الضغط الجوي

[سمير المرزوق]

الضغـــــــط
تعريــــف
هو وزن عمود من الهواء من نهاية الغلاف الجوي حتى مستوى سطح البحر ، والذي ينتج عنه قوة مولدة على بوصة ( أو سنتيمتر ) مربع. ومن ذلك نلاحظ أنه كلما ارتفعنا إلى الأعلى يقل الضغط وذلك لنقص عمود الهواء. يمكن قياس الضغط الجوي بواسطة البارومتر.
العلاقة بين الضغط الجوي ووزن عمود الهواء
إذا أخذنا أي نقطة (( أ )) في الجو كما في الشكل التالي فإن الضغط الجوي عند هذه النقطة هو القوة المؤثرة عمودياً على وحدة السطح عند هذه النقطة مهما كان اتجاهها ، فإذا اعتبرنا هذه النقطة ضمن سطح أفقي ، ففوق هذا السطح تقع كتلة من الهواء تحت محصورة بينه وبين نهاية الغلاف الجوي ، وفي نفس الوقت تقع هذه الكتلة تحت تأثير الجاذبية الأرضية التي تجذبها نحو مركز ألأرض. وفي حالة عدم حدوث أي حركة رأسية الى ألأعلى أو إلى ألأسفل فلا بد أن ألضغط الجوي عند النقطة (( أ )) في ألاتجاه الرأسي يساوي الضغط الجوي عند هذه النقطة في جميع ألاتجاهات. نستنتج من ذلك عند عدم حدوث حركة هوائية صاعدة أو هابطة في الجو يكون الضغط الجوي عند أي نقطة مكافئاً لوزن عمود من الهواء مساحة مقطعه وحدة المساحات وممتد رأسياً من هذه النقطة إلى نهاية الغلاف الجوي.

نهاية الغلاف الجوي


أ



سطح الكرة ألأرضية

العلاقة بين الضغط ووزن الهواء





كثافة الهواء الجــــــوي

هي كتلة الهواء الموجودة في وحدة الحجوم أي السنتيمتر المكعب. ولكن لصغر هذه الكمية فإنه يعبر عنه عادةً بعدد الغرامات الموجودة في المتر المكعب ، وتتوقف على درجة حرارة الهواء ، فهي تقل مع ارتفاع درجة الحرارة وتزداد بزيادة الضغط الجوي ، وتقل بزيادة بخار الماء ولهذا فإن كثافة الهواء الرطب تقل عن كثافة الهواء الجاف بمقدار 3\8.
وحدة قياس الضغـــــــط
جرت العادة منذ قديم الزمان على التعبير عن الضغط الجوي بدلالة طول عمود الزئبق الذي يتكافأ وزنه مع عمود الضغط الجوي. فمثلاً يقال أن الضغط الجوي يساوي 76 سم زئبق أو 29,9 بوصة زئبق ، وهذا يعني أن الضغط الجوي يكافئ وزن عمود من الزئبق طوله 76 سم أو 29,9 بوصة على مساحة مربعة ا سم أو 1 بوصة وهي القيمة المتوسطة للضغط الجوي عند سطح البحر. إلا أن هذه الطريقة آخذة في الزوال لأن التعبير عن الضغط الجوي بدلالة وحدة الطول يبعد عن الحقيقة. وللوصول إلى طريقة أقرب وأسهل وبما أن الضغط الجوي يعبر عن قوة مؤثرة على وحدة المساحة والقوة يعبر عنها بالداين ووحدة المساحة يعبر عنها بالسنتمترات المربعة ، يستنتج من ذلك أن وحدة الضغط الجوي تقاس بالداين / سم2 . وإذا قيس الضغط الجوي عند سطح البحر يلاحظ أن قيمته تبلغ حوالي مليون داين /سم2 ولذلك أطلق أسم البار على هذه القيمة. ونظراً لأن وحدة الداين /سم2 تعتبر صغيرة بالنسبة لقيمة الضغط الجوي والبار كبيرة فقد اختير الملي بار والذي يساوي 1\1000 من البار لاستعماله لأغراض ألأرصاد الجوية ومتوسط الضغط الجوي عند سطح البحر هو (1013,2ملي بار).
المدى اليومي للضغط الجــــوي
يعاني الضغط الجوي تغييراً يومياً فترتها ( 12 ) ساعة ، وتسير بانتظام حول الأرض من الشرق إلى الغرب ، وتبلغ هذه الموجات نهايتها العظمى في المنطقة ألاستوائية ويظهر ذلك من ارتفاع وانخفاض البارومتر. يرتفع البارومتر من الساعة 400 إلى الساعة 1000 ثم يعود لينخفض حتى الساعة 1600 ، بعد ذلك يرتفع ثانيةً حتى الساعة 2200 ليعود وينخفض مرةً أخرى حتى الساعة 400 ، وهذه ألأوقات التقريبية في الوقت المحلي المتوسط لتلك المنطقة التي يقاس فيها الضغط الجوي.ويقترب مدى التغيير اليومي عند المدارين إلى 3 ملي بار ، ويكون في خط عرض 51 حوالي 0,1 مللي بار وتحتجب (تضيع ) بسبب تغييرات الضغط ألأخرى. أما في خطوط العرض ألأعلى من ذلك فهو غير ملحوظ.
الميل البارومتـــــري
يعرف الميل البارومتري بأنه قيمة التغيير في الضغط الجوي في مكان ما لمدة ثلاث ساعات قبل وقت الرصد ويقدر بأعشار ألمللي بارات. وتأتي أهمية معرفة الميل إلى أنه في الظروف العادية يساعد انخفاضه إلى معرفة تعمق المنخفض الجوي أو انحرافه إلى تلك المنطقة أي إن الطقس سوف يسوء أو تستمر درجة إساءته. أما إذا ارتفع الميل البارومتري فإن معنى ذلك أن الطقس سوف يتحسن ولو قليلاً ما لم تكن هنالك عوامل خارجية أخرى. كما إنه يساعد على معرفة حركة المنخفض أو المرتفع الجوي. فازدياد قيمة الميل البارومتري ارتفاعاً يساعد على تعمق المرتفع الجوي وازدياد الميل البارومتري انخفاضا يساعد على انحراف المنخفض الجوي إلى ألاتجاه الذي يزداد فيه قيمة ألانخفاض الجوي في المنطقة.
خطوط تساوي الضغط ( ألآيسوبار Isobars )
لتفسير توزيع الضغط على سطح ألأرض في أي وقت معلوم يمكن توقيع قراءات البارومتر في نفس الوقت وبعدئذ ترسم خطوط تسمى الخطوط المتساوية الضغط لتصل ألأماكن التي لها نفس الضغط (الآيسوبارات) وتكون دائماً مصححة لمستوى سطح البحر.