المنتديات العلمية

**عبير المطر** · 16.11.22 15:37

أسباب اختلاف الضغط الجوي على سطح الأرض Ecio-a13

من أسباب اختلاف الضغط الجوي على سطح الأرض:
درجة الحرارة.
الارتفاع عن مستوى سطح البحر.
كثافة جزيئات الهواء.
يمتد الغلاف الجوي إلى عدة كيلومترات فوق مستوى سطح البحر ويعمل وزن الهواء كضغط على الأرض يسمى ضغط الهواء، ولأن الضغط في أجسامنا يوازن ضغط الهواء فلن نشعر به ولكن يمكنك أن تشعر به إذا ركبت طائرة على مسافة عالية أو إذا تسلقت جبلًا، ولكن يوجد في الهواء الجوي مجموعة من الغازات منتشرة في الغلاف المحيط بالأرض وتسبب ضغطًا يسمى الضغط الجوي ويساوي هذا الضغط 1.01325 باسكال عند سطح البحر وكلما اتحهنا إلى سطح البحر كلما زاد الضغط وكلما ارتفعنا عن مستوى سطح البحر انخفض الضغط تدريجيًّا، مما جعل العلماء يتساءلون عن سبب حدوث هذه العمليات ولكنهم وجدوا الأسباب ومنها:
الفرق بين المنخفض الجوي والمرتفع الجوي
درجة الحرارة: درجة الحرارة هي العامل الأساسي في اختلاف الضغط الجوي في المناطق المختلفة على الأرض، حيث لا يتم تسخين الأرض بطريقة متساوية بواسطة الشمس، لذلك تظهر اختلافات كثيرة، حيث أنه في المناطق الأكثر حرارة يقل فيها ضغط الهواء أو الضغط الجوي بسبب اصطدام الجزيئات وابتعادها عن بعضها بسبب سرعة تحركها، والعكس صحيح ففي المناطق الباردة تتحرك جزيئات الهواء بشكل أبطأ وبالتالي تكون الجزيئات متقاربة من بعضها وبالتالي يقل الضغط.

الارتفاع عن مستوى سطح البحر: يتأثر ضغط الهواء بالارتفاع عن مستوى سطح البحر، فضغط الهواء يكون في أعلى درجاته عند مستوى سطح البحر وذلك لأن جزيئات الهواء تنضغط بوزن الهواء فوقها وعندما نصعد عن مستوى سطح البحر يقل تدريجيًّا بدرجات معروفة وذلك لأن جزيئات الهواء تأخذ مساحة أكبر للتحرك فتنفصل عن بعضها، حيث يتناسب عدد جزيئات الهواء عكسيًّا مع ضغط الهواء.

كثافة جزيئات الهواء: كثافة الهواء تتأثر بالجاذبية الأرضية، فكلما اقتربنا من الأرض كلما ذات الجاذبية وكلما زادت كثافة الهواء، حيث أن الجاذبية على سطح الأرض تكون عالية لذلك تؤثر على الجزيئات وتجعلها قريبة من الأرض، كما أنه كلما ارتفعنا كلما قلت كثافة الهواء أي أن كثافة الهواء تقل، وذلك لأن الجاذبية تقل فلا تستطيع التأثير على جزيئات الهواء بقوة، فتنتشر جزيئات الهواء في مساحة أكبر فتقل الكثافة ويقل الضغط الجوي.[1][2]

الضغط الجوي المنخفض والمرتفع
لأن الشمس لا تسخن الأرض او الهواء حول الأرض بشكل متساوٍ، ولأن الرياح تختلف من مكان لآخر، فإن الضغط الجوي يختلف من مكان لآخر ومن يوم لآخر على سطح الأرض، فالأماكن التي يكون فيها الهواء دافئًا أي تم تسخينه بواسطة الشمس ينخفض فيها الضغط الجوي والعكس صحيح مع المناطق الباردة.

نظام الضغط الجوي المنخفض: يكون الضغط في مركز نظام الضغط المنخفض أقل بكثير عن المناطق المحيطة به، وبمساعدة الرياح يلتقي الهواء المرتفع من داخله مع هواء الغلاف الجوي فيتكثف بخار الماء بداخله مما يشكل السحب وهطول الأمطار، وفي هذا النظام تدور الرياح عكس عقارب الساعة شمال خط الإستواء وفي اتجاه عقارب الساعة جنوب خط الاستواء، ويتم تمييز هذا الضغط في خرائط الطقس باللون الأحمر.

نظام الضغط الجوي العالي: يكون الضغط في مركز هذا النظام أعلى بكثير من الضغط الجوي خارجه لذلك يتدفق الهواء الجوي من خارج النظام إلى الداخل حتى يتم معادلته ولملىء الفراغ المتبقي مع تدفق بعض الهواء إلى الخارج، وفي هذا النظام تدور دوامات الهواء أو الرياح في الاتجاه المعاكس لنظام الضغط المنخفض أي في اتجاه عقارب الساعة شمل خط الاستواء وعكس عقارب الساعة جنوب خط الإستواء.

تعتمد أنظمة الضغط المرتفع والمنخفض في التوضيح والقياس على آليات كوريوليس وهي استخدام عقارب الساعة في تحديد حركة الرياح ومعرفة أماكن الضغط العالي والمنخفض، كما أنه يطلق على أنظمة الضغط العالي قباب الكثافة وأنظمة الضغط المنخفض الوديان الجوفية.[3][4]

كيفية قياس ضغط الهواء
البارومتر الزئبقي.
البارومتر المعدني.
الضغط الجوي هو وحدة المساحة لضغط الهواء، ولقياس وزن الهواء وضع العلماء لهذا مقياسًا وأول من اقترحه كان عالم الرياضيات والفيزياء الإيطالي إيفانجليستا توريشلي والذي أثبت في عام 1643 أنه يستطيع أن يزن الغلاف الجوي وذلك بمقارنته مع عمود من الزئبق، وكانت الأداة التي صممها هي أول مقياس لقياس وزن الهواء وكانت عبارة عن طرف مفتوح لأنبوب زجاجي موضوع في طبق به زئبق ثم يقوم الضغط الجوي بإجبار الزئبق على الارتفاع، عند سطح البحر ارتفع الزئبق إلى 29.92 بوصة.

البارومتر الزئبقي: هو الأداة المتطورة من التقنية التي اكتشفها العالم إيفانجليستا توريشلي، حيث حرص العلماء بعد اكتشافها على تطويرها ولكن الطريقة هي نفسها، حيث يتم إجبار عمود الزئبق على الارتفاع بواسطة الضغط الجوي، ولكن اختلفت بعض الأشياء مثل شكل الجهاز، ولكن تساءل كثير من العلماء عن عدم استخدام الماء بدلًا من الزئبق ووجدوا أن السبب يكمن في خفة وزن عمود الماء وأن عمود الماء ارتفع إلى حوالي 34 قدمًا عند سطح البحر وأن الزئبق أكثف 14 مرة من الماء وهو أثقل مادة متاحة سائلة في درجات الحرارة العادية، وذلك يجعلها أكثر قابلية للإدارة والتحكم بها بسهولة.

البارومتر المعدني: في الوقت الحالي لم يعد يستخدم البارومتر الزئبقي كما السابق، بل تم استبداله ب بارومتر أكثر تطورًا وهو البارومتر المعدني، والذي أصبح متوفرًا في كل منزل، ولكنه ليس أنبوبًا من الزئبق بل هو عبارة عن قرص به سهم يشير إلى قراءة الضغط الجوي الحالية، ويطلق عليه مقياس لا سائلي أي لا يحتوي على سوائل مثل البارومتر العادي الذي يحتوي على الزئبق لمعادلة الهواء الجوي.

تظهر على قرص المؤشر كلمات تدل على الطقس مثل “مشمس”، و”جاف”، “غير مستقر”، و”عاصف”، فمثلًا عندما يكون الجو مشمسًا أي أن السهم يشير إلى مشمس يرتفع الضغط الجوي إلى 30.2 أو 30.3 بوصة أما إذا كان غائمًا فهو في نطاق الضغط الجوي المنخفض 29.2 أو أقل، ولكن مع الأسف هذا المقياس غير دقيق ففي بعض الأحيان يمكن أن يشير المؤشر إلى “مشمس” والسماء تكون ملبدة بالغيوم والعكس صحيح، وذلك بسبب الاحتكاك.

كيفية استخدام البارومتر المعدني
بسبب الاحتكاك، يتعين على مستخدم البارومتر المعدني أن ينتبه وهو يستخدمه وذلك من خلال الانتباه إلى السهم الآخر والذي عادة ما يكون باللون الذهبي، فلا بد من ضبطه يدويًّا بأن يكون جنبًا إلى جنب مع السهم الأسود، فإذا تحققت من البارومتر لا بد أن تضغط برفق عند مقدمة البارومتر لتقليل الاحتكاك الداخلي ثم اتركه، انظر بعد عدة ساعات وتحقق من السهم الأسود وكيف هو وضعه بالنسبة للسهم الذهبي، ووضع الضغط يرتفع أم ينخفض، يسقط بسرعة أم ببطء، فيشير الضغط المنخفض بسرعة إلى عاصفة شديدة، وإذا عدت بعد قليل ورأيته يرتفع ببطء فهذا يدل على أن الجو يميل إلى الاعتدال.

يمكن تحسين توقعاتك تجاه الضغط والطقس بشكل أفضل وذلك بالاعتماد على اتجاه الرياح، حيث يدور الهواء مع عقارب الساعة في أنظمة الضغط العالي وعكس عقارب الساعة في أنظمة الضغط المنخفض، لذلك إذا رأيت اتجاهًا نحو ارتفاع الضغط والرياح الشمالية الغربية فإن هذا يدل على أن الطقس يتحرك إلى الاعتدال والعكس صحيح.[1]

المصدر