ماذا يحدث للضغط الجوي عندما يبرد الهواء

الذي يحدث للضغط الجوي عندما يبرد الهواء

الذي يحدث للضغط الجوي عندما يبرد الهواء

ينخفض ضغط الهواء

ينخفض ضغط الهواء حين تكون درجات الحرارة باردة

،

عندما تبرد جزيئات الغاز ، فإنها تتحرك ببطء أكبر، تتسبب السرعة المنخفضة إلى الحد من الاصطدامات بين الجزيئات وانخفاض ضغط الهواء، وتقوم كثافة الهواء بدورًا في الارتباط بين درجة الحرارة والضغط لأن الهواء الأكثر دفئًا أقل كثافة من الهواء البارد أو الصقيع، مما يعطي للجزيئات بالحصول على مساحة أكبر لتتصادم بقوة أكبر في الهواء البارد ، تكون الجزيئات قريبة من بعضها البعض، وبسبب هذا القرب اصطدامات بقوة أقل وضغط هواء أقل.[1]

ما هو الضغط الجوي

مصطلح الضغط الجوي هو مرادف لمصطلح ضغط الهواء وهو يوصف الظروف في الغلاف الجوي، وقد يشار إليه أيضًا باسم الضغط الجوي، وهو مثل كل المواد ، يتكون الهواء من جزيئات كما أن هذه الجزيئات لها كتلة وتخضع لقوة الجاذبية الأرضية، وضغط الهواء هو وزن جزيئات الهواء التي تضغط عليه، يتحمل السكان الموجودون على سطح الأرض وزن كل جزيئات الهواء في الغلاف الجوي، وفوق الارتفاعات العالية فقد ينخفض ضغط الهواء بسبب وجود عدد أقل من جزيئات الهواء التي تضغط لأسفل من أعلى مقارنة بضغط الهواء في مستوى سطح البحر.

يُقاس الضغط الهواء أو البارومتري من خلال وحدة الميليبار (mb) ، كما يُقاس في الاغلب بالبوصة لأن النمط الأقدم من البارومترات يقيس ارتفاع عمود من الزئبق للإشارة إلى ضغط الهواء، وقد يبلغ ضغط الهواء العادي في مستوى سطح البحر 1013.2 ميجا بايت أو 29.92 بوصة، كما يقيس مقياس الضغط الجوي ضغط الهواء من خلال تمدد أو تقلص الينابيع الموجودة في فراغ جزئي استجابة للتغيرات داخل ضغط الهواء، وفي مقاييس الزئبق القديمة ، يرتفع عمود الزئبق أو ينخفض استجابة للتغيرات في ضغط الهواء، وقد يتغير ضغط الهواء باستمرار بسبب التقلبات داخل درجات الحرارة المرتبطة بكثافة الهواء.

العوامل المؤثرة على الضغط الجوي

• درجة الحرارة.
• الارتفاع عن سطح الارض والبحر.
• دوران الأرض.
• الموقع الخطي.
• طبيعة سطح الأرض.
• كمية بخار الماء في الغلاف الجوي.

هناك علاقة عكسية ما بين درجة الحرارة والضغط الجوي للمكان، كما تؤدي درجات الحرارة الساخنة إلى تقليل الضغط بينما تؤدي درجات الحرارة الباردة إلى زيادة الضغط الجوي، وحين يتم تسخين الهواء فقد تتوسع جزيئات الهواء وتنتشر على مساحة كبيرة مما يؤدي إلى ضغط منخفض بينما تؤدي درجات الحرارة المنخفضة أو الباردة إلى تقليل وتكثيف جزيئات الهواء وبالتالي ممارسة ضغط مرتفع على سطح الأرض.

يتناقص الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع، وذلك لأن الهواء على ارتفاعات عالية وينتشر على مساحة كبيرة مما خفض من وزنه وبالتالي يسبب ضغطًا منخفضًا، لذلك فإن مناطق الارتفاعات العالية مثل المرتفعات أو مثل قمم الجبال فيها ضغط منخفض نتيجة لقوة الجاذبية نحو الارتفاعات المنخفضة، ومن الناحية الأخرى قد تتعرض تلال الأقدام ومستوى سطح البحر لضغط مرتفع لأن الهواء القريب من الأرض يدعم وزن الهواء فوقه ، وبالتالي فإن جزيئات الهواء السفلية أو السفلية تدفع باستمرار إلى أسفل على سطح الأرض.

مع دوران الأرض فقد يتم دفع الهواء عند القطبين (القطبين الشمالي والجنوبي) بعيدًا نحو خط الاستواء ، حيث يتقاطع مع أوجه التشابه التي تزداد في الطول، يمر الهواء البارد الكثيف في القطبين من خطوط العرض العالية نحو خط الاستواء منتشرًا على مساحة واسعة مما يتسبب في تقليل الضغط ، وهذا يوضح الضغط المنخفض عند خط الاستواء.

يرجع ضغط الهواء إلى الزيادة بعيدًا عن خط الاستواء باتجاه المناطق القطبية ، حيث تتعرض المنطقة الاستوائية لضغط هواء قليل بسبب التشمس الشديد أو العالي (الحرارة) من الشمس العلوية بينما تتعرض المناطق القطبية التي تعاني من كثافة منخفضة من التشمس إلى ضغط مرتفع.

تتعرض سطوح الأرض والماء إلى كل من ضغط هواء متفاوت نتيجة الاختلافات داخل معدل التسخين وفقد الحرارة ، إلا أن هذا يؤثر على الضغط الجوي على نطاق محلي، وفي النهار ، تمتص الأسطح الأرضية الحرارة بصورة أسرع من السطوح المائية مما يتسبب في ضغط منخفض فوق الأرض وضغط مرتفع فوق البحر.

الهواء الرطب بارد وكثيف ، ومن ثم فإنه يمارس ضغطًا مرتفعًا فوق سطح الأرض بينما الهواء الجاف مع القليل من الرطوبة أو بدون رطوبة يكون دافئًا وخفيفًا (أقل كثافة) وبالتالي يمارس ضغطًا منخفضًا على سطح الأرض.[2]

الفرق بين الضغط الجوي المرتفع والمنخفض

نظام الضغط المنخفض :

نظام الضغط المنخفض هو معناه أن الضغط الأقل في مركزه من المناطق المحيطة به، فتهب الرياح نحو الضغط المنخفض ، ويرتفع الهواء داخل الغلاف الجوي حيث يلتقيان، مع ارتفاع الهواء ، يتكثف بخار الماء بداخله ، ويشكل السحب وغالبًا ما يكون هطول الأمطار، ونتيجة دوران الأرض وتأثير كوريوليس ، تدور رياح نظام الضغط المنخفض عكس اتجاه عقارب الساعة شمال خط الاستواء وفي اتجاه عقارب الساعة جنوب خط الاستواء، وهذا ما يعرف بالتدفق الإعصاري، وفي خرائط الطقس ، يتم تمييز نظام الضغط المنخفض باللون الأحمر L.

نظام الضغط العالي :

نظام الضغط العالي هو ضغط أعلى في مركزه من المناطق المحيطة به، فقد تهب الرياح بعيدًا عن الضغط العالي، وقد تدور رياح نظام الضغط العالي في شكل معاكس من نظام الضغط المنخفض في اتجاه عقارب الساعة شمال خط الاستواء وعكس اتجاه عقارب الساعة جنوب خط الاستواء، وهذا ما يعرف بالتدفق المضاد للدوامات، كما ينخفض ​​الهواء القادم من أعلى الغلاف الجوي لأسفل لملء الفراغ المتبقي مع تدفق الهواء إلى الخارج، فعلى خريطة الطقس ، قد تلاحظ وجود حرف H أزرق ، للدلالة على موقع نظام الضغط العالي.[3]

حالياً أن أجهزة الاستشعار الإلكترونية داخل محطات الطقس تقيس ضغط الهواء، هذه المستشعرات قادرة على إتمام قياسات مستمرة للضغط بمضي الوقت، في القديم، كان يتم استعمال البارومترات وقياس مقدار الهواء الذي يدفع إلى السائل ، مثل الزئبق، وكان تاريخيًا ، وُصفت قياسات ضغط الهواء بأنها “بوصات من الزئبق” واليوم، يستخدم علماء الأرصاد الجوية مليبار (mb) لوصف ضغط الهواء.

يعتمد ضغط الهواء على درجة الحرارة والكثافة

حين تنفخ بالونًا فقد تتجمع جزيئات الهواء في البالون معًا بشكل وثيق أكثر من جزيئات الهواء خارج البالون، وهذا يعني أن كثافة الهواء مرتفعة في البالون، حين تكون كثافة الهواء مرتفعة، يكون ضغط الهواء مرتفعًا، أن ضغط الهواء يدفع البالون من الداخل ، مما يتسبب في تضخمه، فإذا قمت بتسخين البالون ، يرتفع ضغط الهواء.

يعتمد ضغط الهواء على درجة حرارة الهواء وكثافة جزيئات الهواء، يستعمل علماء الغلاف الجوي المعادلات الرياضية لوصف كيفية ارتباط الضغط ودرجة الحرارة والكثافة والحجم ببعضها البعض، كما يسمون هذه المعادلات بقانون الغاز المثالي، وفي هذه المعادلات ، تُقاس درجة الحرارة بوحدة كلفن.

تساعدنا هذه المعادلة في شرح كيفية عمل الطقس ، مثل ما يحدث في الغلاف الجوي لخلق جبهات وعواصف دافئة وباردة، مثل العواصف الرعدية فعلى سبيل المثال فإذا زاد ضغط الهواء ، يجب أن ترتفع درجة الحرارة، فإذا انخفض ضغط الهواء وقد تنخفض درجة الحرارة، وهذا ما يفسر سبب برودة الهواء في الارتفاعات العالية، حيث يكون الضغط أقل.