Ciśnienie atmosferyczne, czyli nacisk powietrza na grunt, mierzy się w hektopaskalach. Ciśnienie jest inne w różnych częściach Ziemi, a jego rozkład – układy baryczne, cechują się pewnymi prawidłowościami.

Spis tematów (kliknij, aby przejść do wyboru tematów)


Atmosfera

IV Ciśnienie atmosferyczne

1. Pojęcie ciśnienia atmosferycznego

Ciśnienie atmosferyczne (baryczne) to nacisk powietrza na Ziemię, rozumiany jako słup powietrza z określoną siłą działający na określony fragment powierzchni. Wartość ciśnienia zależy od wysokości słupa powietrza działającego na Ziemię. Dlatego na tereny położone niżej naciska wyższy – a zatem cięższy słup powietrza. Ponieważ zdecydowana większość masy atmosfery mieści się w troposferze, wyraźnie daje się zauważyć szybki spadek wartości ciśnienia wraz z wysokością.

Ciśnienie atmosferyczne na różnych obszarach

Źródło: https://static.epodreczniki.pl/portal/f/res-minimized/RuGDgsbawrtrp/9/960/2V3dGU0n49H74YJoWfhgx8nCekUybntu.png

Średnie normalne ciśnienie na Ziemi (przy temperaturze 0°C na 45°N) to około 1013 hektopaskali (hPa) [a dokładniej 1013,25 hPa]. 1 hPa = 100 N (Newtonów)/m². Jednak już na wysokości Mount Everestu spad ono do około 300 hPa. Średni spadek ciśnienia to około 11,5 hPa na każde 100 metrów.

2. Rodzaje układów barycznych

Ciśnienie na mapach zaznacza się z użyciem izobar – czyli izolinii łączących punkty o jednakowej wartości ciśnienia. Umożliwiają one obserwację obszarów o ciśnieniu odbiegającym od średniego. Obszar o wyraźnie wyższym ciśnieniu nazywamy wyżem barycznym (antycyklonem), a obszar obniżonego ciśnienia – niżem barycznym (cyklonem).

Układ wyżu i niżu – kierunek ruchu powietrza odchylony zgodnie z siłą Coriolisa

Źródło: https://static.epodreczniki.pl/portal/f/res-minimized/RwldKuP74cg3W/6/960/TJ2YE3TTvSV8Go15qoPYkUtF47XdMRUl.png

Wyże powstają w wyniku osiadania chłodnego powietrza, które opadając ogrzewa się. Nacisk powietrza się zwiększa – powstaje ośrodek o większym ciśnieniu. Ponieważ powietrza opadając ogrzewa się, nie może osiągnąć temperatury punktu rosy – dlatego wyżową pogodę cechuje brak opadów, a nawet brak zachmurzenia (lub małe zachmurzenie). W ośrodku wyżowym ciśnienie rośnie w kierunku centrum układu.

Niże powstają w wyniku wznoszenia się ciepłego powietrza, które wznosząc się – ochładza się. Nacisk powietrze się zmniejsza – powstaje ośrodek o mniejszym ciśnieniu. Ponieważ powietrze wznosząc się – ochładza się – osiąga temperaturę punktu rosy – dlatego pogodę niżową cechują zachmurzenie i opady. W ośrodku niżowym ciśnienie maleje w kierunku centrum układu.

Poza wyżem i niżem barycznym, mogą się jeszcze utworzyć inne układy takie jak:

  • Zatoka niskiego ciśnienia – powstaje na peryferiach niżu – pomiędzy dwoma wyżami, izobary na mapie mają kształt litery “V”.
  • Klin wysokiego ciśnienia – powstaje na peryferiach wyżu – pomiędzy dwoma niżami, izobary na mapie mają kształt litery “U”
  • Siodło baryczne – powstaje na styku 2 niżów i 2 wyżów ułożonych naprzeciw siebie.

 

Układy baryczne

Źródło: Opracowanie własne.

3. Układy baryczne na świecie

Występowanie wyżów i niżów barycznych na świecie cechują pewne prawidłowości:

  • Nad pewnymi obszarami występują generalnie stałe ośrodki baryczne – niż nad równikiem, wyże nad zwrotnikami i biegunami. W strefie umiarkowanej również przeważają niże. Jest to efekt globalnej cyrkulacji atmosfery (patrz niżej).
  • Generalnie ośrodki baryczne nad oceanami są raczej trwałe, a te nad lądami – zmienne w rytmie sezonowym lato-zima.

Rozkład ośrodków barycznych i kierunku wiatrów w lipcu

Źródło: https://static.epodreczniki.pl/portal/f/res-minimized/RwPJF1mwXrJ5O/8/960/1jV9ZyELjRqIarg2FMOMRA3cOL4ayK6S.png

Rozkład ośrodków barycznych i kierunku wiatrów w styczniu:

Źródło: https://static.epodreczniki.pl/portal/f/res-minimized/RUixmXLHedITQ/8/960/iqghzIlQKfAkwmFA1w8M8tmD4mJzp80A.png


4. Ruch powietrza w atmosferze

Powietrze w atmosferze znajduje się w ciągłym ruchu. Wyróżniamy kilka rodzajów tego ruchu:

  • Wiatr – poziomy ruch powietrza będący wynikiem różnicy ciśnienia. Ponieważ przyroda dąży w sposób naturalny do równowagi, usiłuje wyrównać różnice ciśnienia między ośrodkami wyżu i niżu. Wszak nie jest możliwa sytuacja, by gdzieś powietrze całkowicie zniknęło lub skoncentrowało się w całości w jednym punkcie. Wiatr jest właśnie rozwiązaniem tego problemu. Ponieważ to wyż jest ośrodkiem o nadmiernej ilości powietrza, a niż – ośrodkiem niedoboru, wiatr zawsze wieje z wyżu do niżu (a więc jakby wiał “z góry na dół”). Takie przesuwanie powietrza umożliwia uzupełnianie niedoborów unoszącego się w ośrodku niżowym powietrza. Kierunek wiatru jest odchylony przez siłę Coriolisa. Nazwa wiatru wywodzi się od kierunku, z którego wieje (więc wiatr wiejący ze wschodu to wiatr wschodni itp.).
  • Adwekcja – to również poziomy ruch powietrza (choć pojęcie może się też odnosić np. do cieczy), choć ma szersze znaczenie niż wiatr. Odnosi się raczej do ruchu całych mas powietrza i ich napływaniu (gdzie masa napływająca ma inne cechy niż powietrza lokalne).
  • Konwekcja – to pionowy ruch powietrza, wywołany najczęściej przez zmiany temperatury powietrza. Gwałtowne nagrzewanie powierzchni ziemi prowadzi do powstawania prądów wstępujących – unoszenia powietrza do górnych warstw troposfery, gdzie schładza się wraz z wysokością. Ubytek powietrza powoduje powstanie ośrodka niżowego. Z kolei gdy wychłodzone powietrze osiada (ogrzewając się lub nie) w postaci prądów zstępujących – zwiększa nacisk na grunt, powodując powstanie ośrodka wyżowego.
  • Turbulencja – ruch nieregularny, chaotyczny, wielokierunkowy na niewielkim obszarze. Wywołana może być różnicą w nagrzewaniu obszarów albo różnicami w lokalnym ukształtowaniu powierzchni. Taki ruch powietrza stanowi zagrożenie w transporcie lotniczym.