách v důsledku rozdílů v hustotě vzduchu. S ohledem na dva sloupce vzduchu při různých teplotách bude sloupec teplejšího vzduchu prožívat stejný tlak vzduchu ve vyšší nadmořské výšce, který se měří v nižší nadmořské výšce v chladnějším sloupci vzduch.

Chladné teploty způsobují pokles tlaku vzduchu. Když molekuly plynu vychladnou, pohybují se pomaleji. Snížená rychlost má za následek méně kolizí mezi molekulami a snižuje se tlak vzduchu. Hustota vzduchu hraje roli v korelaci mezi teplotou a tlakem, protože teplejší vzduch je méně hustý než chladný vzduch, což umožňuje molekulám mít více prostoru ke srážce s větší silou. V chladnějším vzduchu jsou molekuly blíže k sobě. Blízkost má za následek kolize s menší silou a nižším tlakem vzduchu.

Povětrnostní vzorce komplikují vztah mezi barometrickým tlakem a teplotou. Meteorologové shromažďují barometrické údaje a zobrazují je na meteorologických mapách pomocí „H“ a „L“ k označení oblastí vysokého a nízkého tlaku. Velmi nízké teploty mohou vytvářet oblasti s vysokým tlakem vzduchu, protože studený vzduch má větší hustotu a koncentrace molekul může zvyšovat tlak vzduchu. Oblast s vyšším tlakem, H, se nazývá vysokotlaký systém a má obecně hustší vzduchovou hmotu, kde je teplota vzduchu chladná. Tyto systémy často přinášejí vyšší teploty a suché počasí. Nízkotlaký systém, L, je oblast méně hustého vzduchu s teplejšími teplotami vzduchu. Nižší koncentrace molekul způsobuje nižší tlak vzduchu v těchto oblastech. Nízkotlaké systémy často přinášejí chladné a vlhké počasí.