Почему изменяется атмосферное давление с изменением высоты над уровнем моря? - коротко
Атмосферное давление уменьшается с высотой, так как плотность воздуха снижается, а сила тяжести, действующая на воздушные массы, ослабевает.
Почему изменяется атмосферное давление с изменением высоты над уровнем моря? - развернуто
Атмосферное давление изменяется с высотой над уровнем моря из-за особенностей распределения массы воздуха в атмосфере. Воздух, как и любое вещество, обладает массой и подвержен действию силы тяжести. У поверхности Земли атмосферное давление максимально, так как здесь сосредоточена основная масса воздуха, которая сжимается под действием гравитации. Чем выше мы поднимаемся, тем меньше воздуха остается над нами, и, следовательно, давление уменьшается.
На уровне моря атмосферное давление составляет примерно 1013 гектопаскалей (или 760 миллиметров ртутного столба). Это значение обусловлено весом всего столба воздуха, простирающегося от поверхности Земли до верхних слоев атмосферы. По мере увеличения высоты плотность воздуха снижается, так как молекулы газа распределяются на больший объем. Это приводит к уменьшению массы воздуха, находящегося выше, и, соответственно, к снижению давления.
Важно отметить, что изменение давления с высотой не является линейным. В нижних слоях атмосферы, где воздух более плотный, давление уменьшается быстрее. Например, на высоте 5 километров давление составляет примерно половину от значения на уровне моря. На больших высотах, где воздух разрежен, снижение давления происходит медленнее. Это связано с тем, что плотность воздуха на таких высотах значительно ниже, и уменьшение массы воздуха над точкой измерения менее выражено.
Температура также влияет на изменение давления с высотой. В теплом воздухе молекулы движутся быстрее и занимают больший объем, что приводит к снижению плотности. В холодном воздухе, напротив, молекулы движутся медленнее, и плотность выше. Поэтому в теплых слоях атмосферы давление может снижаться медленнее, чем в холодных, при одинаковом изменении высоты.
Таким образом, изменение атмосферного давления с высотой обусловлено уменьшением массы воздуха над точкой измерения, снижением плотности воздуха и влиянием температуры. Эти факторы взаимодействуют, определяя характер изменения давления в атмосфере.