气压及其单位

    在任何表面上,由于大气的重量所产生的压力,也就是单位面积上所受到的力,叫做大气压。其数值等于从单位底面积向上,一直延伸到大气上界的垂直气柱的总重量。气压是重要的气象要素之一。

 

  在物理学上压力和压强不是一个概念。用铅笔尖在手指上,会出现一个小坑;用未削过的铅笔压手,则不会出现小坑,这是为什么?中间有一个面积问题。铅笔尖面积小,铅笔头面积大。压强是单位面积上所受的压力。平时我们所说的大气压,实际上指的是大气压强,只不过省略了“强”字。

    既然大气压指的是单位面积上所随的大气柱的重量,那么,大气柱有多重呢?大气柱的重量是不能直接测量到的。所以人们就用水银柱的重量来计算大气柱的重量,这个水银柱的重量是与大气柱的重量相平衡的。此实验是意大利科学家托里拆利在1644年作出来的。托里拆利在一根约1米长的一端封口的玻璃管里注满水银,把开口的一端用姆指按住管口,倒立在水银槽中,当手指放开以后,管里的水银下降下,但降到760毫米的地方就不再下降。这就是大气压支持着水银柱的缘故。水银气压表就是根据这个原理来测量气压的。

    在气象工作中通用的气压单位有毫米和毫巴两种。

(1)毫米(mm):是用水银柱高度来表示气压高低的单位。例如,气压为760mm,表示当时的大气压强与760mm高的水银柱所产生的压强相等。

(2)毫巴(mb):用单位面积上所受水银柱压力大小来表示气压高低的单位。物理学上,压强的单位是用“巴”表示的:每一平方厘米面积上受到一达因的力,称为一巴。在气象上,嫌这个单位太小,取1,000,000达因/平方厘米为1巴,以巴的千分之一作为气压的单位,称为1毫巴。即:
1巴=&127;1000毫巴
1毫巴=&127;1000达因/厘米2

    因此,1毫巴表示在1平方厘米面积上受到1000达因的力。例如,气压为1000mb,表示当时大气柱在每平方厘米面积上的力有1,000,000达因。

    达因是力的单位,在厘米-克-秒制中,它代表作用于一克质量的物体上,使物体以1cm/秒2的速度发生运动的力。达因是很小的一个力。夏天我们看到的蚂蚁叼着小小的草梗所付出的力,就有100达因。可见,一达因的力之小了。

    毫米与毫巴可以相互换算。根据压强与水银柱高度的关系式:P(压强)=h(水银柱高度) ×d(水银在0℃时的密度)

    气压为水银柱高度1毫米=0.1厘米×13.596克重/厘米3=1.3596克重/厘米2

    在纬度45°的海平面上,1克重=980.6达因

故:1毫米=1.3596×980.6=1333.22达因/厘米2=1.33322毫巴=3/4毫巴

    根据这个关系,气压为760毫米时相当于1013.25毫巴,这个气压值称为一个标准大气压。