氣壓及其單位
在任何表面上,由于大氣的重量所產(chǎn)生的壓力,也就是單位面積上所受到的力,叫做大氣壓.其數(shù)值等于從單位底面積向上,一直延伸到大氣上界的垂直氣柱的總重量.氣壓是重要的氣象要素之一.
在物理學(xué)上壓力和壓強(qiáng)不是一個(gè)概念.用鉛筆尖在手指上,會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小坑；用未削過(guò)的鉛筆壓手,則不會(huì)出現(xiàn)小坑,這是為什么?中間有一個(gè)面積問(wèn)題.鉛筆尖面積小,鉛筆頭面積大.壓強(qiáng)是單位面積上所受的壓力.平時(shí)我們所說(shuō)的大氣壓,實(shí)際上指的是大氣壓強(qiáng),只不過(guò)省略了“強(qiáng)”字.
既然大氣壓指的是單位面積上所隨的大氣柱的重量,那么,大氣柱有多重呢?大氣柱的重量是不能直接測(cè)量到的.所以人們就用水銀柱的重量來(lái)計(jì)算大氣柱的重量,這個(gè)水銀柱的重量是與大氣柱的重量相平衡的.此實(shí)驗(yàn)是意大利科學(xué)家托里拆利在1644年作出來(lái)的.托里拆利在一根約1米長(zhǎng)的一端封口的玻璃管里注滿水銀,把開(kāi)口的一端用姆指按住管口,倒立在水銀槽中,當(dāng)手指放開(kāi)以后,管里的水銀下降下,但降到760毫米的地方就不再下降.這就是大氣壓支持著水銀柱的緣故.水銀氣壓表就是根據(jù)這個(gè)原理來(lái)測(cè)量氣壓的.
在氣象工作中通用的氣壓?jiǎn)挝挥泻撩缀秃涟蛢煞N.
（1）毫米(mm)：是用水銀柱高度來(lái)表示氣壓高低的單位.例如,氣壓為760mm,表示當(dāng)時(shí)的大氣壓強(qiáng)與760mm高的水銀柱所產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等.
（2）毫巴(mb)：用單位面積上所受水銀柱壓力大小來(lái)表示氣壓高低的單位.物理學(xué)上,壓強(qiáng)的單位是用“巴”表示的：每一平方厘米面積上受到一達(dá)因的力,稱為一巴.在氣象上,嫌這個(gè)單位太小,取1,000,000達(dá)因/平方厘米為1巴,以巴的千分之一作為氣壓的單位,稱為1毫巴.即：
1巴=&127;1000毫巴
1毫巴=&127;1000達(dá)因/厘米2
因此,1毫巴表示在1平方厘米面積上受到1000達(dá)因的力.例如,氣壓為1000mb,表示當(dāng)時(shí)大氣柱在每平方厘米面積上的力有1,000,000達(dá)因.
達(dá)因是力的單位,在厘米-克-秒制中,它代表作用于一克質(zhì)量的物體上,使物體以1cm/秒2的速度發(fā)生運(yùn)動(dòng)的力.達(dá)因是很小的一個(gè)力.夏天我們看到的螞蟻叼著小小的草梗所付出的力,就有100達(dá)因.可見(jiàn),一達(dá)因的力之小了.
毫米與毫巴可以相互換算.根據(jù)壓強(qiáng)與水銀柱高度的關(guān)系式：P(壓強(qiáng))=h(水銀柱高度) ×d(水銀在0℃時(shí)的密度)
氣壓為水銀柱高度1毫米=0.1厘米×13.596克重/厘米3=1.3596克重/厘米2
在緯度45°的海平面上,1克重=980.6達(dá)因
故:1毫米=1.3596×980.6=1333.22達(dá)因/厘米2=1.33322毫巴=3/4毫巴
根據(jù)這個(gè)關(guān)系,氣壓為760毫米時(shí)相當(dāng)于1013.25毫巴,這個(gè)氣壓值稱為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓.