في الحقيقة أن ما يحدث للضغط الجوي عندما يبرد الهواء هو زيادة الضغط الجوي.
إذ أنه مع ارتفاع درجات الحرارة يتمدد الهواء نتيجة انخفاض كثافته وهذا يتسبب في انخفاض الضغط.
كما يتقلص الهواء نتيجة الانخفاض في درجات الحرارة وبالتالي يتسبب في كثافته إذ ينتج عن ذلك ارتفاع الضغط الجوي.
لذلك فعند تعرض الهواء للبرودة والانخفاض في درجة الحرارة يزيد معه الضغط الجوي.
لذا نجد أن المناطق الاستوائية تتمتع بضغط منخفض ويرجع السبب في ذلك إلى الارتفاع الشديد في درجات الحرارة لهذه المناطق.
بينما من جهة أخرى نجد أن المناطق القطبية تتمتع بضغط جوي مرتفع نتيجة الانخفاض الشديد في درجات الحرارة.
الضغط الجوي
يتأثر الضغط الجوي بالكثير من العوامل أهمها درجة الحرارة وجاذبية الأرض ودورانها ورطوبة الهواء وفيما يلي نتعرف سويا على ماهية الضغط الجوي:
يتم تعريف الضغط الجوي على أنه وزن عمود الهواء الممتد من سطح الأرض.
كما يُعرف أنه عبارة عن كتلة هوائية في منطقة ما.
أيضا مصطلح الضغط الجوي يترادف مع مصطلح ضغط الهواء عندما يتم وصف الظروف الواقعة على الغلاف الجوي.
إذ أن الهواء يتكون من جزيئات ولهذه الجزيئات كتلة تخضع تلك الكتلة إلى قوة الجاذبية الأرضية ولهذا فإن ضغط الهواء هو وزن الجزيئات المتكون منها الهواء التي يقع ضغطها على الأشياء.
وبالرغم من ذلك فإن الأشخاص الذين يعيشون على وجه الأرض يتحملون وزن كافة جزيئات الهواء الموجودة في الغلاف الجوي.
لهذا نجد أنه في حال ارتفاعات درجة الحرارة بشكل عالي ينخفض معها ضغط الهواء نتيجة انخفاض عدد جزيئات الهواء التي تقوم بالضغط من الأعلى بالمقارنة مع ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر.
وبالتالي فإن الضغط الجوي هو عبارة عن القوة التي تقع على وحدة المساحة في الهواء المحيط بمنطقة الكرة الأرضية والذي يتشكل منه الغلاف الجوي.
إذ يعتبر هو آلة الضغط التي تؤثر على جسم الإنسان لأنه هو الضغط الذي يُولد عن الغلاف الجوي حيث يعرف بأنه عمود الهواء الواقع على مساحة محددة من الأرض.
يمتد الضغط الجوي من سطح الأرض إلى أن يصل لنهاية الغلاف الجوي.
يتم التعبير عن الغلاف الجوي بوحدة نيوتن أو وحدة باسكال لكل متر مربع كما يستخدم وحدة المليبار في قياس الضغط الجوي للأرصاد الجوية.
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
هناك مجموعة من العوامل التي يتأثر بها الضغط الجوي كما ذكرنا سالفا منها مستوى الارتفاع عن سطح البحر إلى جانب درجة الحرارة والجاذبية الأرضية والرطوبة التي يحملها الهواء ودوران الأرض وهذه العوامل نذكرها لكم فيما يلي:
درجة الحرارة: يتأثر الضغط الجوي بدرجة الحرارة إذ أنه مع ارتفاع درجة الحرارة ينخفض الضغط الجوي والعكس عند انخفاض درجات الحرارة يزيد الضغط الجوي.
الارتفاع عن مستوى سطح البحر: يتولد ضغط الهواء نتيجة وزن الهواء ولهذا يعتبر مستوى سطح البحر هو أعلى منطقة ضغط جوي في حين أن الابتعاد عن مستوى سطح البحر ينخفض فيها ضغط الهواء.
وذلك نظرا لكون الهواء العلوي خفيف الوزن وكثافته منخفضة وليس هناك معدل ثابت ينخفض فيه ضغط الهواء مع زيادة الارتفاع بينما يتناقص مع زيادة الارتفاع.
الرطوبة الموجودة في الهواء: تحويل الماء من حالته السائلة إلى الحالة الغازية نتيجة التبخر يُعرف بالرطوبة الجوية ونظرا لأن أبخرة الماء ذات وزن خفيف فإنها ترتفع وينخفض ضغط الهواء الرطب بالمقارنة مع الهواء الجاف.
لذلك فإن كمية أبخرة الماء المتصاعدة تتغير مع المكان والزمان مما ينتج عن ذلك ضغط هواء مختلف أيضا.
جاذبية الأرض: عندما تدور الأرض حول محورها وكلما ابتعدنا عن مركز الكرة الأرض تنخفض الجاذبية في حين أن متوسط المسافة الواقعة بين المناطق الاستوائية والمناطق القطبية يختلف عن مركز الأرض.
إذ أن المناطق القطبية تقع في أقرب نقطة من مركز الأرض عكس المناطق الاستوائية والتي يكون فيها ضغط الهواء أعلى.
دوران الأرض: ينتج عن ذلك الدوران قوة طرد مركزية يكون تأثيرها الأكبر في المناطق الاستوائية وتأثير أقل على المنطقة القطبية إذ تدفع قوة الطرد المركزي الأجسام بعيدا عن مركزها وبالتالي نجد أن ضغط الهواء أقل في المناطق الاستوائية بالمقارنة مع المناطق القطبية.
جهاز قياس الضغط الجوي
وفيما يلي نتعرف على وحدة قياس الضغط الجوي:
وحدة قياس الضغط الجوي هي جهاز البارومتر.
نتيجة تغير الضغط الجوي تحت سطح البحر أو فوقه من الممكن استخدام مقياس الضغط الجوي حتى يتم قياس الارتفاع.
يوجد نوعان رئيسيان من البارومترات المستخدمة في القياس وهما (البارومتر اللا سائلي والبارومتر الزئبقي)
حيث يبلغ قياس الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر نحو 14.7 رطل لكل بوصة مربعة وهو ما يعادل 760 ملم ( 30 بوصة) زئبقية.
البارومتر الزئبقي ذو انتشار قليل مقارنة بالبارومتر اللا سائلي التي تعد هي الأوسع انتشارا ومن أمثلتها الباروجراف.
يهتم الباحثين بالتعرف على أهمية الضغط الجوي إذ أن هناك الكثير من المناطق التي تكون ظروفها الجوية غير مستقرة وبالتالي تظهر هنا قيمة الضغط الجوي والذي بوسعنا أن نتعرف على أهميته من خلال النقاط التالية:
التعرف على حالة الطقس لأنه من المؤشرات الرئيسية للظروف الجوية خاصة في فصل الشتاء نظرا لأن انخفاض الضغط يشير إلى وجود فرصة لهطول الأمطار وارتفاع الضغط يشير إلى وجود طقس دافئ ولطيف.
تكمن أهمية الضغط الجوي في الحفاظ على التنفس الطبيعي والحفاظ على سلامة العديد من سكان بعض المناطق لأن انخفاض الضغط الجوي يعني انخفاض في نسبة الأكسجين اللازم لعملية التنفس.
يساعد متسلقي الجبال والغواصين من خلال مراقبة الضغط الجوي وبالتالي تجنب الوقوع في الخطر السريع في الموقع ذو الضغط الجوي المرتفع مما يترتب عليه انتقالهم إلى موقع ضغطه منخفض.
يساعد الضغط الجوي على تحديد الموقع لمنطقة لأن التغيير في الضغط الجوي بإمكانه التأثير على إشارات الأبراج الكهربائية.
منع إصابة الكائنات بالنزيف لأن الضغط الجوي يتشابه مع ضغط الدم عند الكائن الحي وبالتالي فإن التعرف على تغيرات الضغط الجوي بإمكانها أن تساهم في الحد من اختلال تدفق الدم.
الحفاظ على السوائل من التبخر فعند انخفاض الضغط الجوي يتحول السائل إلى حالة غازية حتى وإن كان في درجة حرارة الغرفة وبالتالي عند معرفة قيمة الضغط الجوي يمكن العمل على ضبطه.
أسئلة أخرى قد تهمك
من هو اول من اثبت وجود ضغط الهواء؟
يعتبر عالم الفيزياء الإيطالي إيفانجيلستا تورشلي هو أول من أثبت وجود الضغط للهواء إذ أنه لاحظ عدم تمكن مضخة الماء من ضخ الماء حتى ارتفاع يتجاوز 10 أمتار.
هل الهواء له وزن؟
يمكن وزن عمود الهواء بالكيلو جرام على المتر المربع = 100874.268 ÷ 9.81 = 10282.8 كيلو جرام/ متر مربع أي ما يزيد عن 10 طن على المتر المربع.
من اين نحصل على الهواء؟
الهواء يتكون من خليط مختلف من الغازات حيث يحتوي غلاف الأرض الجوي على النيتروجين بنسبة تصل إلى 78% ونسبة الأكسجين فيه تعادل 21% كما يحتوي الهواء على كمية بسيطة من بقية الغازات الأخرى مثل النيون وثاني أكسيد الكربون وأيضا الهيدروجين.
