كيف يتغير الضغط الجوي بتغير الارتفاع

بدراسة بسيطة لقوانين الفيزياء ندرك أن الضغط الجوي قيمة متغيرة غير ثابتة، ويتغير تبعًا للارتفاع والانخفاض. فما أسباب هذا التغير الناجم؟

3 إجابات

يتأثر الضغط الجوي بشكل أساسي بحركة جزيئات الهواء وكثافتها في كل منطقة، وبالتالي يتفاوت الضغط من منطقة لأخرى، إذا زاد عدد جزيئات الهواء في منطقة ما يؤدي لزيادة الضغط الجوي وهذا ما يدعى بالضغط المرتفع وإذا أنخفض الضغط في منطقة ما يدعى بالضغط المنخفض، وبالتالي ضغط الهواء ليس ثابت على سطح الأرض، وبما أن الارتفاع يؤدي لانخفاض كمية الهواء فبدورهِ يؤدي لانخفاض الضغط الجوي ويكون الضغط الجوي أعلى فوق سطح البحر بسبب زيادة كثافة الهواء بفعل الجاذبية الأرضية ويخف كلما ارتفعنا اكثر عن سطح البحر حيث تقل كثافة الهواء.

كما يتأثر الضغط الجوي بالحرارة، حيث ينخفض مع ارتفاع الحرارة ويزداد مع برودة الجو لأن الحرارة تؤدي لزيادة حرارة جزيئات الهواء فترتفع للأعلى فتقل كثافتها وبالتالي ينخفض الضغط في تلك المنطقة، وبما أن ضغط الهواء أقل في الأعلى فيصحب معه بخار الماء ليكون الغيوم في طبقات الجو العليا، وأيضاً تتحرك الرياح من منطقة الضغط المرتفع إلى منطقة الضغط المنخفض فتتحرك معها جزيئات الهواء وعادة ما يؤدي الضغط المنخفض إلى عدم الاستقرار في الطقس حيث أن الضغط الجوي المرتفع علامة على الطقس الجيد والضغط المنخفض علامة على الطقس العاصف والماطر ويتم قياس الضغط الجوي باستخدام جهاز يدعى البارومتر.

تسحب الجاذبية الأرضية الهواء للأسفل مما يسبب زيادة الضغط كلما اتجهت نحو الأسفل، ولا يمكن للإنسان الشعور به لأن أجسامنا تدفع نفس الكمية من الضغط إلى الخارج، والضغط الجوي هو القوة التي تدفع الهواء إلى رئتك وتضغط الأكسجين منه إلى مجرى الدم، وبمجرد أن ينخفض ​​هذا الضغط (كما هو الحال عندما نصعد إلى جبل مرتفع) يتم دفع كمية أقل من الهواء إلى الرئتين، وبالتالي يصل كمية أقل من الأكسجين إلى مجرى الدم؛ فصعوبة التنفس في الطبقات الجو العليا ليست بسبب نقص الأكوسجين ولكن بسبب انخفاض الضغط.

أكمل القراءة

لفهم العلاقة العكسيّة بين الضغط الجوي والارتفاع، يمكن تمثيل الضغط الجوي كعمود من الهواء في الغلاف الجوي له وزن أطنان فوق منطقة معيّنة، وهذا الوزن ناتج عن جزيئات الهواء التي تشكّل وزناً كبيراً عند اندماجها واقترابها ببعضها، حيث أكثر منطقة متأثرة بثقل هذا العمود أو ضغطه هو مستوى سطح البحر وما تحته، وبالعكس أكثر منطقة لا تتأثر بوزن هذا العمود هي أعلاه، أي في آخر نقطة في الغلاف الجوي، إذ يقاس ارتفاع عمود الهواء هذا من مستوى سطح البحر لأعلى نقطة في الغلاف الجوي.

يتناقص الضغط الجوي كلما زاد الارتفاع بسبب قلة الجاذبية الأرضية في طبقات الجو العليا وهذا ما يجعل جزيئات الهواء متباعدة مما يخفف وزنها، ويزداد كلما قل الارتفاع، كون معظم جزيئات الغلاف الجوي تجتمع عند سطح البحر بفعل الجاذبية الأرضيّة، فتكون جزيئات الهواء نفسها مزدحمة مما يشكل وزناً للهواء يزيد الضغط الجوي.

الضغط الجوي الكبير على الأرض هو الذي يساعد الهواء بالدخول إلى الرئتين، والهواء الذي يخرج من الرئتين بالإضافة للغازات الداخليّة هي التي تشكّل قوة عكسية تحافظ على أجسامنا من التأثر بقوّة الضغط الكبيرة، وما يفسر اختناق البعض عند صعودهم لأماكن مرتفعة جداً أو ألم أو طنين في الأذن الطائرة هو الضغط الجوي المنخفض وليس قلة الأوكسجين كما يعتبر البعض، كما أن صعوبة حركة الجسم في قاع البحار يعود لسبب زيادة الضغط الجوي أو وزن عمود الهواء تحت سطح البحر.

https://www.arageek.com/l/%D8%A7%D9%84%D8%B6%D8%BA%D8%B7-%D8%A7%D9%84%D8%AC%D9%88%D9%8A

أكمل القراءة

إنّ العلاقة التي تربط بين الضغط الجوي والارتفاع هي علاقةٌ عكسيةٌ، حيث أنّ الضغط الجوي ينخفض مع زيادة الارتفاع وبالعكس فهو يزيد عند النزول للأسفل.

هنالك سببان لوجود هذه العلاقة العكسية وكلاهما يرتبطان بالجاذبية الأرضية في المحصلة، فمن ناحيةٍ تكون قوى الجاذبية الأرضية أكثر شدّة في الأماكن قليلة الارتفاع (كلما اتجهنا نحو مركز الأرض)، وبالتالي تزداد أوزان جزيئات الهواء مما يزيد من قيمة الضغط الجوي.

ومن ناحيةٍ أخرى وبما أنّ قوى الجاذبية تقلّ في الأماكن المرتفعة؛ تزداد المسافات بين جزيئات الهواء وتقل كثافته، وهذا يعني وجود كميةِ هواء أقل، فيكون وزنها بالتالي أقل؛ فيصبح الضغط الجوي بالمحصلة أقل.

عند الارتفاعات القليلة نسبيًا يمكن القول أنّ الضغط الجوي يتغير وسطيًا بمعدل 3.5 ميلي بار لكل 30 مترًا (100 قدم)، كما أنك ستلاحظ ازدياد حدة هذا التغير بشكلٍ كبيرٍ عندما يكون الهواء باردًا؛ وذلك لأنّ كثافة الهواء البارد أعلى من كثافة الهواء الساخن.

عند ارتفاعاتٍ بين 1500 متر وحتى 3000 متر يكون الضغط منخفضًا بما يكفي لكي يتسبب لك بحالة غثيان الجبال، وفي الارتفاعات الشاهقة (حوالي 270 كيلومتر) يكون الضغط الجوي حوالي 0.000001 ميلي بار وهو الضغط الجوي للخلاء الموّلد صنعيًا.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف يتغير الضغط الجوي بتغير الارتفاع"؟