السبب وراء وجود ضغط للهواء هو أن للهواء وزن ينتج عنه ذلك الضغط.
إذ يتكون الضغط بسبب تأثير وزن جسم على جسم آخر أو على منطقة محددة.
ولأن الهواء الجوي يحتوي على العديد من المكونات التي تشكل له وزن مما ينتج عن ذلك ضغط له.
يوجد الهواء في جميع أجزاء الكرة الأرضية وأيضا يوجد في الفراغات.
يتميز الهواء بوزنه الخفيف الذي يجعل من الصعب الشعور به.
كما تكمن أهمية الهواء الرئيسية في استمرار حياة الإنسان على سطح الكرة الأرضية وأيضا له أهمية بالغة من أجل وجود كافة المخلوقات الحية بوجه عام.
علما بأن الهواء الجوي يتكون من المواد الآتي ذكرها:
يشكل الأكسجين قيمة 21%.
يشكل غاز النيتروجين 78%.
يحتوي الهواء على 3% من غاز ثاني أكسيد الكربون.
تشكل نسبة الغازات الأخرى مثل الأرجون 0.97%.
يحتوي على نسبة ضئيلة جدا من بخار الماء.
الضغط الجوي
الكثير منا يتساءل عن الضغط الجوي وفيما يلي نطلعكم على بعض المعلومات التي تخص الضغط الجوي وهي على النحو التالي:
الضغط الجوي هو عبارة عن الوزن الذي يقدر لـ عمود الهواء الذي سيقع على مساحة 1 سم مربع في الفراغ.
إذ يكون ارتفاع العمود 1.000 كيلو متر ويكون بذلك يعادل سمك الغلاف الجوي.
ويكون الضغط أكبر ما يكون عندما يكون بالقرب من سطح الكرة الأرضية وكلما زاد الارتفاع عن مجال الغلاف الجوي كلما قل ضغط الهواء.
حيث يقاس الضغط الجوي بوحدة ميلي متر أو باسكال زئبق.
الضغط الجوي هو المصطلح الذي يطلق على وزن العمود الهوائي الذي يقع على مساحة تقدر بالسنتيمتر المربع في منطقة خالية.
أو هو وزن عمود الزئبق الذي يقع على مساحة بارتفاع 760 ميلي متر ويتم قياس الضغط الجوي بوحدة الباسكال نسبة إلى العالم الذي قام باكتشافه أو يقاس بالملي متر زئبق.
يرمز لتكون الضغط الجوي بالرمز P أو الرمز ض.
الضغط الجوي عند سطح البحر
يتم قياس الضغط الجوي على مستوى سطح البحر إذ يقاس بالبارومتر وهو ما نراه عادة يذكر في النشرات المتعلقة بالطقس في التلفزيون والإذاعة والإنترنت وأيضا الصحف.
ويتم استخدام علم مناخ الضغط الجوي عند سطح البحر لتحديد مراكز الضغط الجوي وتصنيفه على الكرة الأرضية.
حيث يعرف جملة من المراكز الخاصة بالضغط الجوي المهيمنة على طقس ومناخ المناطق الواسعة من الكرة الأرضية.
حيث تصنف إلى نوعين وهما:
مرتفعات جوية: وهي توجد في النصف الشمالي من الكرة الأرضية ومنها مرتفع سيبيريا ومرتفع الآصور.
منخفضات جوية: ومن أهم المنخفضات الموجودة في النصف الشمالي من الكرة الأرضية هو منخفض آيسلاندا.
أنواع الضغط
ضغط الانفجار: وهو الضغط الذي ينتج عن انفجار الغازات وانفجار بخار الماء الذي يتصاعد في الهواء.
الضغط السالب: وهو الذي يحمل قيمة سالبة حينما يقل الضغط في منطقة معينة عن الضغط الذي يتم قياسه عند مستوى البحر إذ يقدر بنحو 110 باسكال وعلى الأغلب يستخدم الضغط القياسي ذو القيمة الموجبة.
ضغط الغازات المثالية: حيث يعرف بالضغط الذي ينشأ عن علاقة خطية بين ضغط الغازات والحرارة المثالية وعدد مولات الغاز حيث لا تمتلك جزيئات الضغط المثالي حجم لذا لا يحدث بينهم أي تفاعل كيميائي.
ضغط الموائع الساكنة: يكون نتيجة الوزن الواقع من الضغط في السوائل ويكون على كافة الاتجاهات ويتأثر بعدة عوامل منها.
كثافة السائل: حيث يتناسب مع الضغط طرديا فكلما زادت كثافة السائل زادت قيمة الضغط.
عمق قياس النقطة: تتناسب طرديا مع الضغط فكلما زاد عمق النقطة المقاسة زادت قيمة الضغط.
هناك علاقة رياضية مخصصة لحساب قيمة ضغط السوائل وهي:
الضغط = تسارع الجاذبية الأرضية × عمق النقطة × كثافة السائل.
وحدات قياس الضغط
يستخدم في قياس الضغط الجوي وحدتين في النظام العالمي وهما:
النظام البريطاني للقياس: إذ يستخدم وحدة الباسكال في قياس الضغط وتساوي قيمتها الرياضية القوة مقسومة على المساحة.
النظام الأمريكي للقياس: ويستخدم وحدة البار والبساي ويتم تحويل قيم الضغط القياسية بين النظامين من أجل تسهيل التعامل بينهما إذ أن الباسكال الواحد يساوي 100 ألف بار و9.806.65 ضغط جوي تقني وأيضا 10.1325 ضغط جوي.
تأثير الارتفاع على الإنسان
كلما زاد الارتفاع عن سطح الأرض كلما قل الضغط الجوي وأيضا تقل نسبة الأكسجين في الجو مما يؤثر على الكائنات الحية التي تعيش على الهواء وتحتاج إلى الأكسجين ويجري تأثير ذلك الارتفاع على الإنسان على النحو التالي:
ارتفاع 2.400 متر: يعادل الضغط داخل طائرات الركاب وليس له تأثير.
ارتفاع 2.500 متر: يبدأ بعض الناس في الشعور بالدوار ممن يعانون من الحساسية.
ارتفاع 3.500 متر: يشعر نحو ⅓ الناس الغير معتادين على ذلك بالشعور بالدوار والتعب.
ارتفاع 4.000 متر: يشعر 95% من غير المعتادين بالدوار والتعب.
ارتفاع 5.500 متر: يستطيع بعض الناس العيش على هذا الارتفاع حيث تبلغ كمية الأكسجين على هذا الارتفاع نحو ½ كميته عند سطح البحر.
ارتفاع 7.500 متر: هي بداية المنطقة القاتلة حيث لا يستطيع متسلقي الجبال البقاء على هذا الارتفاع أكثر من يوم بدون أنابيب الأكسجين.
ارتفاع 8.848 متر: هي أعلى نقطة على سطح الأرض وهي قمة إفرست لا تستطيع البقاء على ذلك الارتفاع من دون أنابيب الأكسجين.
ارتفاع 12.192 متر: متوسط ارتفاع مستوى الطيران للطائرات التجارية إذ يلزم إمداد كابينة الطائرة بالهواء المضغوط من الخارج مع ضبط درجة حرارته.
أهمية الغلاف الجوي للأرض
الغلاف الجوي له أهمية كبيرة نتيجة دوره البارز في حماية الأرض من العوامل التي قد تكون بمثابة تهديد لها أو لعناصرها المادية التي تتكون منها كما له أهمية في حماية الكائنات الحية التي تعيش على الأرض كما تبرز أهميته في الآتي:
حماية الأرض من الإشعاعات.
حماية الأرض من المواد الفضائية.
الحفاظ على درجات حرارة الأرض.
الحفاظ على دورة المياه على الأرض.
سماع الأصوات.
تكون الطقس.
تجوية الصخور.
الحفاظ على الكائنات الحية.
سطح ضغطي
وهو السطح الذي له قيمة ضغط جوي متوسطة تكون واحدة في جميع امتداداته.
كما في السطح الضغطي 1000 مليبار و850 مليبار و700 مليبار و500 مليبار و300 مليبار و200 مليبار و100 مليبار.
يتميز السطح الضغطي بأنه لا يمتد أفقيا إذ نجده متموج وأحيانا مائل ويرجع السبب في ذلك لأن معدل تناقص الضغط مع الارتفاع ليس ثابت.
حيث يتوقف على الرياح ودرجة الحرارة وكثافة الهواء.
أسئلة أخرى قد تهمك
علل ما سبب وجود ضغط للهواء؟
لأن الهواء له وزن فيولد هذا الوزن ضغطا.
كيف يتم قياس الهواء؟
يتم قياس الهواء بجهاز البارومتر أو المرواز أو بواسطة جهاز قياس الضغط الجوي إذ تستخدم المراكز الخاصة بالأرصاد الجوية البارومتر للتعرف على التغييرات التي تحدث في ضغط الهواء حيث تعني التغييرات تغير الطقس المحتمل.
ما سبب وجود وزن الهواء؟
السبب في وجود وزن للهواء هو الجاذبية التي تمتلكها الأرض للهواء لذلك فإن الوزن الموجود في الهواء يتسبب في توليد ضغط وكلما ارتفعنا في الغلاف الجوي كلما تناقص ضغط الهواء بسبب التناقص في وزن الهواء خارج الغلاف الجوي.
