الضغط الجوي: فهمه وقياسه

ما هو الضغط الجوي؟ وكيف نقيسه؟ هذا المقال يستعرض تعريف الضغط الجوي، ويشرح آليات عمل أجهزة قياسه المختلفة، بالإضافة إلى العوامل المؤثرة عليه وأهميته في التنبؤ بالطقس.

محتويات

فهم مفهوم الضغط الجوي

يُعرّف الضغط الجوي بأنه القوة التي يمارسها وزن عمود الهواء في الغلاف الجوي على وحدة مساحة معينة.[1] ويمكن التعبير عن ذلك رياضياً بالمعادلة: الضغط = القوة/المساحة. تقاس وحدة الضغط بالباسكال (نيوتن/م²) في النظام الدولي للوحدات،[2] ولكن غالباً ما يُستخدم الكيلوباسكال لسهولة القياس. من الوحدات الأخرى المستخدمة: ملليمتر زئبق، بوصة زئبق، رطل/بوصة²، ووحدة الضغط الجوي (atm).[3] يكون الضغط الجوي أعلى عند مستوى سطح البحر بسبب كثافة الهواء ووزنه، ثم ينخفض تدريجياً بزيادة الارتفاع.[4]

قياس الضغط الجوي: الأدوات المستخدمة

الضغط الجوي هو تعبير عن تأثير جاذبية الأرض على الهواء، مما يؤدي إلى ضغطه على الأجسام.[5] يتم قياسه بأجهزة متخصصة، منها:

الباروميتر الزئبقي

يستخدم الباروميتر الزئبقي لقياس الضغط الجوي من خلال تحديد ارتفاع عمود الزئبق. يتميز الزئبق بكثافته العالية، مما يجعل قياس ارتفاع العمود أسهل مقارنةً بالسوائل الأخرى. فلو استخدم الماء بدلاً من الزئبق، لكان ارتفاع العمود المطلوب 10.36 متر.[6]

الباروميتر المعدني (اللاسائلي)

يُعرف أيضاً بالباروميتر اللاسائلي، وهو بديل آمن عن الباروميتر الزئبقي، يتكون من مادة معدنية مرنة تتمدد وتنكمش استجابة لتغيرات الضغط الجوي. يرتبط هذا المعدن بإبرة تتحرك على قرص الجهاز لإظهار قياس الضغط بدقة. يُستخدم هذا الجهاز بشكل شائع في المنازل والطائرات لسهولة استخدامه.[7]

جهاز الباروجراف

يسجل الباروجراف قيم الضغط الجوي تلقائياً على فترات زمنية قصيرة، ويعرضها بيانياً.[8] يتكون من إبر تسجل قيم الضغط على شكل رسم بياني يوضح ارتفاع وانخفاض الضغط، ويمكن ضبطه لتسجيل يومي، أسبوعي، أو شهري.[9]

العوامل التي تؤثر على الضغط الجوي

يتأثر الضغط الجوي بالعديد من العوامل، منها:

  • درجة الحرارة: الهواء الساخن أقل كثافة من الهواء البارد، لذا فإن ارتفاع درجة الحرارة يقلل الضغط الجوي.
  • الارتفاع: يقل الضغط الجوي كلما ارتفعنا عن سطح البحر، لأن وزن عمود الهواء فوقنا يقل.
  • دوران الأرض: دوران الأرض يحرك الهواء البارد من القطبين باتجاه خط الاستواء، مما يؤثر على الضغط الجوي.
  • دوائر العرض: يزداد الضغط الجوي كلما ابتعدنا عن خط الاستواء.
  • تضاريس سطح الأرض: يختلف الضغط الجوي فوق اليابسة عن المسطحات المائية.
  • رطوبة الهواء: الهواء الرطب أكثر كثافة من الهواء الجاف، وبالتالي يكون الضغط الجوي فيه أعلى.
  • حركة الشمس: تتغير درجات الحرارة حسب مواسم السنة، مما يؤثر على الضغط الجوي.

أهمية الضغط الجوي

لضغط الجوي أهمية كبيرة في:

  • التنبؤ بالطقس: تغيرات الضغط المرتفع والمنخفض تؤثر على حالة الطقس.[11]
  • اتجاهات الرياح: الضغط الجوي يؤثر على اتجاه الرياح.[12]
  • الطقس في المناطق ذات الضغط الثابت: مثل المناطق القطبية أو الاستوائية.[12]

خلاصة

يُلخص هذا المقال مفهوم الضغط الجوي، وكيفية قياسه بالأجهزة المختلفة، والعوامل التي تؤثر عليه، وأهميته في فهم وتوقع أحوال الطقس. يُعد فهم الضغط الجوي أساسياً لفهم العديد من الظواهر الجوية والبيئية.

[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12] (المرجعيات ستُضاف هنا عند نشر المقال)

Total
0
Shares
المقال السابق

فهم الضغط الإسموزي: آلية عمل الخلايا

المقال التالي

فهم مفهوم الضغط في الفيزياء

مقالات مشابهة