氣壓

氣壓是作用在單位面積上的大氣壓力，即在數值上等於單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱所受到的重力。著名的馬德堡半球實驗證明了它的存在。氣壓的國際制單位是帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。氣象學中，人們一般用千帕（kPa）、或使用百帕（hpa）作為單位。其它的常用單位分別是：巴（bar，1bar=100,000帕）和厘米水銀柱（或稱厘米汞柱）。氣壓不僅隨高度變化，也隨溫度而異。氣壓的變化與天氣變化密切相關。

基本介紹

• 中文名：氣壓
• 外文名：atmospheric pressure；air pressure
• 公式：p=F/S
• 單位：標準大氣壓

概念

大氣壓強的簡稱。是作用在單位面積上的大氣壓力，即等於單位面積上向上延伸到大氣上界的垂直空氣柱的重量。氣壓大小與高度、溫度等條件有關。一般隨高度增大而減小。在水平方向上，大氣壓的差異引起空氣的流動。表示氣壓的單位，習慣上常用水銀柱高度。例如，一個標準大氣壓等於760毫米高的水銀柱的重量，它相當於一平方厘米麵積上承受1.0336公斤重的大氣壓力。國際上統一規定用"百帕"作為氣壓單位。經過換算： 一個標準大氣壓=1013百帕（毫巴）。 深圳市的年平均氣壓為1009.8百帕。

常用單位

標準大氣壓。表示氣壓的單位，習慣上常用水銀柱高度。例如，一個標準大氣壓等於760毫米高的水銀柱的重量，它相當於一平方厘米麵積上承受1.0336公斤重的大氣壓力。由於各國所用的重量和長度單位不同，因而氣壓單位也不統一，這不便於對全球的氣壓進行比較分析。因此，國際上統一規定用"百帕"作為氣壓單位。

經過換算：一個標準大氣壓=1.013×10⁵帕

1個標準大氣壓=760mm水銀(汞柱）柱高

氣壓成因

從分子動理論可知，氣體的壓強是大量分子頻繁地碰撞容器壁而產生的。單個分子對容器壁的碰撞時間極短，作用是不連續的，但大量分子頻繁地碰撞器壁，對器壁的作用力是持續的、均勻的，這個壓力與器壁面積的比值就是壓強大小。

測量方法

氣象上常用的測定儀器有液體（如水銀）氣壓表和固體（如金屬空盒）氣壓表兩種。氣壓記錄是由安裝在溫度少變，光線充足的氣壓室內的氣壓表或氣壓計測量的，有定時氣壓記錄和氣壓連續記錄。人工目測的定時氣壓記錄是採用動槽式或定槽式水銀氣壓表測量的，基本站每日觀測4次，基準站每日觀測24次。氣壓連續記錄和遙測自動觀測的定時氣壓記錄採用的是金屬彈性膜盒作為感應器而記錄的，可獲得任意時刻的氣壓記錄。採用這些儀器測量的是本站氣壓，根據本站拔海高度和本站氣壓、氣柱溫度等參數可以計算出海平面氣壓。

氣壓以百帕為單位，取小數一位；有的也以毫米水銀柱高度為單位，取小數兩位。毫米與百帕的換算關係是

1百帕=0.750069毫米（水銀柱高度）≈3/4毫米（水銀柱高度）

1毫米=1.333224百帕≈4/3百帕

我國的氣壓觀測在1953年及以前採用的是以毫米水銀柱高度記錄的，1954年及以後是以百帕記錄的，兩種記錄合併使用時，須換算為同一種單位。

計算方法

通常有平衡條件法和牛頓運動定律法（公式只是粗略計算 而且有時測的值不準，一切都應以實際為準）。

1.在托里拆利測出了氣壓後，人們通過公式p=F/S，求出了在單位面積上的空氣有多少的質量。再套用空氣的密度，求出體積，再除以質量，即可知道地面至大氣圈頂部的距離。

2.已知：氣體體積、物質的量、絕對溫度時，可用公式PV=nRT求出氣體壓強（其中R是常數，R=8.314帕·米3/摩爾·K或R=0.0814大氣壓·升/摩爾·K）。這個公式還有變形公式pV=mRT/M、p=ρRT/M。

3.p=p水銀gh 【水銀密度*9.8*水銀柱高=標準大氣壓】

單位換算

1MPa（兆帕）=1000kPa(千帕）=1000000Pa（帕斯卡）

1bar（巴） = 0.1MPa

1atm（標準大氣壓）=0.1013MPa=1.013bar=760mmHg=10.33mH₂O

1kgf/cm²（工程公斤力）=0.981bar=0.0981Mpa

1psi（Lb/in² ）=0.07031kgf/cm²=0.06893 bar=6.893kpa

1MPa=145psi

Psi（lb/in² ）磅/平方英寸，常用在歐美等英語區國家的產品參數上

通常在行業說的“公斤”是指“bar”

影響因素

氣壓的大小與海拔高度、大氣溫度、大氣密度等有關，一般隨高度升高按指數律遞減。氣壓有日變化和年變化。一年之中，冬季比夏季氣壓高。一天中，氣壓有一個最高值、一個最低值，分別出現在9～10時和15～16時，還有一個次高值和一個次低值，分別出現在21～22時和3～4時。氣壓日變化幅度較小，一般為0.1～0.4千帕，並隨緯度增高而減小。氣壓變化與風、天氣的好壞等關係密切，因而是重要氣象因子。通常所用的氣壓單位有帕(Pa)、毫米水銀柱高(mm·Hg)、毫巴(mb)。它們之間的換算關係為：100帕=1毫巴≈3/4毫米水銀柱高。氣象觀測中常用的測量氣壓的儀器有水銀氣壓表、空盒氣壓表、氣壓計。溫度為0℃時760毫米垂直水銀柱高的壓力，標準大氣壓最先由義大利科學家托里拆利測出.

氣壓與海拔的關係

測量工具

測量氣壓的儀器，最常見的有水銀氣壓表和空盒氣壓表兩種。也是比較準確的幾種儀器。

在三個世紀以前，德國的馬德堡市曾公開做了一個實驗，市長，發明抽氣機的奧托.格里克將兩個直徑為37厘米的空心銅半球合起來，使之密不漏氣，然後用抽氣機把銅球里的空氣抽掉。在每個半球的環上各拴上四匹壯馬同時向相反方向拉，兩個半球無法分開。最後，用了16匹大馬，隨著一聲巨響銅球才一分為二。這就是著名的馬德堡半球實驗。該實驗說明，空氣不僅是有壓力的，而且這個壓力還很大。一個成年人的身體表面積平均為2平方米，他全身所受的大氣壓力為20萬牛頓。

氣壓即大氣壓強。空氣是有重量的，氣壓是指大氣施加於單位面積上的力。所謂某地的氣壓，就是指該地單位面積垂直向上延伸到大氣層頂的空氣柱的總重量。氣象上常用百帕做為氣壓的度量單位。具體是這樣規定的：把溫度為0℃、緯度為45度的海平面作為標準情況時的氣壓，稱為1個大氣壓，其值為760毫米水銀柱高，或相當於1013.25百帕。

發現及套用

1640年10月經過大量的實驗托里伽利略的助手托里拆利意識到：大氣中空氣的重量對盆子中的水銀施加壓力，這種力量把水銀壓進了玻璃管中。玻璃管中水銀的重量與大氣向盆子中水銀施加的重量應該是完全相等的。大氣重量改變時，它向盆子中施加的壓力就會增大或減少，這樣就會導致玻璃管中水銀柱升高或下降。天氣變化必然引起大氣重量的變化。托里拆利發現了大氣壓力，找到了測量和研究大氣壓力的方法。托里拆利的發現是正式研究天氣和大氣的開端，讓我們開始了解大氣層，為牛頓和其他科學家研究重力奠定了基礎。這一新發現同時使托里拆利創立了真空的概念，發明了氣象研究的基本儀器——氣壓計。

大氣壓的套用 ：把帶有吸盤的塑膠掛鈎壓在很平的牆壁上，就可以用它掛東西；活塞式、離心式抽水機能把低處的水抽到高處；擠出鋼筆管中的空氣，放手後墨水吸入鋼筆管；用高壓鍋很容易把食物煮爛；茶水蓋上開一個小孔，水才容易倒出來；還有高壓鍋爐、農用噴霧器、用吸管吸飲料、注射器針管吸藥液等等，都與大氣壓有關。

健康相關

氣壓對人體健康的影響，概括起來分為生理的和心理的兩個方面。低氣壓對人體生理的影響主要是影響人體內氧氣的供應。由於人體特別是腦缺氧，還會出現頭暈、頭痛、噁心、嘔吐和無力等症狀，神經系統也會發生障礙，甚至會發生肺水腫和昏迷，這就是通常說的"高山反應”。

在高氣壓的環境中，肌體各組織逐漸被氮飽和（一般在高壓下工作5—6小時後，人體就被氮飽和），當人體重新回到標準大氣壓時，體內過剩的氮便隨呼氣排出，但這個過程比較緩慢，如果從高壓環境突然回到標準氣壓環境，則脂肪中蓄積的氮就可能有一部分停留在肌體內，並膨脹形成小的氣泡，阻滯血液和組織，易形成氣栓而引發病症，嚴重者會危及人的生命。

氣壓變化對人體健康的影響，更多表現在高壓或低壓所代表的環流天氣形勢的生成、消失或移動方面。在低壓環流形勢下，大多為陰雨天氣，風的變化比較明顯；而在高壓環流形勢下，多為晴天，天氣比較穩定。在高壓控制下，空氣乾燥，天晴風小，夜間的輻射冷卻容易形成貼地逆溫層，塵埃、真菌類、花粉、孢子等過敏源，容易在近地層停滯，從而誘發喘病的發作。

同時，氣壓的變化還會影響人的心理變化，使人產生壓抑、鬱悶的情緒。例如，低氣壓下的雨雪天氣，尤其是夏季雷雨前的高溫高濕天氣（此時氣壓較低），心肺功能不好的人會異常難受，正常人也有一種抑鬱不適之感。而這種憋氣和壓抑，又會使人的植物神經趨向緊張，釋放腎上腺素，引起血壓上升、心跳加快、呼吸急促等；同時，皮質醇被分解出來，引起胃酸分泌增多、血管易發生梗塞、血糖值也可能急升。有學者對每月氣壓最低時段與死亡高峰進行了對比研究，結果發現89%的死亡高峰都出現在最低氣壓的時段內。