**جهاز قياس الضغط الجوي
الضغط الجوي:
لضغط الجوي هو عبارة عن وزن عمود من الهواء على وحدة المساحة، و بالتالي و حسب الوحدات ، فتكون وحدة قياسه هي : نيوتن لكل متر مربع.
من التّعريف أعلاه يتبيّن لنا أنّه كلّما زاد إرتفاع المنطقة التي نقيس بها ذلك الضغط الجوي عن سطح البحر قلت قيمة الضغط المقاسه، والعكس صحيح، حيث انه بزيادة الإرتفاع سيقل حجم ذلك العمود من الهواء و بالتالي سيقل وزنه على وحدة المساحة، حيث أنّ الكثافة ثابتة و حيث أنّ نهاية العمود محددة و معلومة و هي نهاية الغلاف الجوي.
من أهم المصطلحات المستخدمة في علم الطقس وعلوم ميكانيكا الموائع هو مصطلح الضغط الجوي، وله دور كبير في تغيرات الطقس في المناطق المختلفة، ويعرف بأنه وزن عامود الهواء على المساحة ويساوي 1atm ويساوي تقريباً 1 بار مقاسة على سطح البحر، وتتناقص هذه القيمة كلما ارتفعنا عن سطح البحر. وبما أن الضغط يعبرعن وزن أو كتلة الغلاف الجوي، فالمناطق التي يكون فيها الضغط الجوي منخفضاً، يكون وزن الغلاف الجوي فوقها أقل، وبالمثل فإن المناطق التي يكون الضغط الجوي فيها مرتفعاً يكون وزن الغلاف الجوي فيها أكبر، ونستطيع ملاحظة ذلك عند زيارة المناطق المنخفضة مثل البحر الميت أوالأغوار، حيثُ يكون الضغط فيها أكبر من باقي المناطق، مما يسبب طنيناً في الأذن بسبب الفرق في الضغط.
الضغط الجوي من أهم المصطلحات المستخدمة في علم الطقس وعلوم ميكانيكا الموائع هو مصطلح الضغط الجوي، وله دور كبير في تغيرات الطقس في المناطق المختلفة، ويعرف بأنه وزن عامود الهواء على المساحة ويساوي 1atm ويساوي تقريباً 1 بار مقاسة على سطح البحر، وتتناقص هذه القيمة كلما ارتفعنا عن سطح البحر. وبما أن الضغط يعبرعن وزن أو كتلة الغلاف الجوي، فالمناطق التي يكون فيها الضغط الجوي منخفضاً، يكون وزن الغلاف الجوي فوقها أقل، وبالمثل فإن المناطق التي يكون الضغط الجوي فيها مرتفعاً يكون وزن الغلاف الجوي فيها أكبر، ونستطيع ملاحظة ذلك عند زيارة المناطق المنخفضة مثل البحر الميت أوالأغوار، حيثُ يكون الضغط فيها أكبر من باقي المناطق، مما يسبب طنيناً في الأذن بسبب الفرق في الضغط.
مقياس الضغط الجوي:
يتم قياس الضغط الجوي عن طريق جهاز يدعى الباروميتر، وهو جهاز اخترعه العالم الإيطالي إيفالنجليستا تورشيلي، وهو عبارة عن أنبوب زجاجي طويل مملوء بالزئبق، تم وضعه بشكل مقلوب داخل وعاء مملوء بالزئبق فانخفض عامود الزئبق في الأنبوب حتى أصبحت قمته على ارتفاع 76 سم فوق سطح الزئبق الذي في الوعاء.
تبلغ قيمة الضغط الجوي القياسي 76 مليمتراً زئبقاً، ويساوي 101.325 باسكال، والذي يساوي أيضاً 1.013 باراً، أي أن وزن عامود من الزئبق طوله 76 سم على مساحة مقدارها 1سم مربع تساوي وزن عامود من الهواء طوله يساوي ارتفاع الغلاف الجوي على المساحة نفسها، ويتم أخذ القياسات عند مستوى سطح البحر، وهذه هي القيم التي يتم ذكرها في نشرات الطقس في الإذاعات والتلفاز والجرائد، وهناك محطات متخصصة بأخذ القراءة للضغط الجوي بشكل مستمر طوال العام.
يُقاس الضغط الجويّ باستخدم جهازٍ يُدعى بالبارومتر. وقد تَمّ اختراع جهاز البارومتر عام 1643 ميلاديّة على يد العالم الإيطاليّ إيفانجليستا توريشلي، وكان الجهاز مُكوّن من أنبوب طويل مصنوع من الزجاج قام بوضعه بشكلٍ مقلوب بعد أن ملأه بمادّة الزئبق في وعاء أو كوب يحتوي على الزئبق، وعندها انخفض الزئبق الموجود قي الأنبوب إلى أن وصلت قيمته إلى ارتفاع يعادل 76 سنتيمتر فوق سطح الزئبق الموجود في الكوب، وبقي على هذا الارتفاع كنتيجة للضغط الموجود على السائل من قبل الهواء، وبذلك استطاع إثبات أنّ الضغط الجويّ هو نفسه طول الزئبق الّذي في العامود وهو 76 سنتيمتر.
في الوقت الحالي يتمّ قياس الضغط الجوي بالمليمتر زئبق أو باستخدام وحدة البار، وأيضاً تؤخذ أغلب القياسات باستخدام وحدة المليبار. وهناك نوعان رئيسيّان من أجهزة البارومتر وهما: جهاز البارومتر الزئبقيّ، وجهاز البارومتر المعدنيّ. والبارومتر الزئبقيّ يعمل اعتماداً على نفس المبدأ الّذي اعتمده العالم توريشلي؛ حيث إنّه يتكوّن من أنبوب زجاجيّ من مادة الزئبق وبه مستودع عند القاعدة، وعند حدوث تغيّرات في الضغط الناتج عن الهواء يرتفع مستوى الزئبق أو ينخفض في الأنبوب. ومن ثم يتمّ قياس قيمة الضغط الجويّ عن طريق التدريجات الموجودة على الأنبوب.
أمّا بالنسبة للبارومتر المعدنيّ فإنّه يستخدم غُرفةً معدنيّة مسحوب منها الهواء بشكلٍ جزئيّ، وبناءً على التغيرات الحاصلة في الضغط الجويّ في الغرفة المعدنيّة فإنّها تنكمش أو تتمدد، وهذا الانكماش أو التمدّد يعمل على تحريك الإبرة المُستخدمة لقياس قيمة الضغط الجويّ. ومن مميّزات هذا الجهاز أنّه خفيف وسهل النقل، ويمكن وضعه في أيّ مكان، إلّا أنّه يُعدّ أقل دقة من البارومتر الزئبقيّ. ويُعد الباروجراف نوع من أنواع البارومتر المعدنيّ.
وبشكل عام يتمّ استخدام البارومتر في قياس الضغط الجويّ عند مستوى سطح البحر في سبيل التنبؤ بحالة الطقس والتغيّرات التي تطرأ عليه والنتيجة المترتبة على هذا التغيّر في قيمة الضغط بالنسبة للحالة الجويّة المتوقعة، وبناء على ذلك يتمّ تحديد إذا ما كان الجو غائماً أم صافياً. فمثلاً في المناطق ذات الضغط الجويّ المنخفض تكون السماء مغطاةً بالغيوم، وأمّا في المناطق التي تسجّل ضغطاً جويّاً مرتفعاً تكون السماء صافية. ومن الاستخدامات الأخرى لجهاز قياس الضغط الجوي هي قياس الارتفاع للمنطقة؛ ففي المناطق المرتفعة يكون الضغط الجويّ قليلاً كون الهواء يكون أقلّ وأخف من المناطق الأخرى والتي تكون أقلّ ارتفاعاً، وبناءً على ذلك يستخدم الطيّارون ومُتسلقو الجبال هذا الجهاز لتحديد ارتفاعاتهم.
إنّ تركيبة جسم الإنسان تمكنه من العيش بشكل طبيعي عند مستوى الضغط الطبيعي، أي مستواه عند سطح البحر، و أمّا الضغط الزائد أو الناقص عن الحد الطبيعي فإنّه يسبّب مشاكل صحية خطيرة للإنسان، فالإنسان لا يمكنه تحمل نقصان الضغط الناتج عن الإرتفاع لمسافة تزيد 4000 متر فعندها يشعر بالتعب و الدوخة، كما ان أخفض بقعة على الأرض و هي غور الأردن فإنّها تنخفض بمقدار 390 مترا عن سطح البحر، و هي كذلك تسبب مشاكل للإنسان غير المتعود فهو يشعر بتسكير مستمر في أذنيه بسبب زيادة الضغط و هو مضطر للتثاؤب أو فتح الفم بشكل كبير من وقت لآخر للتخلص من ذلك الضغط الزائد داخل أذنيه.
تم حساب الضغط عند سطح البحر و قدر بأنه نفس الضغط الذي يحدثه عمود من الزئبق طوله 76 سنتيمتر على السنتيمتر المربع الواحد من مساحة الأرض، و عند توزين عمود الزئبق ذلك فإن وزنه تقريبا يكون 1 كيلوغرام ، أي أنّ الضغط الجوي عند سطح البحر يكون تقريباً 1 كيلوغرام لكل سنتيمتر مربع أو بتحويل الوحدات يكون 10 طن لكل متر مربع.
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي:
تتغير قيمة الضغط الجوي من منطقة إلى أخرى تبعاً للعديد من العوامل ومنها :
-
مقدار بخارالماء الموجود في الهواء: بما أن كثافة بخار الماء أقل من كثافة الهواء، فإنه يقوم بإزاحة الهواء ويحل مكانه مما يؤدي إلى انخفاض الضغط في تلك المنطقة.
-
درجة الحرارة: يتناسب مقدار الضغط الجوي عكسياً مع مقدار درجة الحرارة، فلكما ازدادت درجة الحرارة في منطقة ما يزداد الضغط فيها، وذلك لأن الهواء عندما يسخن يتمدد وينتقل إلى منطقة أخرى ويصبح وزنه أخفّ، فيقل وزن عامود الهواء في تلك المنطقة، وبالتالي يقل مقدار الضغط فيها.
الارتفاع: كلما كانت المنطقة مرتفعة عن سطح البحر كلما كانت قيم الضغط الجوي المقاسة فيها أقل وذلك لأن طول عمود الهواء يصبح أقل فيها.
مفهوم الضغط الجوي:
الضغط الجوي هو عبارة عن وزن عمود الهواء على المساحة، والضغط الجوي يساوي 1 بار تقريباً عند سطح البحر، والضغط الجوي يتناسب عكسياً مع الارتفاع عن سطح البحر؛ بحيث كلما زاد الارتفاع عن سطح البحر قلّ الضغط الجوي، وكلما قلّ الارتفاع عن سطح البحر زاد الضغط الجوي ليكون عند سطح البحر بأعلى قيمة، أمّا علاقة الضغط الجوي بكتلة الغلاف الجوي فهي علاقةٌ طرديةٌ؛ لأن المنطقة التي لها ضغط جوي منخفض لها كتلة غلافٍ جويٍ أقل من المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع.
علاقة الضغط بالحرارة:
كلما ارتفعت درجة الحرارة يتكون ضغط جوي منخفض؛ لأن الحرارة تسبّب تسارع في حركة جزيئات الهواء وابتعادها عن بعضها، أمّا الضغط المرتفع فذلك يكون عندما تكون درجة الحرارة منخفضةً؛ لأنّها تسبب بطئاً في حركة جزيئات الهواء وقربها من بعض
الضغط الجوي القياسيّ
الضغط الجوي= 13.53 × 76 سم = 1.028كغ/ سم2 بحيث:
13.53 هي كثافة الزئبق.
76 هي ارتفاع الزئبق وتساوي 760ملم.
كغ/ سم2 هي وحدة الضغط الجوي وتسمّى أيضاً بار.
أي إنّ وزن عمود الزئبق الذي مساحة مقطعه تساوي 1سم2، وارتفاعه يساوي 760ملم، هي تقريباً 1.013بار والتي تساوي 101325باسكال، وبالتالي حساب وزن عمود الهواء على مساحة متر مربع من الغلاف الجوي يكون كالتالي:
1.028 كغ× 10000 سم = 10280 كغ/ م2، وهذا تقريباً يعادل العشرة أطنان من كتلة الغلاف الجوي.
وحدات الضغط الجوي:
للضغط الجوي عدة وحدات منها: البار، والباسكال، وضغط جوي، وضغط جوي تقني، وملليمتر زئبق.
1 بار = 100000 باسكال.
1 بار = 750.06 ملليمتر زئبق.
1 بار = 0.98692 ضغط جوي.
1 بار = 1.0197 ضغط جوي تقني.
تأثير الضغط الجوي على الإنسان:
يتأثر الإنسان بتغير الضغط الجوي؛ بمعنى أنّه في المناطق المرتفعة والتي يكون فيها الضغط الجوي منخفضاً يتأثر نفس الإنسان؛ لأنه كلما قلّ الضغط الجويّ قلت نسبة الأكسوجين وهذا بدوره يؤثر كثيراً على الإنسان، ويسبّب ضيقاً في التنفّس، خصوصاً لمن اعتاد العيش في المناطق المتوسّطة الارتفاع، أي التي فيها الضغط الجويّ مناسب والأكسوجين متواجداً بنسبة معتدلة، فمثلاً على ارتفاع 2400م لا يكون هناك تأثيرٌ كبير، أمّا بارتفاع 100م عن الارتفاع السابق؛ يصيب بعض الناس شعورٌ بالدوار، خصوصاً الحساسين منهم، وإذا ارتفعنا قليلاً إلى 3500م تقريباً فإنّ ثلث الناس يشعرون بالدوار؛ خاصةً من لم يجرب الصعود إلى الأماكن المرتفعة جداً، أما على 4000 متر فإن الغالبية العظمى من الناس تشعر بالدوار والتعب، وعلى 5500م فإن نسبةً قليلةً جداً من الناس تستطيع العيش بهذا الارتفاع؛ لأن نسبة الأكسوجين تصل إلى نصف نسبتها عند سطح البحر، ولكن من اعتاد تسلق القمم العالية، والرحل الجبليّة يستطيع التأقلم مع هكذا جو، وطبعاً لا بد من حمل أنابيبٍ للأكسوجين لاستخدامها في حالات الطوارئ.
ألمصدر : 
**
ومصادر أخرى**
**
**