بماذا يقاس الضغط الجوي

بواسطة: - آخر تحديث: ٠٦:٥٤ ، ٢٧ يونيو ٢٠١٩

مفهوم الضغط الجوي

يعرف الضغط الجوي بأنه وزن عمود الهواء على وحدة المساحة في منطقة ما، وتجدر الإشارة إلى أن أهمية الضغط الجوي الموجود على سطح الأرض أو على ارتفاعات متعددة منه تكمن في التعرف على الحالة الجوية من حيث درجة الحرارة، وسرعة الرياح واتجاهها وما شابه، ومن هنا وجدت العديد من الخرائط لتوضيح توزيع الضغط، كما اخترعت العديد من الأجهزة لقياسه، وسنتحدث في هذا المقال حول أجهزة قياس الضغط بشيء من التفصيل، بالإضافة إلى أبرز العوامل المؤثرة في مقدار الضغط مع توضيح ماهية العلاقة إذا ما كانت عكسية أو طردية[١][٢]


بماذا يقاس الضغط الجوي

يقاس الضغط الجوي بعدة أجهزة تطورت تدريجيًا، تختلف في ما بينها اختلافًا نسبيًا تبعًا لدقتها وحداثتها، ومن أبرزها ما يلي:

  • البارومتر الزئبقي: وهو عبارة عن أبنوب زجاجي مغلق من طرف واحد ومملوء بالزئبق الكثيف، طوله متر واحد ومثبت على قاعدة مساحتها 1 سم، وعند استخدامه ينكس طرف الأنبوبة من الجهة المفتوحة داخل إناء مملوء بالزئبق، فنجد أن ارتفاع الزئبق يهبط إلى 76 سم إذا كان الجهاز عند مستوى سطح البحر، ومن أشهر الأجهزة الزئبقية الدقيقة والحساسة جهاز من نوع Fortin المستخدم في الولايات المتحدة الأمريكية، ويتميز بأن الزئبق مثبت فيه جيدًا ولا ينسكب عند نقل الجهاز من مكار إلى آخر، مع إمكانية تثبيت الجهاز عموديًا، ومن ملحقاته أيضًا جهاز لقياس درجة الحرارة.
  • البارومتر المسجل Barograph: يشبه البارومتر المعدني لكنه يختلف في أن النوابض تنتهي بمؤشر يسجل على ورقة بيانية دوارة قيم الضغط الجوي خلال الفترة المطلوبة.[٢]
  • البارومتر المعدني: وهو عبارة عن علبة معدنية غير سميكة مفرغة من الهواء، ويؤثر عليها مقدار الضغط الجوي الموجود، وهو جهاز قديم اخترع سنة 1843 من قبل العالم لوسيان فيدي.[٣]


العوامل المؤثر بالضغط الجوي

تختلف قيمة الضغط الجوي من فترة إلى أخرى على نفس المكان، ومن مكان إلى آخر على سطح الكرة الأرضية، ومما لا شك فيه أن هذا الاختلاف ناجم عن عوامل خارجية مؤثرة فيه، ويمكن إجمالها على النحو التالي:[٢]

  • درجة حرارة الجو: وهي علاقة عكسية كلما ارتفعت درجة الحرارة ينخفض مقدار الضغط الجوي، ويعود السبب في ذلك إلى أن سخونة الهواء ينجم عنها تمدده فينتقل قسم منه إلى جهة أخرى مما يتسبب بإنقاص وزن عمود الهواء الواقع على المساحة، وبالتالي تقليل ضغطه، بينما إذا انخفضت درجة حرارة الهواء فينكمش ويتقلص وعليه يصغر حجمه وهو ما يسمح بإضافة مزيد من الهواء على العمود فيزداد وزنه وبالتالي يزداد ضغطه، علمًا أن الحرارة تنتقل إلى الغلاف الغازي بالتوصيل المباشر أو امتصاص الإشعاع وهما عمليتان تحدثان في الهواء القريب من سطح الأرض، أو بواسطة انطلاق الحرارة الكامنة في بخار الماء عندما يتكاثف وهي عملية تحدث على نطاق السحب وعليه فإن تأثيرها قليل على الضغط الجوي وأنماطه، بينما يفقد حرارته بواسطة الإشعاع وهي عملية تحدث قرب سطح الأرض.
  • كمية بخار الماء في الهواء: وهي علاقة عكسية أيضًا، لأن كثافة بخار الماء أقل من كثافة الهواء؛ وعليه فكلما زادت نسبة بخار الماء في الهواء الموجود في منطقة معينة، فإن الغلبة تكون لبخار الماء فيزيح جزءًا من الهواء ويحل مكانه، وبما أن كثافته أكثر فوزنه تلقائيًا أقل، وهذا ما يسبب انخفاض الضغط الجوي على عمود الهواء وبالتالي انخفاض قيمة الضغط الجوي، والعكس صحيح في حال قلت نسبة البخار في الهواء.
  • مستوى الارتفاع أو الانخفاض عن سطح البحر: وهي علاقة عكسية كذلك فكلما انخفض المكان المراد قياس الضغط الجوي فيه عن سطح البحر زاد طول عمود الهواء مما يعني زيادة وزنه وبالتالي زيادة الضغط الجوي الواقع عليه، فيما يحدث العكس تمامًا لو ارتفع المكان عن سطح البحر فيقصر طول العمود ويقل الضغط، وتجدر الإشارة إلى احتساب قيمة الضغط في الجزء الأسفل من الغلاف الجوي وتحت ظروف الحرارة المعتادة بمعدل 1/ 13 من قراءة الضغط المستعملة لكل 274.32 متر ارتفاعاً، فإذا كان الضغط عند مستوى سطح البحر 76.2 سوف يصبح 73.66 سم عند ارتفاع 274.32 مترًا عن مستوى السطح، وفي ارتفاع 548.64 مترًا سوف يقل بمقدار 1/ 30 أي أن قيمة الضغط تصبح 71.19 سم وهكذا، مع ضرورة مراعاة تعديلات القراءة حسب الموقع عن مستوى السطح وبحسب جداول خاصة وتعديلات درجة الحرارة فالزئبق مثلًا في الجهاز الزئبقي يتمدد ويتقلص تبعًا لها، بالإضافة إلى مراعاة خطوط العرض لأن الجاذبية تتباين عليها ولذلك اعتبرت قوة الجاذبية السائدة عند خط عرض 45 هي الأساس.
  • دقة الجهاز المستخدم عن الجهاز القياسي.


وحدات قياس الضغط الجوي

هناك العديد من القواعد التي تتعلق بوحدة قياس الضغط الجوي، ويمكن إجمالها في ما يلي[٤]:

  • وحدة قياس القوة هي نيوتن وقد تقاس القوة أيضًا بداين إذا كانت وحدة المساحة بالسنتيمتر المربع لا بالمتر المربع.
  • وحدة البار، وتعادل 610 داين لكل سنتمتر مربع، ولأنه وحدة قياس كبيرة فقد اشتق منها ما هو أصغر وهي وحدة المليبار التي تعادل 310 داين لكل سنتمتر مربع، فالبار يعادل ألف مليبار.

وتجدر الإشارة في هذا المقال إلى أن المنظمة العالمية للأرصاد الجوية اصطلحت على تسمية المليبار باسم الهيكتوباسكال، فكل 1 مليبار يعادل 1 هيكتوباسكال ويعادل مئة باسكال.


المراجع

  1. مثنى حزيّن (21-7-2017)، "ما هو الضغط الجوي ؟"، طقس العرب، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019. بتصرّف.
  2. ^ أ ب ت أفراح الحلاوي (25-12-2012)، "الضغط الجوي "، جامعة بابل، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019. بتصرّف.
  3. إيمان محمود (5-1-2019)، "مفهوم الضغط الجوي"، المرسال، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019.بتصرّف.
  4. د.جمال الموسى (1-8-2017)، " حقائق عن الضغط الجوي"، طقس العرب، اطّلع عليه بتاريخ 20-5-2019.بتصرّف.