Нормальное атмосферное давление¶

Нормальное атмосферное давление — условно принятое значение давления земной атмосферы, равное 760 миллиметрам ртутного столба (мм рт. ст.) на уровне моря при температуре 0 °C на широте 45°. Эта величина соответствует 101 325 паскалям (1013,25 гектопаскаля или миллибара) в Международной системе единиц и используется как точка отсчёта в метеорологии, авиации, барометрии и физиологии.

Понятие «нормального» давления условно: оно отражает параметры стандартной атмосферы, а не фактическое давление в конкретной точке. Реальное давление непрерывно меняется под влиянием погодных процессов, высоты над уровнем моря и температуры воздуха.

¶Физическая сущность

Атмосферное давление — сила, с которой столб воздуха давит на единицу площади поверхности. Оно создаётся весом газов, входящих в состав атмосферы, и уменьшается с высотой, поскольку над точкой измерения остаётся всё меньше воздуха.

На уровне моря масса столба воздуха над площадью 1 см² составляет примерно 1 кг, что и даёт давление около 1 кгс/см², или 101 кПа. Именно поэтому ртутный барометр — прибор, уравновешивающий атмосферу столбом ртути, — показывает около 760 мм.

¶Единицы измерения

В разных сферах применяются различные единицы:

В России в повседневной практике и медицине традиционно используют миллиметры ртутного столба, в метеорологии и науке — гектопаскали.

¶Зависимость от условий

Нормальное давление 760 мм рт. ст. определено для строго оговорённых условий, и при их изменении меняется:

• Высота над уровнем моря. С подъёмом давление падает примерно на 1 мм рт. ст. на каждые 10–11 метров вблизи поверхности. На высоте 1000 м оно составляет около 670 мм, на вершине Эльбруса (5642 м) — порядка 380 мм.
• Температура. Тёплый воздух легче холодного, поэтому при нагревании давление в данной точке снижается.
• Широта и погода. Циклоны приносят пониженное давление, антициклоны — повышенное. Разница между ними может достигать десятков миллиметров.

По этой причине для каждой местности существует собственное «нормальное» фоновое давление, а не единое значение 760 мм.

¶Норма для разных регионов России

Жители разных городов адаптированы к своим типичным значениям:

• Москва (средняя высота около 150 м) — примерно 745–750 мм рт. ст.
• Санкт-Петербург (низменность, близость к морю) — около 755–760 мм.
• Екатеринбург (высота ~250 м) — около 735–740 мм.
• Города Сибири и Забайкалья, расположенные на высоте 500–800 м, — 700–720 мм.

Для человека, постоянно живущего в конкретной местности, физиологической нормой считается именно привычное для неё давление, а не универсальные 760 мм.

¶Стандартная атмосфера

В авиации, баллистике и инженерии используется модель стандартной атмосферы (ГОСТ 4401-81, ISO 2533). Она задаёт параметры на уровне моря:

• давление 101 325 Па (760 мм рт. ст.);
• температура 15 °C (288,15 К);
• плотность 1,225 кг/м³;
• скорость звука 340,3 м/с.

Эти значения служат эталоном для расчёта высоты полёта по барометрическому альтиметру и калибровки приборов.

¶Влияние на человека

Организм человека приспособлен к давлению среды: внутреннее давление в полостях уравновешивает внешнее. Заметные реакции возникают при отклонениях от привычной нормы:

• резкие перепады (при смене погоды, перелётах) вызывают у метеочувствительных людей головные боли, скачки артериального давления, дискомфорт в суставах;
• подъём в горы без акклиматизации ведёт к горной болезни из-за снижения парциального давления кислорода;
• в барокамерах и при подводных работах учитывают разницу между внешним и внутренним давлением.

Порог, при котором здоровый человек начинает ощущать нехватку кислорода без акклиматизации, лежит в районе 3500–4000 м над уровнем моря.

¶Измерение

Давление измеряют барометрами:

• ртутные — наиболее точные, основаны на уравновешивании столбом ртути;
• анероидные — механические, с вакуумной мембранной коробкой;
• барографы — самописцы для непрерывной регистрации;
• цифровые — на основе тензодатчиков и пьезорезисторов.

Для приведения показаний к уровню моря в метеорологии вводят поправки на высоту станции и температуру.

¶Рекорды

Самое высокое атмосферное давление, зафиксированное на уровне моря, — около 1084 гПа (813 мм рт. ст.) в Сибири в 1968 году. Самое низкое — порядка 870 гПа (652 мм рт. ст.) в центре тропических тайфунов. Эти крайние значения показывают, насколько условна «норма» в 760 мм.

¶Значение

Понятие нормального давления важно как единая точка отсчёта: оно позволяет сравнивать показания приборов в разных точках планеты, рассчитывать лётные характеристики, прогнозировать погоду и оценивать влияние среды на здоровье. При этом в быту под «нормальным» чаще понимают привычное для конкретной местности значение, а не эталонные 760 мм рт. ст.

Источники: ГОСТ 4401-81 «Атмосфера стандартная»; метеорологические справочники; учебники по физике атмосферы; материалы Росгидромета.