Presiunea aerului și cum afectează vremea

O caracteristică importantă a atmosferei Pământului este presiunea aerului, care determină modelele vântului și ale vremii de pe glob. Gravitația exercită o atracție asupra atmosferei planetei la fel cum ne menține legată de suprafața sa. Această forță gravitațională face ca atmosfera să împingă împotriva a tot ceea ce înconjoară, presiunea crescând și căzând pe măsură ce Pământul se transformă.

Ce este presiunea aerului?

Prin definiție, presiunea atmosferică sau a aerului este forța pe unitatea de suprafață exercitată pe suprafața Pământului de greutatea aerului de deasupra suprafeței. Forța exercitată de o masă de aer este creată de moleculele care o alcătuiesc și de mărimea, mișcarea și numărul lor prezente în aer. Acești factori sunt importanți deoarece determină temperatura și densitatea aerului și, astfel, presiunea acestuia.

Numărul de molecule de aer deasupra unei suprafețe determină presiunea aerului. Pe măsură ce numărul de molecule crește, acestea exercită mai multă presiune pe o suprafață, iar presiunea atmosferică totală crește. În schimb, dacă numărul de molecule scade, la fel și presiunea aerului.

Cum îl măsori?

Presiunea aerului se măsoară cu mercur sau barometre aneroide. Barometrele cu mercur măsoară înălțimea unei coloane de mercur într-un tub de sticlă verticală. Pe măsură ce presiunea aerului se schimbă, înălțimea coloanei de mercur se comportă la fel de bine, la fel ca un termometru. Meteorologii măsoară presiunea aerului în unitățile numite atmosfere (atm). O atmosferă este egală cu 1.013 milibari (MB) la nivelul mării, ceea ce se traduce în 760 de milimetri de chicksilver atunci când este măsurat pe un barometru de mercur.

Un barometru aneroid utilizează o bobină de tub, cu cea mai mare parte a aerului eliminat. Bobina se apleacă apoi spre interior când presiunea crește și se coboară când scade presiunea. Barometrele aneroide folosesc aceleași unități de măsură și produc aceleași lecturi ca barometrele cu mercur, dar nu conțin niciun element.

Presiunea aerului nu este uniformă pe toată planeta. Intervalul normal al presiunii aerului Pământului este de la 980 MB la 1.050 MB. Aceste diferențe sunt rezultatul sistemelor de presiune a aerului scăzute și ridicate, care sunt cauzate de încălzirea inegală pe suprafața Pământului și de forța gradientului de presiune. 

Cea mai ridicată presiune barometrică înregistrată a fost de 1.083,8 MB (ajustată la nivelul mării), măsurată la Agata, Siberia, la 31 decembrie 1968. Cea mai mică presiune măsurată vreodată a fost de 870 MB, înregistrată în timp ce Typhoon Tip a lovit Oceanul Pacific de Vest pe 12 octombrie, 1979.

Sisteme cu presiune joasă

Un sistem cu presiune joasă, numit și depresie, este o zonă în care presiunea atmosferică este mai mică decât cea a zonei înconjurătoare. Valurile minime sunt de obicei asociate cu vânturile mari, aerul cald și ridicarea atmosferică. În aceste condiții, valorile minime produc în mod normal nori, precipitații și alte vremuri tulburi, cum ar fi furtunile tropicale și ciclonii.

Zonele predispuse la presiune scăzută nu au diurnă extremă (zi versus noapte) și nici temperaturi sezoniere extreme, deoarece norii prezenți pe astfel de zone reflectă radiațiile solare de intrare în atmosferă. Drept urmare, nu se pot încălzi la fel de mult în timpul zilei (sau vara), iar noaptea, acționează ca o pătură, prinzând căldura sub.

Sisteme de înaltă presiune

Un sistem de înaltă presiune, numit uneori anticiclon, este o zonă în care presiunea atmosferică este mai mare decât cea a zonei înconjurătoare. Aceste sisteme se deplasează în sensul acelor de ceasornic în emisfera nordică și în sens contrar acelor de ceasornic în emisfera sudică datorită efectului Coriolis.

Zonele de înaltă presiune sunt cauzate în mod normal de un fenomen numit subsidență, ceea ce înseamnă că pe măsură ce aerul din maxime se răcește, devine mai dens și se deplasează spre sol. Presiunea crește aici, deoarece mai mult aer umple spațiul rămas de la minim. Subsidența evaporă, de asemenea, cea mai mare parte a vaporilor de apă din atmosferă, astfel încât sistemele de înaltă presiune sunt de obicei asociate cu cerul senin și vremea calmă.

Spre deosebire de zonele cu presiune joasă, absența norilor înseamnă că zonele predispuse la presiune ridicată se confruntă cu temperaturi extreme în timpul temperaturilor diurne și sezoniere, deoarece nu există nori care să blocheze radiațiile solare primite sau să capteze radiații cu unde lungi pe timp de noapte..

Regiuni atmosferice

Pe glob, există mai multe regiuni în care presiunea aerului este remarcabil de consistentă. Acest lucru poate duce la modele meteorologice extrem de previzibile în regiuni precum tropice sau stâlpi.

• Jgheab ecuatorial de joasă presiune: Această zonă se află în regiunea ecuatorială a Pământului (0 până la 10 grade nord și sud) și este compusă din aer cald, ușor, ascendent și convergent. Deoarece aerul convergent este umed și plin de exces de energie, se extinde și se răcește pe măsură ce crește, creând nori și precipitații abundente care sunt proeminente în toată zona. Această zonă de joasă presiune formează, de asemenea, Zona de Convergență Inter-Tropicală (ITCZ) și vânturile comerciale.
• Celule subtropicale de înaltă presiune: Situată între 20 de grade și 35 de grade nord / sud, aceasta este o zonă de aer cald și uscat, care se formează pe măsură ce aerul cald care coboară de la tropice devine mai fierbinte. Deoarece aerul cald poate reține mai mulți vapori de apă, este relativ uscat. Ploaia puternică de-a lungul ecuatorului elimină, de asemenea, cea mai mare parte a umidității în exces. Vânturile dominante din înălțimea subtropicală se numesc vestice.
• Celule subpolare cu presiune joasă: Această zonă se află la 60 de grade latitudine nord / sud și oferă vreme răcoroasă și umedă. Nivelul scăzut Subpolar este cauzat de întâlnirea maselor de aer rece de pe latitudini mai mari și de masele de aer mai calde din latitudinile inferioare. În emisfera nordică, întâlnirea lor formează frontul polar, care produce furtuni ciclonice de joasă presiune responsabile de precipitații în nord-vestul Pacificului și în mare parte a Europei. În emisfera sudică, furtunile severe se dezvoltă de-a lungul acestor fronturi și provoacă vânturi mari și ninsori în Antarctica.
• Celule polare de înaltă presiune: Acestea sunt situate la 90 de grade nord / sud și sunt extrem de reci și uscate. Cu aceste sisteme, vânturile se îndepărtează de stâlpi într-un anticiclon, care coboară și se diverge pentru a forma șoptile polare. Cu toate acestea, acestea sunt slabe, pentru că în stâlpi este disponibilă puțină energie pentru a face sistemele puternice. Totuși, nivelul Antarctic este mai puternic, deoarece este capabil să se formeze peste masă rece în locul mării mai calde.