Presiunea atmosferică și modul în care aceasta influențează vremea
O caracteristică importantă a atmosferei Pământului este presiunea sa atmosferică, care determină vântul și condițiile meteorologice din întreaga lume.
Gravitația exercită o forță de atracție asupra atmosferei planetei, la fel cum ne ține pe noi legați de suprafața acesteia. Această forță gravitațională face ca atmosfera să împingă împotriva a tot ceea ce o înconjoară, presiunea crescând și scăzând pe măsură ce Pământul se învârte.
Ce este presiunea atmosferică?
Prin definiție, presiunea atmosferică reprezintă presiunea exercitată de aerul din atmosferă asupra scoarței terestre.
Forța exercitată de o masă de aer este creată de moleculele care o compun și de dimensiunea, mișcarea și numărul acestora prezente în aer. Acești factori sunt importanți deoarece determină temperatura și densitatea aerului și, prin urmare, presiunea acestuia.
Numărul de molecule de aer de deasupra unei suprafeței presiunea atmosferică. Pe măsură ce numărul de molecule crește, acestea exercită o presiune mai mare asupra unei suprafețe, iar presiunea atmosferică totală crește. În schimb, dacă numărul de molecule scade și presiunea atmosferică.
Cum se măsoară?
Presiunea aerului se măsoară cu ajutorul barometrelor cu mercur sau aneroide. Barometrele cu mercur măsoară înălțimea unei coloane de mercur într-un tub de sticlă vertical. Pe măsură ce presiunea aerului se modifică, se modifică și înălțimea coloanei de mercur, la fel ca un termometru. Meteorologii măsoară presiunea atmosferică în unități numite atmosfere (atm). O atmosferă este egală cu 1,013 milibari (MB) la nivelul mării, ceea ce se traduce prin 760 de milimetri de argint viu atunci când este măsurat pe un barometru cu mercur.
Un barometru aneroid utilizează o spirală de tub, din care se elimină cea mai mare parte a aerului. Bobina se îndoaie spre interior atunci când presiunea crește și se îndoaie spre exterior atunci când presiunea scade. Barometrele aneroide folosesc aceleași unități de măsură și produc aceleași citiri ca barometrele cu mercur, dar nu conțin niciun element.
Cu toate acestea, presiunea aerului nu este uniformă pe întreaga planetă. Intervalul normal al presiunii aerului pe Pământ este cuprins între 970 MB și 1,050 MB. Aceste diferențe sunt rezultatul sistemelor de presiune atmosferică joasă și înaltă, care sunt cauzate de încălzirea inegală pe suprafața Pământului și de forța gradientului de presiune.
Cea mai mare presiune barometrică înregistrată a fost de 1,083,8 MB (ajustată la nivelul mării), măsurată în Agata, Siberia, în data de 31 decembrie 1968,2. Cea mai scăzută presiune măsurată vreodată a fost de 870 MB, înregistrată când taifunul Tip a lovit vestul Oceanului Pacific, în data de 12 Octombrie 1979.
Sisteme de presiune scăzută
Un sistem de presiune scăzută, denumit și depresiune, este o zonă în care presiunea atmosferică este mai scăzută decât cea din zona înconjurătoare. De obicei, depresiunile sunt asociate cu vânturi puternice, aer cald și ridicare atmosferică. Ridicarea atmosferică este un termen general care se referă la un grup de procese care fac ca masele de aer să se ridice în sus în atmosferă.
În aceste condiții, depresiunile produc în mod normal nori, precipitații și alte condiții meteorologice nefavorabile, cum ar fi furtunile tropical li cicloanele.
Zonele predispuse la presiune scăzută nu au temperaturi diurne (zi versus noapte) sau sezoniere extreme, deoarece norii prezenți deasupa acestor zone reflectă radiația solară care intră în atmosferă. Prin urmare, acestea nu se pot încălzi atât de mult în timpul zile (sau vara), iar noaptea acționează ca o pătură, reținând căldura dedesubt.
Sisteme de presiune înaltă
Un sistem de înaltă presiune, numit uneori anticiclon, este o zonă în care presiunea atmosferică în emisferă nordică și în sensul invers acelor de ceasornic în emisfera sudică, datorită efectului Coriolios.
Zonele cu presiune ridicată sunt în mod normal cauzate de un fenomen numit subsidență, ceea ce înseamnă că, pe măsură ce aerul din zonele înalte se răcește, devine mai dens și se deplasează spre sol. Presiunea crește aici deoarece mai mult aer umple spațiul lăsat de depresiune. De asemenea, subsidența evaporă cea mai mare parte a vaporilor de apă din atmosferă, astfel încât sistemele de înaltă presiune sunt de obicei asociate cu aerul senin și vremea calmă.
Spre deosebire de zonele de presiune joasă, absența norilor înseamnă că zonele predispuse la presiune înaltă se confruntă cu temperaturi diurne și sezoniere extreme, deoarece nu există nori care să blocheze radiația solară de intrare sau să blocheze radiația cu unde lungi de ieșire pe timp de noapte.
În întreaga lume, există mai multe regiuni în care presiunea atmosferică este extrem de constantă. Acest lucru poate duce la modele meteorologice extrem de previzibile în regiuni precum tropicele sau polii.
Zona ecuatorială de joasă presiune: Această zonă se află în regiunea ecuatorială a Pământului (de la 0 la 10 grade nord și sud) și este compusă din aer cald, ușor, care se deplasează convergent. Deoarece acest aer care se deplasează convergent este umed și plin de energie în exces, acesta se extinde și se răcește pe măsură ce ridică, creând norii și precipitațiile abundente care sunt predominante în întreaga zonă. Această depresiune a zonei de joasă presiune formează, de asemenea, zonă de convergență intertropicală (ITCZ) și alizeele.
Celule subtropicale de înaltă presiune: Situată la 30 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, acesta este relativ uscat. Ploile abundente care cad de-a lungul ecuatorului elimină, de asemenea, cea mai mare poarte a excesului de umiditate. Vânturile dominante din zona subtropicală înaltă sunt numite vânturi de vest.
Celule subpolare de joasă presiune: Această zonă se află la o latitudine de 60 de grade nord/sud și se caracterizează prin vreme rece și umedă. Scăderea subpolară este cauzată de întâlnirea maselor de aer rece de la latitudini mai înalte și a maselor de aer mai cald de la latitudini mai joase. În emisferă nordică, întâlnirea lor formează frontul polar, care produce furtunile ciclonice de joasă presiune responsabile de precipitațiile din nord-vestul Pacificului și din mare parte a Europei. În emisfera sudică, furtunile puternice se dezvoltă de-a lungul acestor fronturi și provoacă vânturi puternice 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. În cazul acestor sisteme, vânturile se îndepărtează de poli într-un anticiclon, care coboară pentru a forma vânturile de est polare. Totuși, acestea sunt slabe, deoarece la poli este disponibilă puțină energie pentru a face sistemele puternice. Cu toate acestea, marele ciclon antarctic este puternic, deoarece se poate forma deasupra mării reci în loc de marea mai caldă.
Prin studierea acestor creșteri și scăderi, oamenii de știință pot înțelege mai bine tiparele de circulație ale Pământului și pot prezice vremea, acest lucru fiind folositor în viața de zi cu zi, în navigație, în transportul maritim și în alte activități importante, făcând din presiunea atmosferică o componentă importantă a meteorologiei și a altor științe atmosferice.