大气压力

气象台每天都要发布天气预报。天气预报的主要依据就是气压随时间和空间的变化。一般，一个地方气压降低时多阴雨天气，气压升高时多晴。根据气压计的读数，再参考其他的气象要素变化情况，就可作出简易的天气预报。

气压指大气的压强，即单位面积上所承受的压力。某地的气压值等于该地单位面积垂直向上，延伸到大气层顶的空气柱的总重量。气压的单位可用毫米水银柱高度来表示，气象上常用毫巴来度量。一毫巴约等于 3/4 毫米水银柱高的压力。地面气压一般在 1000 毫巴左右。

气象上规定，把温度为 0℃、纬度为 45 度的海平面作为标准情况时的气压，称为 1 个大气压，其值为 760 毫米水银柱高，或相当于 1013.25 毫巴。

很久以前人们以为空气是没有重量的，直到 1634 年，意大利科学家托里

拆利测出了气压值。当时曾做了这样的实验：把一根一端封闭、长 91 厘米的玻璃管装满水银，然后倒转过来，把开口的一端插在盛有水银的槽子里。如果大气没有重量，这时管中的水银将会全部流进水银槽里。事实并非如此， 这时只有少量的水银由管中流到槽内，而大部分仍留在管中，用尺去量，留下的高度约为 76 厘米。

由于玻璃管封闭的一端形成了真空，它是没有重量的。那么是什么力量使得水银柱维持在 76 厘米高度呢？托里拆利认为，玻璃管中水银所停的这个高度，是被作用在容器水银面上的大气重量平衡所致。

水银密度约13.6克 / 厘米³，重力加速度约981厘米 / 秒² ，于是可算出76 厘米水银柱高的大气压力相当于 1013 毫巴。

我们来计算一下一个人在地面上受到的大气总压力，一个中等身材的人的身体表面积约等于 15，000 平方厘米，这样他所承受的总压力将达 15 吨之多。也许你难以置信，但事实的确如此。我们所以感觉不到有这样大的压力， 是因为空气压力不单单从体外，而且也从体内作用到我们的身体上。如果外部气压减低得多，则人体内部的空气就要膨胀，这时人会感到晕眩，血管也易破裂，这就是现代高空飞机采用密封舱的原因。

现在气象台站测量气压常用的水银气压表，就是根据托里拆利实验原理制作的。不过增加了一些装置，使读数更加精确，其误差在±0.1 毫米水银柱高的范围内。

空气是可压缩的。处在最低层的地面空气密度最大，愈往高处，密度愈

小，气压也愈低。气压随高度减少得很快。地面气压值为 1013 毫巴。到了 6 公里高度，气压降到 472 毫巳。10 公里处气压降到 264 毫巴。30 公里处，气压值为 11.52 毫巴。

除大气压力、温度、湿度之外，大气密度也是一个较重要的量，它指的是单位体积内所含大气的质量。在地面附近，一立方米的体积内含有 13 公斤

的空气，而同体积的水却有一吨，所以水的密度是大气密度的 800 倍。

在日常生活中，常碰到这样的事：在赤日炎炎的夏天，你把打足了气的自行车停在路边，过了几个小时后去看，却发现放在烈日下的自行车轮胎瘪了。什么原因呢？原来是被烈日曝晒的自行车轮胎内空气膨胀，使轮胎爆炸引起的。所以在夏天，自行车胎不能把气打得太足。实验证明，处于密闭容器内的气体，如果温度越高，那么它的压强就越大。一定质量的气体，它的体积、温度和压强的变化遵循一定的规律。法国人克拉珀珑就用一简单的关系式表示了这个规律：

压强×体积 = 常数温度

这一规律告诉我们，对一定质量的气体，当它的压强维持不变时，则温度和体积的变化成正比；当它的温度维持不变时，则体积和压强成反比；或当它的体积固定时，则压强和温度成正比。人们又把这一式子叫气体状态方程。它还可以写成其他形式。

大气的状态处于不断变化中，但是，如果表示大气状态的气压、温度和体积三者中的任何两个确定之后，则整个大气状态也就确定了。