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气压

气压是作用在单位面积上的大气压力,即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。著名的马德堡半球实验证明了它的存在。气压的国际制单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa。 [1] 。气象学中,人们一般用千帕(kPa)、或使用百帕(hpa)作为单位。其它的常用单位分别是:巴(bar,1bar=100,000帕)和厘米水银柱(或称厘米汞柱)。气压不仅随高度变化,也随温度而异。气压的变化与天气变化密切相关。 [2]

大气压强的简称。是作用在单位面积上的大气压力,即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压大小与高度、温度等条件有关。一般随高度增大而减小。在水平方向上,大气压的差异引起空气的流动。表示气压的单位,习惯上常用水银柱高度。例如,一个标准大气压等于760毫米高的水银柱的重量,它相当于一平方厘米面积上承受1.0336公斤重的大气压力。国际上统一规定用"百帕"作为气压单位。经过换算: 一个标准大气压=1013百帕(毫巴)。 深圳市的年平均气压为1009.8百帕。 [1]

标准大气压。表示气压的单位,习惯上常用水银柱高度。例如,一个标准大气压等于760毫米高的水银柱的重量,它相当于一平方厘米面积上承受1.0336公斤重的大气压力。由于各国所用的重量和长度单位不同,因而气压单位也不统一,这不便于对全球的气压进行比较分析。因此,国际上统一规定用"百帕"作为气压单位。

经过换算:一个标准大气压=1.013*10^5帕(百帕)

1毫米水银(汞柱)柱高=4/3百帕(百帕)

1个标准大气压=760mm水银(汞柱)柱高

从分子动理论可知,气体的压强是大量分子频繁地碰撞容器壁而产生的。单个分子对容器壁的碰撞时间极短,作用是不连续的,但大量分子频繁地碰撞器壁,对器壁的作用力是持续的、均匀的,这个压力与器壁面积的比值就是压强大小。

气象上常用的测定仪器有液体(如水银)气压表和固体(如金属空盒)气压表两种。气压记录是由安装在温度少变,光线充足的气压室内的气压表或气压计测量的,有定时气压记录和气压连续记录。人工目测的定时气压记录是采用动槽式或定槽式水银气压表测量的,基本站每日观测4次,基准站每日观测24次。气压连续记录和遥测自动观测的定时气压记录采用的是金属弹性膜盒作为感应器而记录的,可获得任意时刻的气压记录。采用这些仪器测量的是本站气压,根据本站拔海高度和本站气压、气柱温度等参数可以计算出海平面气压。

气压以百帕为单位,取小数一位;有的也以毫米水银柱高度为单位,取小数两位。毫米与百帕的换算关系是

1百帕=0.750069毫米(水银柱高度)≈3/4毫米(水银柱高度)

1毫米=1.333224百帕≈4/3百帕

我国的气压观测在1953年及以前采用的是以毫米水银柱高度记录的,1954年及以后是以百帕记录的,两种记录合并使用时,须换算为同一种单位。

通常有平衡条件法和牛顿运动定律法(公式只是粗略计算 而且有时测的值不准,一切都应以实际为准)。

1.在托里拆利测出了气压后,人们通过公式p=F/S,求出了在单位面积上的空气有多少的质量。再套用空气的密度,求出体积,再除以质量,即可知道地面至大气圈顶部的距离。

2.已知:气体体积、物质的量、绝对温度时,可用公式PV=nRT求出气体压强(其中R是常数,R=8.314帕米3/摩尔K或R=0.0814大气压升/摩尔K)。这个公式还有变形公式pV=mRT/M、p=ρRT/M。

3.p=p水银gh 【水银密度*9.8*水银柱高=标准大气压】

1MPa(兆帕)=1000kPa(千帕)=1000000Pa(帕斯卡)

1bar(巴) = 0.1MPa

1atm(标准大气压)=0.1013MPa=1.013bar=760mmHg=10.33mH2O

1kgf/cm2(工程公斤力)=0.981bar=0.0981Mpa

1psi(Lb/in2 )=0.07031kgf/cm2=0.06893 bar=6.893kpa

1MPa=145psi

Psi(lb/in2 )磅/平方英寸,常用在欧美等英语区国家的产品参数上

通常在行业说的“公斤”是指“bar”

气压的大小与海拔高度、大气温度、大气密度等有关,一般随高度升高按指数律递减。气压有日变化和年变化。一年之中,冬季比夏季气压高。一天中,气压有一个最高值、一个最低值,分别出现在9~10时和15~16时,还有一个次高值和一个次低值,分别出现在21~22时和3~4时。气压日变化幅度较小,一般为0.1~0.4千帕,并随纬度增高而减小。气压变化与风、天气的好坏等关系密切,因而是重要气象因子。通常所用的气压单位有帕(Pa)、毫米水银柱高(mmHg)、毫巴(mb)。它们之间的换算关系为:100帕=1毫巴≈3/4毫米水银柱高。气象观测中常用的测量气压的仪器有水银气压表、空盒气压表、气压计。温度为0℃时760毫米垂直水银柱高的压力,标准大气压最先由意大利科学家托里拆利测出.

测量气压的仪器,最常见的有水银气压表和空盒气压表两种。也是比较准确的几种仪器。

在三个世纪以前,德国的马德堡市曾公开做了一个实验,市长,发明抽气机的奥托.格里克将两个直径为37厘米的空心铜半球合起来,使之密不漏气,然后用抽气机把铜球里的空气抽掉。在每个半球的环上各拴上四匹壮马同时向相反方向拉,两个半球无法分开。最后,用了20匹大马,随着一声巨响铜球才一分为二。这就是著名的马德堡半球实验。该实验说明,空气不仅是有压力的,而且这个压力还很大。一个成年人的身体表面积平均为2平方米,他全身所受的大气压力为20万牛顿。

气压即大气压强。空气是有重量的,气压是指大气施加于单位面积上的力。所谓某地的气压,就是指该地单位面积垂直向上延伸到大气层顶的空气柱的总重量。气象上常用百帕做为气压的度量单位。具体是这样规定的:把温度为0℃、纬度45度的海平面作为标准情况时的气压,称为1个大气压,其值为760毫米水银柱高,或相当于1013.25百帕。

1640年10月经过大量的实验托里伽利略的儿子托里拆利意识到:大气中空气的重量对盆子中的水银施加压力,这种力量把水银压进了玻璃管中。玻璃管中水银的重量与大气向盆子中水银施加的重量应该是完全相等的。大气重量改变时,它向盆子中施加的压力就会增大或减少,这样就会导致玻璃管中水银柱升高或下降。天气变化必然引起大气重量的变化。托里拆利发现了大气压力,找到了测量和研究大气压力的方法。托里拆利的发现是正式研究天气和大气的开端,让我们开始了解大气层,为牛顿和其他科学家研究重力奠定了基础。这一新发现同时使托里拆利创立了真空的概念,发明了气象研究的基本仪器气压计。

大气压的应用 :把带有吸盘的塑料挂钩压在很平的墙壁上,就可以用它挂东西;活塞式、离心式抽水机能把低处的水抽到高处;挤出钢笔管中的空气,放手后墨水吸入钢笔管;用高压锅很容易把食物煮烂;茶水盖上开一个小孔,水才容易倒出来;还有高压锅炉、农用喷雾器、用吸管吸饮料、注射器针管吸药液等等,都与大气压有关。

气压对人体健康的影响,概括起来分为生理的和心理的两个方面。低气压对人体生理的影响主要是影响人体内氧气的供应。由于人体特别是脑缺氧,还会出现头晕、头痛、恶心、呕吐和无力等症状,神经系统也会发生障碍,甚至会发生肺水肿和昏迷,这就是通常说的"高山反应”。

在高气压的环境中,肌体各组织逐渐被氮饱和(一般在高压下工作56小时后,人体就被氮饱和),当人体重新回到标准大气压时,体内过剩的氮便随呼气排出,但这个过程比较缓慢,如果从高压环境突然回到标准气压环境,则脂肪中蓄积的氮就可能有一部分停留在肌体内,并膨胀形成小的气泡,阻滞血液和组织,易形成气栓而引发病症,严重者会危及人的生命。

气压变化对人体健康的影响,更多表现在高压或低压所代表的环流天气形势的生成、消失或移动方面。在低压环流形势下,大多为阴雨天气,风的变化比较明显;而在高压环流形势下,多为晴天,天气比较稳定。在高压控制下,空气干燥,天晴风小,夜间的辐射冷却容易形成贴地逆温层,尘埃、真菌类、花粉、孢子等过敏源,容易在近地层停滞,从而诱发喘病的发作。

同时,气压的变化还会影响人的心理变化,使人产生压抑、郁闷的情绪。例如,低气压下的雨雪天气,尤其是夏季雷雨前的高温高湿天气(此时气压较低),心肺功能不好的人会异常难受,正常人也有一种抑郁不适之感。而这种憋气和压抑,又会使人的植物神经趋向紧张,释放肾上腺素,引起血压上升、心跳加快、呼吸急促等;同时,皮质醇被分解出来,引起胃酸分泌增多、血管易发生梗塞、血糖值也可能急升。有学者对每月气压最低时段与死亡高峰进行了对比研究,结果发现89%的死亡高峰都出现在最低气压的时段内 [3]


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