Jak temperatura wpływa na ciśnienie barometryczne?

Termin ciśnienie barometryczne jest synonimem terminu ciśnienie powietrza przy opisie warunków panujących w atmosferze i może być również określany jako ciśnienie atmosferyczne. Jak każda materia, powietrze składa się z cząsteczek. Cząsteczki te mają masę i podlegają sile ziemskiej grawitacji. Ciśnienie powietrza to ciężar cząsteczek powietrza, które wywierają na ciebie nacisk. Mieszkańcy na powierzchni Ziemi dźwigają ciężar wszystkich cząsteczek powietrza w atmosferze. Na wyższych wysokościach ciśnienie powietrza spada, ponieważ mniej cząsteczek powietrza naciska z góry w porównaniu z ciśnieniem powietrza na poziomie morza.

Ciśnienie barometryczne mierzy się w milibarach (mb), ale często podaje się je w calach, ponieważ starsze style barometrów mierzyły wysokość słupa rtęci, aby wskazać ciśnienie powietrza. Normalne ciśnienie powietrza na poziomie morza wynosi 1013,2 mb lub 29,92 cala. Barometr aneroidowy mierzy ciśnienie powietrza poprzez rozciąganie lub kurczenie się sprężyn, umieszczonych w częściowej próżni, w odpowiedzi na zmiany ciśnienia powietrza. W starszych barometrach rtęciowych słupek rtęci unosiłby się lub opadał w odpowiedzi na zmiany ciśnienia powietrza. Ciśnienie powietrza stale się zmienia z powodu wahań temperatury, co jest związane z gęstością powietrza.

Ciepłe powietrze powoduje wzrost ciśnienia powietrza. Kiedy cząsteczki powietrza zderzają się, wywierają na siebie siłę. Gdy cząsteczki gazu są podgrzewane, cząsteczki poruszają się szybciej, a zwiększona prędkość powoduje więcej zderzeń. W rezultacie na każdą cząsteczkę wywierana jest większa siła i wzrasta ciśnienie powietrza. Temperatura wpływa na ciśnienie powietrza na różnych wysokościach ze względu na różnicę w gęstości powietrza. Biorąc pod uwagę dwie kolumny powietrza o różnych temperaturach, kolumna cieplejszego powietrza odczuje to samo ciśnienie powietrza na większej wysokości, które jest mierzone na niższej wysokości w chłodniejszej kolumnie powietrze.

Niskie temperatury powodują spadek ciśnienia powietrza. Gdy cząsteczki gazu stygną, poruszają się wolniej. Zmniejszona prędkość skutkuje mniejszą liczbą zderzeń między cząsteczkami i spadkiem ciśnienia powietrza. Gęstość powietrza odgrywa rolę w korelacji między temperaturą a ciśnieniem, ponieważ cieplejsze powietrze jest mniej gęste niż chłodne, dzięki czemu cząsteczki mają więcej miejsca na zderzenia z większą siłą. W chłodniejszym powietrzu cząsteczki są bliżej siebie. Bliskość powoduje zderzenia z mniejszą siłą i niższym ciśnieniem powietrza.

Wzorce pogodowe komplikują związek między ciśnieniem atmosferycznym a temperaturą. Meteorolodzy gromadzą odczyty barometryczne i przedstawiają je na mapach pogodowych za pomocą „H” i „L”, aby wskazać obszary wysokiego i niskiego ciśnienia. Bardzo niskie temperatury mogą tworzyć obszary o wysokim ciśnieniu powietrza, ponieważ zimne powietrze ma większą gęstość, a stężenie cząsteczek może podnieść ciśnienie powietrza. Obszar o wyższym ciśnieniu, H, nazywany jest systemem wysokociśnieniowym i zazwyczaj ma gęstszą masę powietrza, gdy temperatura powietrza jest chłodna. Systemy te często przynoszą cieplejsze temperatury i suchą pogodę. System niskociśnieniowy L to obszar o mniejszej gęstości powietrza o wyższych temperaturach powietrza. Niższe stężenie cząsteczek powoduje niższe ciśnienie powietrza w tych obszarach. Systemy niskociśnieniowe często przynoszą chłodną, ​​mokrą pogodę.