ما هو قياس وتوزيع الضغط الجوي؟

قياس وتوزيع الضغط الجوي:

الضغط الجوي هو وزن عمود الهواء الممتد من سطح الأرض إلى أعلى الغلاف الغازي، فقد حدد ارتفاع الغلاف الغازي بين 200 – 400 كم. والضغط هو القوة المسلطة على وحدة مساحة تُقدَّر بسنتمتر مربع عند مستوى سطح البحر. كما يمكن تخيّل الضغط لجوي على أنه عمود من الهواء يمتد من سطح الأرض إلى أعلى الغلاف الغازي، فإن هذا العمود يحتوي على جزيئات من الهواء، فإذا زاد عدد الجزيئات في العود زاد الضغط الجوي وإذا قل عدد الجزيئات في العمود قل الضغط الجوي، حيث أن الهواء يُشكّل ثقلاً على الأجسام لا نشعر بها؛ وذلك لأننا اعتدنا عليه، وإذا خف الوزن الساقط على أجسامنا إلى حد معين، فإننا ننزف من أنوفنا وأذاننا؛ وذلك لتوازن الضغط الجديد الذي يعتبر واطئ جداً نسبة إلى ما تعودت عليه أجسامنها.
ولأن الضغط هو الوزن فإنه يوقع ثقلاً على الأجسام ويمكن قياسه. وتم قياس الضغط الجوي حسب تجربة تورشلي بالزئبق، فقد أخذ تورشلي إناء ووضع فيه زئبق، ملأ أنبوباً زجاجياً مغلق من أحد جوانبه بالزئبق طوله متر وقلب الأنبوب في الحوض المليء بالزئبق، وكانت التجربة عند مستوى سطح البحر. كما لاحظ تورشلي أن عمود الزئبق استمر ينخفض إلى أن وصل إلى ارتفاع 76 سنتمتر (92، 29 بوصة)، وهو يعادل 7 كيلوغرامات على البوصة المربعة الواحدة.
واعتبر تورشلي هذه القيمة هي قيمة الضغط الجوي؛ أي أن عمود الهواء في الغلاف الغازي يستطيع أن يُسلّط ضغطاً على سطح الزئبق، فيرفع الزئبق إلى ارتفاع 76 سنتمتراً. ولما كان السنتمتر أو البوصة وحدة قياس للمسافات فقد تم استبدالها بوحدة قياس للقوة هو البار Bar. وكان البار هو وحدة قياس كبيرة؛ ذلك لأن القوة المسلطة من الغلاف الغازي تساوي واحد بار على السنتمتر المربع الواحد، حيث يساوي قوة مليون داينز (Dynes) على السنتمتر المربع، كما أن التباين على سطح الأرض في قوة الضغط تكون صغيرة، فقد تم استعمال المليبار (Milliar).
حيث أن البار يساوي 1000 مليبار، كما أن الضغط الجوي الاعتيادي هو القيمة التي ستعتمد على إنها الضغط الاعتيادي عند مستوى سطح البحر، وإن أي قيمة ترتفع عنها ستعتبر ضغطاً عالياً وأي قيمة تنخفض عنها ستُسمَّى ضغطاً. لذلك اعتمدت قيمة 1013.3 مليبارعلى إنها قيمة الضغط الاعتيادي. وهذه القيمة للضغط عند مستوى سطح البحر، ولهواء درجة حرارته 15 درجة مئوية وعند دائرة عرض 45 درجة. وهذه القيمة مساوية ل 760 مليمتر أو 92، 29 بوصة، لذلك فإن 1 مليمتر يساوي 0.75 مليبار؛ أي أن 1 مليبار يساوي 1.3332 مليمتر.
ولأغراض التحويل من المليمتر إلى المليبار وبالعكس فإننا نستخدم المعادلات الآتية:

• الضغط بالمليبار= الضغط بالمليمتر/ 0.75.
  
• الضغط بالمليبار= 760/ 0.75.
  
• الضغط بالمليبار= 1013.3.
  
• الضغط بالمليمتر= الضغط بالمليبار* 0.7501.
  
• الضغط بالمليمتر= 1013.3* 0.7501.
  
• الضغط بالمليمتر= 760.
  أمَّا للتحويل بالمليبار والبوصة فإن البوصة الواحدة = 33.86 مليبار؛ أي إذا كان الضغط الجوي يساوي 29.9213 بوصة، فالرقم مضروب * 33.86= 1013.2.