Atmosferische Druk: Definitie En Feiten

{h1}

Atmosferische druk is de kracht die wordt uitgeoefend op een oppervlak door het gewicht van de lucht boven het oppervlak.

Boeken over meteorologie beschrijven de aardatmosfeer vaak als een enorme oceaan van lucht waarin we allemaal leven. Diagrammen geven onze thuisplaneet weer als omgeven door een grote zee van atmosfeer, een paar honderd kilometer hoog, verdeeld in verschillende lagen. En toch, dat deel van onze atmosfeer dat al het leven ondersteunt dat we kennen, is in werkelijkheid buitengewoon dun en strekt zich uit tot slechts ongeveer 18.000 voet - iets meer dan 3 mijl. En het gedeelte van onze atmosfeer dat met enige nauwkeurigheid kan worden gemeten, gaat omhoog tot ongeveer 40 kilometer. Verder dan, om een ​​precies antwoord te geven waar de sfeer uiteindelijk eindigt, is bijna onmogelijk; ergens tussen de 200 en 300 mijl komt een onbepaald gebied waar de lucht geleidelijk dunner wordt en uiteindelijk overgaat in het vacuüm van de ruimte.

Dus de luchtlaag rond onze atmosfeer is toch niet zo groot. Zoals wijlen Eric Sloane, een populaire autoriteit op het gebied van het weer, zo welsprekend zei: "De aarde hangt niet in een zee van lucht - hij hangt in een zee van ruimte en hij heeft een extreem dunne gaslaag op het oppervlak."

En dat gas is onze atmosfeer.

Lucht heeft gewicht

Als een persoon een hoge berg zou beklimmen, zoals Mauna Kea op het Grote Eiland van Hawaï, waar de top reikt tot 13.796 voet (4.206 meter), is het oplopen van hoogteziekte (hypoxie) een grote kans. Alvorens op te stijgen naar de top, moeten bezoekers stoppen bij het informatiecentrum, gelegen op een hoogte van 9.200 voet (2.804 m) waar ze worden verteld om te acclimatiseren aan de hoogte voordat ze verder de berg op gaan. "Nou, natuurlijk," zou je kunnen zeggen: "Immers, de hoeveelheid beschikbare zuurstof op zo'n grote hoogte is aanzienlijk minder in vergelijking met wat op zeeniveau aanwezig is."

Maar als je zo'n verklaring aflegt, zou je dat wel zijn fout!

In feite bestaat 21 procent van de atmosfeer van de aarde uit levengevende zuurstof (78 procent bestaat uit stikstof en de resterende 1 procent uit een aantal andere gassen). En het aandeel van die 21 procent is vrijwel hetzelfde op zeeniveau als op hooggebergte.

Het grote verschil is niet de hoeveelheid zuurstof die aanwezig is, maar eerder dichtheid en druk.

Die vaak gebruikte analogie van het vergelijken van lucht met water ("een oceaan van lucht") is een goede, want we zwemmen allemaal letterlijk door de lucht. Stel je nu dit voor: een lange plastic emmer is tot de rand gevuld met water. Neem nu een ijspik en steek een gat in de buurt van de bovenkant van de emmer. Het water zal langzaam naar buiten druppelen. Pak nu de houweel en knal een ander gat omlaag in de buurt van de bodem van de emmer. Wat gebeurt er? Daar beneden zal het water snel in een scherpe stroom spuiten. De reden is het verschil in druk. De druk die wordt uitgeoefend door het gewicht van het water bij de bodem van de emmer is groter dan bij de bovenkant, zodat het water onderaan uit het gat wordt "geperst".

Evenzo is de druk van alle lucht boven onze hoofden de kracht die lucht in onze longen duwt en er zuurstof uit zuigt en in onze bloedbaan. Zodra die druk afneemt (zoals wanneer we een hoge berg beklimmen), wordt er minder lucht in de longen geduwd, waardoor minder zuurstof onze bloedbaan en hypoxieringsresultaten bereikt; opnieuw, niet vanwege een vermindering van de hoeveelheid beschikbare zuurstof, maar naar de vermindering van de atmosferische druk.

Hoogtepunten en dieptepunten

Dus hoe verhoudt atmosferische druk zich tot dagelijkse weerpatronen? U hebt ongetwijfeld weersvoorspellingen op televisie gezien; de on-camera weercaster die verwijst naar hogedruk- en lagedruksystemen. Waar gaat dat allemaal over?

Kortom, in een notendop varieert de hitte van de zon elke dag op de hele aarde. Vanwege ongelijke zonne-energie verwarming, variëren de temperaturen over de hele wereld; de lucht aan de evenaar is veel warmer dan aan de polen. Dus de warme, lichte lucht stijgt op en verspreidt zich naar de polen en de koudere, zwaardere lucht zinkt naar de evenaar.

Maar we leven op een planeet die roteert, dus dit eenvoudige windpatroon is zo vervormd dat de lucht rechts van zijn bewegingsrichting op het noordelijk halfrond en links op het zuidelijk halfrond wordt gedraaid. Vandaag kennen we dit effect als de Coriolis Force en als een direct gevolg daarvan worden grote windspiralen geproduceerd die we kennen als systemen met hoge en lage druk.

Op het Noordelijk Halfrond spint de lucht in lagedrukgebieden tegen de klok in en naar binnen - orkanen bijvoorbeeld zijn Coriolis-mechanismen, circulerende lucht tegen de klok in. Daar staat tegenover dat hogedruksystemen de lucht in het midden met de klok mee en naar buiten draaien. Op het zuidelijk halfrond is de richting van de spiraal van de lucht omgekeerd.

Dus waarom associëren we over het algemeen hoge druk met mooi weer en lage druk met onrustig weer?

Hogedruksystemen zijn "koepeldaken" die naar beneden drukken, terwijl lagedruksystemen verwant zijn aan "atmosferische valleien" waar de dichtheid van de lucht minder is. Aangezien koele lucht minder capaciteit heeft om waterdamp vast te houden in tegenstelling tot warme lucht, worden wolken en neerslag veroorzaakt door koeling van de lucht.

Dus door de luchtdruk te verhogen, stijgt de temperatuur; onder die hoge drukkoepels, neigt de lucht te zinken ("verzakking" genoemd) naar de lagere niveaus van de atmosfeer waar de temperaturen warmer zijn en meer waterdamp kunnen bevatten. Druppeltjes die kunnen leiden tot de vorming van wolken zouden de neiging hebben te verdampen. Het eindresultaat is meestal een duidelijkere en droger omgeving.

Omgekeerd, als we de luchtdruk verlagen, heeft de lucht de neiging op te stijgen naar de hogere niveaus van atmosfeer waar de temperaturen kouder zijn. Naarmate de capaciteit om waterdamp vast te houden afneemt, condenseert de damp snel en zullen wolken (die zijn samengesteld uit ontelbare miljarden kleine waterdruppeltjes of, op zeer grote hoogte, ijskristallen) ontwikkelen en uiteindelijk zal de neerslag vallen. Natuurlijk konden we zones met hoge en lage druk niet voorspellen zonder een apparaat te gebruiken om de atmosferische druk te meten.

Voer de barometer in

Atmosferische druk is de kracht per oppervlakte-eenheid die wordt uitgeoefend door het gewicht van de atmosfeer. Om dat gewicht te meten, gebruiken meteorologen een barometer. Het was Evangelista Torricelli, een Italiaanse natuurkundige en wiskundige die in 1643 bewees dat hij de atmosfeer kon wegen tegen een kolom kwik. Hij heeft de druk gemeten en deze direct in gewicht omgezet. Het door Torricelli ontworpen instrument was de allereerste barometer. Het open uiteinde van een glazen buis wordt geplaatst in een open schaal met kwik. Atmosferische druk dwingt het kwik om in de buis omhoog te komen. Op zeeniveau zal de kolom met kwik (gemiddeld) stijgen tot een hoogte van 29,92 inch of 760 millimeter.

Waarom geen water gebruiken in plaats van kwik? De reden is dat op zeeniveau de waterkolom ongeveer 34 voet hoog zou zijn! Kwik is daarentegen 14 keer dichter dan water en is de zwaarste stof die beschikbaar is en die bij normale temperaturen vloeibaar blijft. Dat maakt het instrument handiger qua formaat.

Hoe NIET een barometer te gebruiken

Op dit moment heb je misschien een barometer aan de muur van je huis of kantoor hangen, maar naar alle waarschijnlijkheid is het geen kwikbuis maar eerder een wijzerplaat met een pijl die wijst naar de huidige barometerdrukmeting. Een dergelijk instrument wordt een aneroïdebarometer genoemd, die bestaat uit een gedeeltelijk geëvacueerde metalen cel die uitzet en samentrekt met veranderende druk en die is bevestigd aan een koppelingsmechanisme dat een indicator (de pijl) aandrijft langs een schaalverdeling in drukeenheden, hetzij in inches of millibar.

Meestal zie je op het indicatormalplaatje ook woorden als 'Sunny', 'Dry', 'Unsettled' en 'Stormy'. Vermoedelijk, als de pijl naar deze woorden wijst, zou dit een aanwijzing zijn van het verwachte weer dat voor ons ligt. "Sunny" kan bijvoorbeeld meestal worden gevonden in het bereik van hoge barometrische druk - 30,2 of 30,3 inch. "Stormachtig", aan de andere kant, zou worden gevonden in het bereik van lage barometrische druk - 29,2 of lager, misschien zelfs bij gelegenheid onder de 29 inch.

Dit lijkt allemaal logisch, maar het is allemaal nogal simplistisch. Er kunnen bijvoorbeeld momenten zijn dat de pijl naar "Sunny" wijst en de lucht in plaats daarvan helemaal bewolkt is. En bij andere gelegenheden zal de pijl 'Stormachtig' voorstellen, en toch zie je zonneschijn vermengd met blauwe lucht en snel bewegende, gezwollen wolken.

Hoe een barometer correct te gebruiken

Daarom moet u, samen met de zwarte indicatorpijl, ook letten op een andere pijl (meestal goud) die handmatig kan worden aangepast aan elk deel van de knop. Wanneer u uw barometer controleert, tikt u eerst lichtjes op de voorkant van de barometer om interne wrijving te verwijderen en lijnt u vervolgens de gouden pijl uit met de zwarte. Kom dan enkele uren later terug om te zien hoe de zwarte pijl is veranderd ten opzichte van de gouden pijl. Is de druk stijgt of daalt? Als het valt, gaat het dan zo snel (misschien enkele tienden van een centimeter laten vallen)? Als dat zo is, kan er een storm komen. Als een storm voorbij is gegaan en de lucht is verdwenen, kan de barometer nog steeds "stormachtig" weer aangeven, maar als je de gouden pijl een paar uur geleden had gezet, zou je bijna zeker zien dat de druk nu snel stijgt, wat suggereert dat - ondanks de indicatie van stormachtigheid - dat mooie weer op komst is.

En uw prognose kan nog verder worden verbeterd door uw record van veranderende barometrische druk te combineren met de veranderende richting van de wind. Zoals we al hebben geleerd, circuleert lucht met de klok mee rond hogedruksystemen en tegen de klok in rond lagedruksystemen. Dus als u een trend ziet in de richting van toenemende druk en een noordwestelijke wind, kunt u verwachten dat over het algemeen mooi weer in beweging komt, in tegenstelling tot een dalende barometer en een oosten- of noordoostelijke wind die uiteindelijk zou kunnen leiden tot wolken en neerslag.


Video Supplement: Richard Gage over 9/11 TU Delft- met NL ondertiteling.




Onderzoek


Valt Antarctica Uiteen?
Valt Antarctica Uiteen?

Klondike: Het Echte Verhaal Achter De Gold Rush-Miniserie
Klondike: Het Echte Verhaal Achter De Gold Rush-Miniserie

Science Nieuws


2012 Atlantische Orkaannamen
2012 Atlantische Orkaannamen

A Matter Of Class: 2.400-Jaar-Oude Tomben Opbrengst Oude Aristocraten
A Matter Of Class: 2.400-Jaar-Oude Tomben Opbrengst Oude Aristocraten

Klein Probleem: Bison Shrink As Planet Warms
Klein Probleem: Bison Shrink As Planet Warms

Nieuwe Contactlenzen Go Bionic
Nieuwe Contactlenzen Go Bionic

Spacex Falcon Heavy: What'S Up With The Giant Rocket?
Spacex Falcon Heavy: What'S Up With The Giant Rocket?


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com