Gaisa spiediens un kā tas ietekmē laika apstākļus

Svarīga Zemes atmosfēras īpašība ir tās gaisa spiediens, kas nosaka vējš un laikapstākļi modeļus visā pasaulē. Gravitācija ievelk planētas atmosfēru tieši tāpat, kā tā mūs piesiet pie tās virsmas. Šis gravitācijas spēks liek atmosfērai spiest pret visu, ko tā ieskauj, spiedienam pieaugot un krītot, Zemei pagriežoties.

Pēc definīcijas atmosfēras vai gaisa spiediens ir spēks uz laukuma vienību, ko uz Zemes virsmas ietekmē gaisa svars virs virsmas. Spēks, ko rada gaisa masa ir izveidojis molekulas kas veido to, un to lielums, kustība un skaits, kas atrodas gaisā. Šie faktori ir svarīgi, jo tie nosaka gaisa temperatūru un blīvumu un tādējādi arī tā spiedienu.

Gaisa molekulu skaits virs virsmas nosaka gaisa spiedienu. Palielinoties molekulu skaitam, tās izdara lielāku spiedienu uz virsmu, un kopējais atmosfēras spiediens palielinās. Turpretī, ja samazinās molekulu skaits, tad arī gaisa spiediens.

Gaisa spiedienu mēra ar dzīvsudraba vai aneroīdu barometriem. Dzīvsudraba barometri mēra dzīvsudraba kolonnas augstumu vertikālā stikla mēģenē. Mainoties gaisa spiedienam, arī dzīvsudraba staba augstums ir līdzīgs termometram. Meteorologi mēra gaisa spiedienu vienībās, ko sauc par atmosfērām (atm). Viena atmosfēra ir vienāda ar 1,013 milibāriem (MB) jūras līmenī, kas, mērot uz dzīvsudraba barometra, pārvēršas 760 milimetros kvadrāta.

Aneroīdu barometrs izmanto cauruļu spoli, un lielāko daļu gaisa noņem. Pēc tam, kad spiediens palielinās, spole saliecas uz iekšu un spiediena pazemināšanās gadījumā izliekas uz āru. Aneroīdu barometros izmanto tās pašas mērvienības un iegūst tādus pašus rādījumus kā dzīvsudraba barometros, bet tie nesatur nevienu no elementiem.

Gaisa spiediens visā planētā tomēr nav vienāds. Zemes gaisa spiediena normālais diapazons ir no 970 MB līdz 1 050 MB.Šīs atšķirības ir zemā un augstā gaisa spiediena sistēmu rezultāts, ko izraisa nevienmērīga sildīšana pa Zemes virsmu un spiediena gradienta spēks.

Augstākais reģistrētais barometriskais spiediens bija 1 083,8 MB (pielāgots jūras līmenim), mērot Agatā, Sibīrijā, 1968. gada 31. decembrī.Zemākais jebkad izmērītais spiediens bija 870 MB, reģistrēts kā Typhoon Tip 1979. gada 12. oktobrī skāra Klusā okeāna rietumu daļu.

Zema spiediena sistēma, ko sauc arī par depresiju, ir joma, kurā atmosfēras spiediens ir zemāka par apkārtnes apkārtni. Lauvas parasti saista ar lielu vēju, siltu gaisu un atmosfēras celšanu. Šādos apstākļos zemāka temperatūra parasti rada mākoņus, nokrišņus un citus nemierīgus laika apstākļus, piemēram, tropiskās vētras un cikloni.

Apgabalos, kur ir zems spiediens, nav ārkārtas diennakts (dienā pret nakti) un ārkārtējas sezonālās temperatūras, jo mākoņi, kas atrodas virs šādiem apgabaliem, atspoguļo ienākošos saules radiācija atpakaļ atmosfērā. Tā rezultātā dienas laikā (vai vasarā) viņi nevar tik daudz sasildīties, un naktī viņi darbojas kā sega, slazdojot siltumu zemāk.

Augstspiediena sistēma, ko dažreiz sauc par anticiklonu, ir teritorija, kurā atmosfēras spiediens ir lielāks nekā apkārtējā. Šīs sistēmas pārvietojas pulksteņrādītāja virzienā ziemeļu puslodē un pretēji pulksteņa rādītāja virzienam dienvidu puslodē sakarā ar Koriolisa efekts.

Augstspiediena zonas parasti izraisa parādība, ko sauc par nogrimšanu, kas nozīmē, ka, augstienes gaisam atdziestot, tas kļūst blīvāks un virzās pret zemi. Šeit palielinās spiediens, jo vairāk gaisa aizpilda vietu, kas palikusi no zemas. Nokrišņi iztvaiko arī lielāko daļu atmosfēras ūdens tvaiku, tāpēc augstspiediena sistēmas parasti ir saistītas ar skaidrām debesīm un mierīgu laiku.

Atšķirībā no zema spiediena apgabaliem, mākoņu neesamība nozīmē, ka apgabalos, kur ir paaugstināts spiediens, diennakts un gada sezonas temperatūra, jo nav mākoņu, kas naktī bloķētu ienākošo saules starojumu vai aizturētu izejošo garo viļņu starojumu.

Visā pasaulē ir vairāki reģioni, kur gaisa spiediens ir ievērojami nemainīgs. Tas var radīt ārkārtīgi paredzamus laika apstākļus reģionos, piemēram, tropos vai polos.

• Ekvatoriālā zema spiediena sile: Šis apgabals atrodas Zemes ekvatoriskajā reģionā (no 0 līdz 10 grādiem uz ziemeļiem un dienvidiem), un to veido silts, viegls, augšupejošs un saplūstošs gaiss.Tā kā saplūstošais gaiss ir mitrs un enerģijas pārpilns, tas izplešas un atdziest, paaugstinoties, radot mākoņus un spēcīgas lietavas, kas ir redzamas visā apkārtnē. Šī zema spiediena zonas sile veido arī Tropiskās konverģences zonu (ITCZ) un tirdzniecības vēji.
• Subtropu augstspiediena šūnas: Atrodas 30 grādos uz ziemeļiem / dienvidiem,šī ir karsta, sausa gaisa zona, kas veidojas, kad karstais gaiss, kas nolaižas no tropiem, kļūst karstāks. Jo karsts gaiss var turēt vairāk ūdens tvaiki, tas ir salīdzinoši sauss. Spēcīgais lietus gar ekvatoru noņem arī lielāko daļu liekā mitruma. Subtropu augstumā dominējošos vējus sauc par rietumu rietumiem.
• Subpolāri zema spiediena elementi: Šis apgabals atrodas 60 grādos uz ziemeļu / dienvidu platumu, un tajā ir vēss, mitrs laiks.Subpolāro zemo līmeni izraisa aukstu gaisa masu satikšanās no augstākiem platumiem un siltāku gaisa masu satikšanās no zemākiem platuma grādiem. Ziemeļu puslodē viņu satikšanās veido polāro fronti, kas rada zemspiedienu cikloniskas vētras atbildīgs par nokrišņiem Klusā okeāna ziemeļrietumi un liela daļa Eiropas. Dienvidu puslodē šajās frontēs attīstās smagas vētras, kas Antarktīdā izraisa stipru vēju un snigšanu.
• Polārās augstspiediena šūnas: Tie atrodas 90 grādos uz ziemeļiem / dienvidiem un ir ārkārtīgi auksti un sausi.Izmantojot šīs sistēmas, vējš attālinās no poliem anticiklonā, kurš nolaižas un novirzās, veidojot polāros austrumus. Tomēr tie ir vāji, jo polos ir pieejams maz enerģijas, lai sistēmas būtu spēcīgas. Antarktīdas augstiene tomēr ir spēcīgāka, jo siltākas jūras vietā tā var veidoties virs aukstās zemes.

Izpētot šos augstumus un kritumus, zinātnieki labāk izprot Zemes cirkulācijas modeļus un prognozē laika apstākļus lietošanai ikdienas dzīve, navigācija, kuģošana un citas svarīgas aktivitātes, padarot gaisa spiedienu par svarīgu meteoroloģijas un citas atmosfēras sastāvdaļu zinātne.

• “Atmosfēras spiediens.” Nacionālā ģeogrāfijas biedrība,
• “Laika apstākļu sistēmas un modeļi”. Laika apstākļu sistēmas un modeļi | Nacionālā okeānu un atmosfēras pārvalde,