Тиск - Метео-Франція
Визначення та одиниці виміру
Вага повітря чинить силу на поверхню Землі, це атмосферний тиск. Таким чином, повітряна колонка з перерізом 1 м2, від землі до вершини атмосфери, має масу 10 000 кг, тобто масу близько восьми автомобілів. Трохи наче в будь-який момент ми мали на плечах еквівалент 10 метрів води !
Одиницею тиску, яка використовується в метеорології, є гектопаскаль (гПа). У минулому ми використовували мілібар (мб) або міліметр ртуті (мм рт. Ст.).
Ти знав ?
До 17 століття вважалося, що серед чотирьох стихій вагу мали лише вода і земля. Вчені вважали, що вогонь і повітря позбавлені маси. Це досвід Евангелісти Торрічеллі (1608-1647), потім досвід Паскаля (1623-1662), який відкрив світові існування вакууму та сили тяжіння повітря.
У 1643-1644 рр. Торрічеллі перевернув трубки різного діаметру, наповнені однією і тією ж рідиною, в ртутній чаші, виявивши, що рівень ртуті завжди був однаковим, незалежно від діаметра труб: 760 міліметрів. Вага ртутного стовпа балансує вагу повітряного стовпа над кюветою: це перший барометр !
У 1648 році Паскаль продемонстрував, змусивши трубку Торрічеллі піднятися на Пюї де Дом, що тиск зменшується з висотою і що кінець трубки заповнений ... вакуумом !
Вимірювання тиску в метеорології
Приладом для вимірювання атмосферного тиску є барометр.
Метеорологи застосовують стандарти, визначені Всесвітньою метеорологічною організацією, щоб мати можливість порівнювати вимірювання тиску між собою. Таким чином вони повертаються на рівень моря, а барометри відкалібровані, щоб вказати тиск на рівні моря.
Ця корекція дорівнює додаванню ваги відсутнього повітряного стовпа між висотою точки вимірювання та рівнем моря (або у рідкісному випадку, щоб відняти її для точки вимірювання, розташованої під поверхнею моря).
Тому барометр завжди повинен вказувати на тиск на рівні моря. Якщо ви переміщуєте його, не забудьте встановити його знову.
Існує кілька типів барометрів:
- ртутний барометр - все рідше через законодавство про ртуть - вказує точний тиск місця. Цей висотний тиск повинен бути виправлений, щоб отримати тиск на рівні моря,
- барометр анероїду містить одну або кілька вакуумних капсул (капсула Відіе), які більше або менше руйнуються залежно від тиску. Ця варіація посилюється завдяки механізму, що рухає стрілку на циферблаті.
Для барометрів з цифровим дисплеєм принцип однаковий, але модифікується саме електричний струм.
Барограф - це барометр, який відображає на екрані або на міліметровому папері для старих моделей криву тиску як функцію часу.
Барометри, що використовуються Météo-France, є цифровими барометрами з компенсацією температури. Дійсно, оскільки датчик піддається розширенню в залежності від температури, вимірювання тиску коригується за допомогою датчика температури.
У метеорології коливання тиску з висотою також вимірюється датчиком, розміщеним під повітряною кулею: це радіозонд. Саме детальне знання горизонтальних і вертикальних коливань атмосферного тиску дає змогу визначити рухи атмосфери.
Вертикальна зміна атмосферного тиску
Чим вище ми піднімаємося, тим менше повітря над нашими головами і, отже, більше падає тиск. В середньому атмосферний тиск зменшується на 1 гПа кожні 8 метрів.
Середній тиск на висоті 1500 м: 850 гПа
Середній тиск на 3000 м: 700 гПа
Середній тиск на 5500 м: 500 гПа.
Повітря від 0 до 5000 м, стільки ж, скільки між 5000 м і простором.
Горизонтальна зміна атмосферного тиску
На рівні моря середній тиск становить 1013,25 гПа.
1013,25 гПа = 1013,25 мб = 760 мм рт. Ст.
У будь-якій точці поверхні земної кулі тиск, повернутий до рівня моря, з часом змінюється. У метеорології ми називаємо депресію центром низького тиску, а антициклон - центром високого тиску. Барометричне болото - це велика географічна територія, де тиск на рівні моря коливається дуже мало.
Тиск на рівні моря, зафіксований на земній кулі, коливається між 870 гПа (біля Філіппін, в центрі тайфуну Тіпс 12 жовтня 1979 р.) І близько 1087 гПа (Тосонценгель в Монголії) 20 січня 2010 р. (Запис ще не формалізований Всесвітньою метеорологічною організацією).
У материковій частині Франції між 1951 і 2012 рр. 25 лютого 1989 р. Було зафіксовано 951,8 гПа в Пуант-де-Ла-Гаазі (Манш), а 1048,9 гПа - у Пуент-де-Шемулен (Атлантична Луара) 3 березня 1990 р.
Дощ або блиск ?
Найчастіше погода дощова, коли тиск низький.
Коли він швидко зменшується, загрожує вітер та негода.
І навпаки, високий атмосферний тиск є синонімом спокійної, але не обов’язково гарної погоди. Тож влітку високий тиск та гарна погода йдуть рука об руку, але взимку їх часто супроводжують тумани та низькі хмари, які можуть тривати цілий день.
На спостереженні за погодою або на карті прогнозу в метеорології є лінії рівного тиску, які називаються "ізобарами". У Франції ізобари від 5 до 5 гПа будують, виділяючи контрольну ізобару 1015 гПа (найближчу до середнього значення 1013,25 гПа). Отриманий графік дозволяє метеорологам стежити за системами.
Різниця тиску між двома точками на карті, або горизонтальний градієнт тиску, використовується для визначення інтенсивності вітру: чим більший градієнт (нахил), тим сильнішим буде вітер. Таким чином, чим щільніше ізобари, тим сильніший вітер (як контурні лінії на рельєфі географічної карти).
У північній півкулі вітри обертаються за годинниковою стрілкою навколо максимумів та проти годинникової стрілки навколо мінімумів (навпаки, у південній півкулі).
Барометричний приплив
Повітря, як вода, є рідиною. Як і океан, атмосфера піддається притяганню зірок. Атмосферний тиск в точці коливається, проявляючи два максимуми і два мінімуми на день. Це барометричний приплив. Амплітуда цієї варіації залежить від широти: незначна на полюсах, вона може досягати декількох гектопаскалів у тропіках. У помірних широтах барометричний приплив важко спостерігати, оскільки він часто маскується коливаннями тиску, пов’язаними з атмосферними порушеннями.