تعريف الضغط الجوي يطلق العلماء مصطلح الضغط على القوة التي تقوم بالتأثير على وحدة المساحة، والضغط الجوي يطلق عليه ضغط البارومتر ويمكن تعريفه على أنه الضغط المبذول على الغلاف الجوي، ويمكن حساب الضغط على أنه مقدار القوة التي تقوم بالتأثير على سطح ما مقسومة على مساحة هذا السطح، وفيما يلي سوف نقوم بتوضيح تعريف الضغط الجوي بالتفصيل.
تعرف على الكثير من المعلومات عن الغلاف الجوى ومصادره وكافة المعلومات المتعلقة به من خلال هذا الرابط: بحث حول تلوث الغلاف الجوي ومصادره ومستوياته وطرق الوقاية من تلوث الغلاف الجوي
تعريف الضغط الجوي
- الضغط الجوي هو وزن الهواء ويكون عمودي على المساحة، والضغط الجوي تقريبا يعادل ما يقرب من 1 بار عند مستوى سطح البحر.
- كلما زادت المسافة بعيدا عن مستوى سطح البحر كلما قلت نسبة الضغط الجوي، وهذا يوضح أن الضغط الجوي يكون في أقصى قيمة له عند وصوله لسطح البحر.
- من المعروف أن الضغط الجوي يرتبط بطريقة طردية مع كتلة الغلاف الجوي، و ذلك لأن المكان الذي يتميز بأن له ضغط جوي منخفض يكون له كتلة صغيرة بعكس الأماكن التي لها ضغط جوي مرتفع تكون كتلتها كبيرة.
- كلما كان الحرارة مرتفعة كان الضغط الجوي منخفض، حيث أن الحرارة تساعد على حركة الجزيئات بسرعة مما يساعد على ابتعاد جزيئات الهواء عن بعضها البعض.
- عند انخفاض درجة حرارة الجو يكون الضغط الجوي منخفض، لأنها تؤدي إلى تحرك جزيئات الهواء بصورة بطيئة وتقترب الجزيئات من بعضها البعض.
اعرف اكثر: غاز يوجد في الهواء الجوي بكثرة.. ما هو؟
أجهزة قياس الضغط الجوي
- الضغط الجوي من المقادير الفيزيائية التي تتميز بكونها قابلة للقياس، وقد استطاع العالم الإيطالي الذي يدعى إيفانجيليستا طور شلي في عام 1643م إثبات ذلك عن طريق القيام بملئ أنبوب زجاجي بالزئبق ويكون جاف، ثم نقوم بغلق الأنبوب ووضع سدادة عليه في مستوى عمودي على الحوض الموضوع به زئبق.
- يبقي من الزئبق عمود ارتفاعه يساوي 760ملم، ي 0.76 سم، ويكون في الجزء العالي من العمود عمود خالي به هواء.
- من المعروف أن قيمة الضغط الجوي تتغير عن طريق تغير ارتفاع سطح البحر، وإذا كان ارتفاع الضغط الجوي معروف في منطقة ما فمن الممكن حساب ارتفاع تلك المنطقة عن مستوى سطح البحر ويمكن حساب العكس، وهذا يدل على أن قيمة الضغط الجوي تقل بزيادة الارتفاع عن سطح البحر والعكس صحيح.
ويقاس الضغط الجوي بالعديد من الأجهزة المختصة به، ومن أجهزة الضغط الجوي ما يأتي:
- البارومتر المعدني: حيث قام العالم الفرنسي لوسيان فيدي باختراع جهاز البارومتر المعدني في سنة 1843م، ويمكن استخدام وسائد معدنية بعد أن يتم تفريغها من الهواء وتلك الوسائد تمثل الأغشية، ويتم انتقال الوسائد في حركات صعود وهبوط في حركات دائرية ويكون ذلك عن طريق تصميم ميكانيكي مميز وعن طريق هذا الجهاز من الممكن قياس الضغط الجوي.
- الباروميتر الزئبقي: جهاز البارومتر الزئبق تم اختراعه بواسطة العالم إيفانجيليستا طور شلي، ومن خلال هذا الجهاز يتم قياس الضغط الجوي في المستوى ويقوم جهاز البارومتر الزئبقي بالفصل بين أسطح الضغط الجوي المختلفة.
- الباروجراف أو الباروميتر المسجل: وهذا الجهاز عبارة عن إسطوانة تقوم ساعة بتدوريها، ويتحرك على تلك الساعة قلم يستخدم للتسجيل بصورة دقيقة في الأعلى و الأسفل، حيث يقوم جهاز الباروجراف بتسجيل قيمة الضغط الجوي على مدار اليوم ساعة بساعة، ويكون ذلك في محطات الضغط الجوي.
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
هناك العديد من العوامل التي تقوم بالتأثير على الضغط الجوي، ومن أمثلة تلك العوامل:
- الرطوبة: يتبخر الماء عند تحول الماء من الصورة السائلة حتى يصبح في الحالة الغازية وتلم الحالة تعرف بالرطوبة الجوية ، فعند تبخر الماء يصبح حجمه أخف مما يؤدي إلى ارتفاعه لأعلى، ومن المعروف أن عند مقارنة الهواء الرطب بالهواء الجاف فإن ضغط الهواء الرطب يكون أقل من الجاف وكمية بخار الماء تتغير بتغير الهواء، وهذا هو السبب الرئيسي في تغير بخار الماء من مكان إلى مكان آخر.
- الحرارة: بزيادة درجة الحرارة يزداد توسع الهواء وتقل كثافته مما قد يؤدي إلى حدوث انخفاض في الضغط الجوي والعلاقة بينهم عكسية، حيث أن المناطق الاستوائية والحارة يكون ضغطها منخفض بسبب ارتفاع في درجة الحرارة، بينما المناطق الباردة تتميز بارتفاع الضغط عندها ويكون ذلك بسبب درجة الحرارة المنخفضة.
- الجاذبية الأرضية: من المعروف أن الجاذبية الأرضية تقل كلما ابتعد الشخص عن مركز الأرض، فمن المعروف أن المناطق القطبية و الباردة تكون أقرب لمركز الأرض من المناطق الحارة والمناطق الاستوائية، وهذا يعني أن العلاقة بين ضغط الهواء والجاذبية علاقة طردية.
- الارتفاع عن سطح البحر: يتكون الضغط نتيجة وزن الهواء مما يعني أنه عند مستوى سطح البحر يزداد ضغط الهواء، ويقل ضغط الهواء بزيادة الارتفاع عن مستوى سطح البحر وهذا يعني أن الهواء المرتفع لأعلى يكون خفيف والعلاقة بين الضغط ومستوى سطح البحر تكون عكسية، فعند الارتفاع مسافة 5 كيلو متر عن سطح البحر فإن ضغط الهواء يمكن أن ينخفض إلى النصف، وعند الارتفاع مسافة 11 كيلو متر عن سطح البحر فإن الضغط ينقص إلى الربع، وفي المناطق الجبلية والمناطق العالية فإن الضغط الجوي يكون منخفض مما يسبب الشعور بصعوبة في التنفس.
- دوران الأرض: يحدث دوران الأرض بسبب قوة الطرد المركزي الكبيرة الموجودة في المناطق الحارة والاستوائية وفي المناطق القطبية يكون تأثير قوة الطرد المركزي أقل من المناطق القطبية، حيث تقوم قوة الدفع المركزي بدفع الأشياء في اتجاه معاكس لمركزها بجانب تأثيرها على ضغط الهواء مما يؤدي إلى نقص الضغط في الأماكن الحارة مقارنة مع الأماكن الباردة والمناطق القطبية.
نطاقات الضغط الجوي
من المعروف أن الضغط الجوي يقوم بالتغيير بتغيير الوقت والمكان ل بتغيير درجة الحرارة التي تختلف بسبب اختلاف زاوية سقوط الشمس، مما يوضح أن الكرة الأرضية تنقسم إلى أجزاء ونطاقات مختلفة، وتنقسم نطاقات الضغط الجوي في الكرة الأرضية إلى ما يأتي:
- نطاقات الضغط الجوي المنخفض الاستوائي: هذا النطاق موجود بين دائرتي عرض خمس درجات في الاتجاه الشمالي وخمس درجات في الاتجاه الجنوبي، ويرجع هذا السبب هو ارتفاع درجة الحرارة في السنة بأكملها، حيث أن هذا النطاق يتحرك مع حركة الشمس في الصيف والشتاء.
- نطاق الضغط الجوي القطبي المرتفع: نطاق هذا الضغط يكون في القطبين القطب الشمالي والقطط الجنوبي ويكون ذلك بسبب شدة برودة الجو في تلك المنطقة.
- نطاقا الضغط الجوي المنخفض بالقرب من الدائرتين القطبيتين: يكون هذا النطاق موجود بين دائرتي عرض من 45 إلى 60 درجة في اتجاه الجنوب واتجاه الشمال، وبسبب وجود تيارات الهواء المرتفعة، يتم تكون دائرتين في الشمال والجنوب، حيث أن الرياح الباردة تتجه إلى هذه الاتجاهات لذلك يكون الهواء بارد.
- نطاقا الضغط الجوي المرتفع القطبي: هذين النطاقان يكونان عند القطبين بسبب هبوط الهواء الذي ينتج من شدة البرودة، حيث أن الرياح الباردة تكون موجودة في المنطقة القطبية باتجاه الضغط الجوي المنخفض شبه القطبي.
في النهاية يجب التوضيح أن تعريف الضغط الجوي واسع وكبير ويمكن استخدام أكثر من مصطلح أو لفظ حتى يتم تعريف الضغط الجوي بصورة واضحة وصريحة، كما أن هناك علاقة واضحة وصريحة بين الضغط الجوي ومستوى سطح البحر.
