معلومات عن ضغط الهواء

بواسطةفوري

ضغط الهواء

يعبّر ضغط الهواء عن الضغط المؤثّر في سطح جسمٍ ما بواسطة وزن كتلة الهواء الواقعة فوقه وجزيئاتها، ويُطلق عليه أيضاً بالضغط الجويّ، والضغط البارومتري، ويعتبر من المفاهيم التي يُصعب فهمها بسبب طبيعة الهواء الغير مرئيّة للإنسان، ولكن على الرغم من ذلك فإنّ للهواء كتلة؛ وذلك بسبب تكوّنه من خليطٍ من الغازات التي تمتلك كتلة، حيث إنّ الغازات كالنتروجين، والأكسجين، وثاني أكسيد الكربون، والهيدروجين، وغيرها هي ما يُكوّن الهواء.[١]

وحدات قياس ضغط الهواء

يُمكن التعبير عن القيمة المُقاسة للضغط الجويّ بوحدات عدّة، ومنها:[٢]

  • الكيلوباسكال.
  • المليبار.
  • الملليمتر(بوصة) من الزئبق.
  • الرطل لكل بوصة مربّعة.
  • الضغط الجويّ.
  • الداين لكل سنتمتر مربّع.

ضغط الهواء وجزيئاته

إنّ قيمة الكتلة الجزيئيّة للهواء الجاف ليست كبيرة حيث إنّها تساوي 28.97 وحدة، وبما إنّ كتلة الهواء المثاليّة تتكوّن من جزيئات الهواء فإنّها تزداد كلّما ازدادت كميّة الهواء الواقعة فوق سطحٍ ما وبالتالي تزداد قيمة الضغط الجوي المؤثّر على السطح ويُطلق عليه في هذه الحالة الضغط العالي، أمّا في حالة كان مجموع الضغط أقل يُطلق عليه الضغط المنخفض.[١]

إنّ قيمة ضغط الهواء ليست ثابتة، وذلك لأنّها غير منتظمة عبر مناطق الأرض حيث تتراوح القيمة بين 980-1050 مليباراً.[١]

عوامل ضغط الهواء

الارتفاع

تقل قيمة الضغط الجويّ كلّما زاد الارتفاع بسبب ما يلي:[٣]

  • إنّ الجاذبيّة بين الأرض وجزيئات الهواء تكون أكبر للجزيئات القريبة من سطح الأرض، كما تمتلك هذه الجزيئات وزناً أكبر يجعلهم أقرب لبعضهم البعض وبالتالي تزداد قيمة ضغط الهواء.
  • إنّ وزن الجزيئات البعيدة عن الأرض يكون أقل من القريبة منها وذلك لأنّ الجاذبيّة بينها تقل كلّما ارتفعنا، ولكنّ إنّ هذه الجزيئات تقف على جزيئات أخرى تحتها مما يؤدّي إلى حدوث الضغط، وكلّما قلّ الارتفاع يكون هناك جزيئات أكثر تقف فوق الجزيئات الواقعة في الأسفل وبالتالي يزداد الضغط.

درجة الحرراة والكثافة

إنّ العلاقة التي تربط بين ضغط الهواء ودرجة حرارته هي علاقة عكسيّة فكلّما ارتفعت درجة الحرارة يقل الضغط، وكلّما قلّت درجة الحرارة فإنّ قيمة الضغط تزيد، فعندما ترتفع درجة حرارة الهواء فإنّ ارتفاعه يزداد وتقل كثافته، وبالتالي فإنّ قيمة الضغط الجويّ تقل، أمّا عند تبريده فإنّ كثافته تزداد وبالتالي فإنّ قيمة ضغطه ترتفع. ويجب التنويه إلى أنّ هذه العلاقة ليست نموذجاً لكل الحالات.[٤]

التنبؤ بالطقس باستخدام ضغط الهواء

يُمكن التبنؤ بحالة الطقس لوقتٍ قصير من خلال استخدام الضغط البارومتري، فقبل استخدام الأقمار الصناعيّة كانت عمليّة تنبؤ حالة الطقس تتم من خلال استخدام الضغط البارومتريّ، حيث أنّ جهاز الباروميتر يقوم بقياس كل من معدّلات الضغط البارومتريّ والتغيّر في قيم الضغط، وتعتبر قيم التغيّر في الضغط مفيدة لتوقّع حالة الطقس.[٥]

إنّ عملية قياس الضغط باستخدام جهاز الباروميتر تتم كعمليّة قياس الضغط في الإطارات الخاصّة بك، إلّا أنّ الباروميتر يقيس قيم الضغط في الغلاف الجويّ، وتعتبر الأجواء المشمسة والهادئة علامةً على أنّ متوسط معدّلات الضغط الجويّ مرتفعة، أمّا معدّلات الضغط الجوي المنخفضة فترتبط بحالات الطقس السيئة، والرياح الشديدة، والأمطار أو الثلوج، لذلك فإنّ من السهل التنبؤ بحالات الطّقس باستخدام قيم الضغط الجويّ، والعكس صحيح حيث يُمكن معرفة معدّلات الضغط الجويّ إذا كانت مرفعة أو منخفضة من خلال الحالة الجويّة.[٥]

يُمكن معرفة أنّ الطقس دافئاً ومشمساً إذا كانت قيم الضغط الجويّ مرتفعة، أمّا الاستمرار في ارتفاع الضغط الجويّ يدُلّنا على أنّ الطقس سيصبح مشمساً ودافئاً أكثر، وينطبق ذلك أيضاً في حالة انخفاض قيم الضغط الجويّ، ولقياس حالة الطقس يجب القيام بما يلي:[٥]

  • استخدام ساعة لتحديد الوقت.
  • حساب قيمة الضغط الجويّ عن طريق الباروميتر.
  • العودة بعد وقتٍ محددٍ كثلاثون دقيقة مثلاً.
  • قياس قيمة الضغط الجويّ مجدداً، وتمتاز هذه الأجهزة غالباً بقدرتها على تحديد الموقع الذي حُسب منه قيمة الضغط للمرّة الأولى.

حسب النتائج، فإذا كانت قيمة الضغط الجويّ قد ارتفعت فإنّ الطقس سيتحسّن، أمّا إذا انخفضت فذلك دليلاً أنّه سيزداد سوءاً، كما تعتبر سرعة تغيّر قيم الضغط مؤشّراً لسرعة تغيّر حالة الطقس، فإذا كانت القيم ترتفع بشكلٍ سريع فهذا يعني أنّ الطقس سيزداد دفئاً بشكلٍ أسرع، والعكس صحيح، ولكن إنّ تغيّر الطقس لا يتم لحظياً؛ حيث إنّ انخفاض قيم الضغط في الوقت الحاليّ ستؤثّر على حالة الطقس بعد ساعات أو يوم أو اثنان، لذلك فإنّه بالإمكان تنبؤ حالة الطقس لوقتٍ آخر من اليوم أو ليوم غد، كما أنّه لا تتغيّر قيم الضغط الجويّ في كل وقت لذلك لا يُمكن التنبؤ بحالة الطقس باستخدام الباروميتر لأكثر من يومان.[٥]

الباروميتر

الباروميتر هو عبارة عن جهازٍ علميٍ يُستخدم لقياس قيمة الضغط الجويّ، حيث يقيس قيمة الضغط المتكوّنة في منطقة ما بفعل وزن هواء الغلاف الجويّ الواقع فوقها. وإنّ الوحدات التي يقيس بها جهاز الباروميتر قيمة الضغط الجويّ هي وحدة البار، والضغط الجويّ، وهذه الوحدة تساوي متوسّط ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر وعند درجة حرارة 15 مئويّة أو 59 فهرنهايت، وللباروميتر ثلاثة أنواع وهي: الباروميتر الزئبقي والذي يُعتبر أقدم أنواع الباروميتر المُستخدمة حيث اختُرع في عام 1643م، وباروميتر الأندرويد الذي اختُرع عام 1844م، والباروميتر الرقميّ المُستخدم حالياً والذي يتميّز بإعطاء نتائح أكثر دقةً وأكثر سرعةً من ذي قبل.[٦]

المراجع

  1. ^ أ ب ت “Air Pressure”, www.thoughtco.com, Retrieved 18-9-2017. Edited.
  2. ↑ The Editors of Encyclopædia Britannica, “Atmospheric pressure”، www.britannica.com, Retrieved 27-9-2017. Edited.
  3. ↑ “Why does atmospheric pressure change with altitude?”, www.npl.co.uk,8-10-2014، Retrieved 13-10-2017. Edited.
  4. ↑ Andy Kirmayer (24-4-2017), “How Does Temperature Affect Barometric Pressure?”، www.sciencing.com, Retrieved 13-10-2017. Edited.
  5. ^ أ ب ت ث Tim Christopher (24-4-2017), “How to Predict Weather by the Barometer”، sciencing.com, Retrieved 17-10-2017. Edited.
  6. ↑ “barometer”, www.nationalgeographic.org, Retrieved 27-9-2017. Edited.