สาเหตุของความกดอากาศ

คุณอาจเคยได้ยินสถานีตรวจอากาศพูดถึงความกดอากาศของพื้นที่ ความกดอากาศในระดับสูงอาจทำให้อุณหภูมิเย็นลงและท้องฟ้าไม่มีเมฆ ในขณะที่ค่าต่ำ ระดับความกดอากาศมักจะนำไปสู่อุณหภูมิและเมฆที่อุ่นขึ้น และอาจมาพร้อมกับ ฝน. แต่อะไรคือความกดดันของบรรยากาศและอะไรเป็นสาเหตุให้เกิดการเปลี่ยนแปลง? สาเหตุของความกดอากาศ—ความหนาแน่น อุณหภูมิ และระดับความสูง—เชื่อมโยงกันอย่างใกล้ชิด

ความกดอากาศเป็นอีกคำหนึ่งสำหรับความกดอากาศ ถึงคิดว่าอากาศไร้น้ำหนัก แต่จริงๆ แล้วอากาศมีน้ำหนัก โมเลกุลของอากาศที่อยู่เหนือจุดใดจุดหนึ่งบนโลกจะชั่งน้ำหนัก (หรือออกแรงดัน) ที่จุดนั้น ความดันนี้เรียกว่าความดันบรรยากาศ ความดันบรรยากาศวัดด้วยบารอมิเตอร์

เช่นเดียวกับโมเลกุลทั้งหมด โมเลกุลของอากาศจะถูกดึงลงสู่พื้นด้วยแรงโน้มถ่วง ความดันที่โมเลกุลกระทำต่อพื้นดินนั้นขึ้นอยู่กับแรงโน้มถ่วง ตัวอย่างเช่น ความกดอากาศบนดวงจันทร์จะน้อยกว่าความกดอากาศบนโลกเพราะมีแรงโน้มถ่วงน้อยกว่าบนดวงจันทร์

ความหนาแน่นของมวลอากาศส่งผลต่อความกดอากาศ หากมวลอากาศเหนือจุดใดจุดหนึ่งบนโลกมีความหนาแน่นมากกว่า แสดงว่ามีโมเลกุลของอากาศที่กดดันจุดนั้นมากขึ้น ดังนั้นความกดอากาศจึงสูงขึ้น หากมวลอากาศเดียวกันมีความหนาแน่นน้อยกว่า แสดงว่าโมเลกุลของอากาศที่ออกแรงกดบนจุดเดียวกันนั้นมีจำนวนน้อยลง ซึ่งหมายความว่าความดันบรรยากาศจะลดลง

อากาศร้อนมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น ซึ่งเป็นสาเหตุให้อากาศร้อนขึ้นและอากาศเย็นตก นี้สามารถอธิบายได้โดยการคิดถึงการเคลื่อนที่ของโมเลกุลในอากาศร้อนและในอากาศเย็น โมเลกุลในอากาศร้อนเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ดังนั้นพวกมันจึงมีแนวโน้มที่จะกระเด้งออกจากกันและเคลื่อนออกจากกัน ทำให้เกิดมวลอากาศที่มีความหนาแน่นน้อยลง โมเลกุลในอากาศเย็นจะเคลื่อนที่ช้ากว่า ดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะอยู่ด้วยกัน ทำให้เกิดมวลอากาศที่หนาแน่นขึ้น

ความสูงของสถานที่จะส่งผลต่อความกดอากาศทางอ้อม เนื่องจากระดับความสูงส่งผลต่ออุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิในภูเขาจะเย็นกว่า ดังนั้นภูเขาจึงมีความกดอากาศเฉลี่ยสูงกว่าอุณหภูมิที่ชายหาด นอกจากนี้ การบินบนเครื่องบินอาจทำให้คุณหูอื้อเพราะความกดอากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว การเพิ่มขึ้นนี้เกิดขึ้นเนื่องจากเครื่องบินกำลังผ่านอากาศเย็นที่ระดับความสูง