Атмосферное давление — это физический параметр, с которым сталкиваются все, но большинство не придают ему значения. Между тем оно влияет на воздух, погоду и самочувствие людей. Мы собрали интересные факты о норме атмосферного давления, его влиянии на организм и узнали мнение экспертов.
Что такое атмосферное давление
Атмосферное давление — результат силы, с которой воздух давит на поверхность Земли и все, что на ней находится. Оно обусловлено весом воздушного столба, который простирается в атмосфере. При этом давление наиболее заметно в нижних слоях, поскольку именно там сосредоточено основное количество газов. В верхних плотность воздуха значительно ниже, соответственно, и воздействие меньше.
Параметр измеряется в гектопаскалях (гПа) или миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). На уровне моря принято считать, что стандартное значение составляет 1013,25 гектопаскаля, что соответствует 760 миллиметрам ртутного столба. Однако давление меняется в зависимости от природных и климатических факторов.
Хотя мы этого не ощущаем, воздух не является невесомым, на нас давит воздушный столб высотой в тысячи километров (высота атмосферы). Тут можно привести аналогию: если накрыться пододеяльником, едва ли это будет ощутимо. Если накрыться 10 или 20 пододеяльниками, то, хоть каждый из них по отдельности не будет ощущаться, вместе они будут чувствоваться. Сотня пододеяльников кряду будет тяжела.
Как измеряется атмосферное давление
Для определения уровня давления используют специальные приборы — барометры. Методика измерения практически не изменилась за последние десятилетия, но оборудования стало значительно больше.
- Ртутные устройства основаны на том, что давление воздуха удерживает столбик ртути в стеклянной трубке. Чем сильнее нагрузка — тем выше поднимается жидкий металл.
- Механические анероиды содержат тонкостенные капсулы, которые сжимаются или расширяются в зависимости от внешнего давления. Эти изменения передаются на стрелку шкалы.
- Электронные датчики применяются в современных метеостанциях и бытовых приборах. Они работают на основе сенсоров, считывающих физические изменения в окружающей среде.
Точность измерений зависит от калибровки прибора и условий окружающей среды. Для достоверного сравнения обычно приводят значения к условиям на уровне моря и температуре 0°C.
От чего зависит величина атмосферного давления
Как мы выяснили, давление воздуха непостоянно. Оно может значительно колебаться в течение суток или сезонов. Ниже перечислены основные факторы, которые влияют на это:
- высота над уровнем моря ― чем выше находится точка, тем тоньше слой воздуха над ней и тем меньше давление;
- температурные условия ― нагретый воздух расширяется и становится менее плотным, что, в свою очередь, снижает уровень давления;
- уровень влажности ― при увеличении содержания водяного пара в воздухе общая масса газов уменьшается, что сказывается на показателе;
- движение воздушных масс ― циклоны и антициклоны меняют структуру атмосферы, это чревато краткосрочными скачками давления;
- сезонные особенности ― зимой, особенно в северных регионах, наблюдаются более высокие значения из-за плотного холодного воздуха, тогда как летом — наоборот;
- географическое положение ― воздушные массы над равнинами и побережьями ведут себя по-разному, кроме того, горы и океаны также вносят коррективы в общее распределение давления.
Так как территория России очень большая, то атмосферное давление здесь сильно разнообразно. Выше оно будет на низменных участках, например, на Прикаспийской низменности или на Западно-Сибирской равнине, где однажды было зафиксировано давление более 800 мм рт. ст. Ниже давление будет наблюдаться в горах. Например, на вершинах Кавказа можно встретить атмосферное давление ниже 400 мм рт. ст.
Норма атмосферного давления для человека
Организм человека приспособлен к определенному диапазону внешних условий. При этом стабильность параметров среды, в том числе давления, играет важную роль в поддержании нормального самочувствия. Принято считать, что норма для человека находится в пределах от 750 до 765 мм рт. ст., если речь идет о равнинных регионах на уровне моря.
Однако в действительности нормальное атмосферное давление — понятие относительное. Люди, живущие в высокогорных районах, адаптируются, и их физиология работает иначе. То же касается и тех, кто проводит много времени на борту самолетов или в герметичных помещениях.
На восприятие давления влияют:
- возраст;
- состояние сердечно-сосудистой и дыхательной систем;
- привычки (например, курение);
- физическая активность;
- климат, к которому человек привык.
Поэтому вопрос, какое атмосферное давление считается нормой, должен рассматриваться с учетом индивидуальных особенностей. Если организм хорошо функционирует при текущем уровне, значит, это и есть его «рабочее» значение.
― Для прогнозирования изменения давления в определенной местности обращают внимание на прохождение в данном районе атмосферных вихрей — циклонов или антициклонов. Первые понижают давление, вторые повышают, ― замечает Василий Горбунов. ― В последние годы точность таких прогнозов увеличилась за счет внедрения в метеорологию суперкомпьютеров, которые быстрее и точнее обрабатывают данные о движении атмосферных вихрей со множества метеорологических станций страны и мира.
Как изменение атмосферного давления влияет на людей
Резкие колебания внешней среды могут вызывать у некоторых людей дискомфорт. Особенно это касается изменений давления, сопутствующих смене погоды или перемещению в другие климатические зоны. Устойчивость к таким перепадам определяется чувствительностью рецепторной системы и адаптационными способностями организма.
Есть несколько категорий, для которых такие изменения особенно ощутимы:
- люди с нестабильным артериальным давлением;
- пациенты с хроническими заболеваниями сердца и сосудов;
- астматики и те, кто страдает другими нарушениями дыхания;
- пожилые;
- беременные;
- дети до 7 лет.
Изменение атмосферного давления может стать триггером ухудшения состояния при наличии сопутствующих факторов.
Актуален вопрос адаптации, особенно важный для путешественников, которые посещают горные районы, а также для представителей авиации. Но наш организм способен привыкать к внешним условиям со временем.
По словам Станислава Отставнова, без длительной адаптации изменение давления может восприниматься чувствительно. Живущие и работающие на верхних этажах небоскребов, особенно в бушующую непогоду, могут испытывать неприятные ощущения.
Для штурмующих вершины не просто так требуется акклиматизация, адаптация в базовом лагере, иначе они рискуют познакомиться с высотной болезнью, которая может привести к отеку легких или мозга и иным неприятным последствиям, тем более, что восхождения связаны и с физическим перенапряжением, усталостью и иными экстремальными факторами вроде холода и слепящего солнца.
О вопросе естественной адаптации организма говорит и Василий Горбунов.
Если человек долго живет в каком-то регионе, даже высоко в горах, где давление низкое, его организм со временем приспосабливается к местным условиям. Поэтому жители высокогорий не страдают от низкого атмосферного давления. Чего не скажешь о путешественниках. При подъеме в горы люди начинают испытывать недомогания из-за низкого давления.
Низкое атмосферное давление
Снижение атмосферного давления чаще всего сопровождается пасмурной, влажной и ветреной погодой. Такие условия возникают при прохождении циклонов. Основная особенность — уменьшение кислорода в воздухе и общее изменение газового состава. Это может затруднять насыщение крови кислородом, особенно у чувствительных людей.
Основные неприятные проявления, возникающие при низком давлении:
- Головные боли и ощущение давления в висках. Это связано с расширением сосудов мозга.
- Снижение концентрации и быстрая утомляемость. При недостатке кислорода ухудшается работа центральной нервной системы.
- Усиление хронических болей. Например, в суставах, у людей с артритами и остеохондрозом.
- Снижение артериального давления у гипотоников. Это может сопровождаться слабостью, головокружением и вялостью.
- Обострение заболеваний дыхательных путей, особенно бронхиальной астмы, так как влажный воздух усиливает отечность слизистых.
Организм старается компенсировать дефицит кислорода за счет учащенного дыхания и усиленной работы сердца. У людей с нарушениями в этих системах адаптация может быть недостаточной, что требует наблюдения и при необходимости медикаментозной поддержки.
Высокое атмосферное давление
Когда значение превышает привычный для региона уровень, говорят о высоком атмосферном давлении. Такие условия чаще всего наблюдаются в центре антициклонов — устойчивых областей с нисходящими потоками воздуха. Повышенное давление способствует прояснению погоды, пониженной влажности и малой облачности. Однако это сопровождается определенной физиологической нагрузкой.
Для организма это может означать необходимость компенсировать изменившиеся условия дополнительной работой дыхательной и сердечно-сосудистой систем. У некоторых людей это вызывает дискомфорт.
Основные возможные реакции организма:
- Повышенное артериальное давление. У гипертоников возможно ухудшение самочувствия, усиление головных болей и тошнота.
- Обострение хронических заболеваний, особенно это касается сердечных патологий, нарушений мозгового кровообращения.
- Появление сонливости и снижения активности. Это связано с усилением гипоксического эффекта.
- Проблемы с давлением в полостях организма, особенно в области ушей и околоносовых пазух.
Отдельно стоит отметить людей с метеозависимостью — у них возможны перепады настроения, головные боли, снижение работоспособности. Важно отслеживать такие реакции и при необходимости обращаться к специалисту.
Интересные факты об атмосферном давлении
Хотя про атмосферное давление часто говорят строго и по-научному, нельзя забывать и про его интересные особенности. Ниже — несколько фактов, которые могут быть неожиданными:
- Давление внутри тела человека уравновешено с внешним. Клетки и органы не испытывают постоянной нагрузки, потому что внутреннее давление сбалансировано.
- При снижении давления закипание жидкости происходит при более низкой температуре. Именно по этой причине вода в высокогорных районах закипает при 90°C и даже ниже.
- Обычный лист формата А4 выдерживает нагрузку от воздуха порядка 10 тонн. Это значение не ощущается человеком из-за равномерного распределения по поверхности тела.
- В барокамерах можно имитировать любые условия — от горных высот до глубин океана. Это применяется в медицине и при тренировке пилотов.
- На экваторе атмосферное давление стабильнее, чем в северных широтах. Это связано с равномерным прогревом поверхности и отсутствием резких климатических колебаний.
- При взлете и посадке самолета человек испытывает разницу в давлении до 250 мм рт. ст. Поэтому часто закладывает уши или ощущается дискомфорт.
- Во время циклона разница давления между центром и окраинами может достигать 50 мм рт. ст. Это достаточно много, чтобы повлиять на здоровье чувствительных людей.
Изучение атмосферного давления важно не только в метеорологии, но и в медицине, авиации, геологии и других отраслях. Это универсальный показатель, позволяющий судить о состоянии окружающей среды и адаптации организма к ней.