Atmosférický tlak

Atmosférický tlak (iné názvy: tlak vzduchu, barometrický tlak) je tlak, spôsobený atmosférou planéty Zem. Tento tlak je vyvolaný tiažou vzduchového stĺpca siahajúceho od nadmorskej výšky, v ktorej tlak meriame, až po hornú hranicu atmosféry.

Atmosférický tlak je tlak masy vzduchu v atmosfére podmienený gravitačným pôsobením Zeme. Normálna hodnota atmosférického tlaku (hodnota určená pre fyzikálne výpočty) pri hladine mora je 101 325 Pa. Vrstva atmosféry (hmotnosť molekúl vzduchu v stĺpci) Zeme pôsobí tlakovou silou na zemský povrch. Hodnota tohoto tlaku je najväčšia na zemskom povrchu a s rastúcou výškou klesá. Barometrický tlak nie je stály, neustále kolíše v danom bode zemského povrchu okolo určitej hodnoty. Na tlak vzduchu má okrem nadmorskej výšky vplyv aj teplota vzduchu a prúdenie vzduchu.

Tlak menší ako barometrický tlak sa nazýva podtlak, tlak väčší ako barometrický tlak sa nazýva pretlak.

Atmosférický tlak má veľký význam v meteorológii.

Barometrická rovnica

Pretože plyn (vzduch) má vysokú stlačiteľnosť nie je barometrický tlak lineárnou funkciou výšky ako je to pri kvapalinách (pozri hydrostatický tlak). Ak sa mení hustota s tlakom podľa Boyle-Mariottovho zákona, môžeme v atmosfére vymedziť vrstvu vzduchu s hustotou $\rho$ , ktorá sa nachádza vo výške $h$ . Zo vzťahu pre hydrostatický tlak pre tlakový rozdiel vo vrstve platí

\mathrm {d} p=-\rho g\mathrm {d} h

Podľa Boyle-Mariottov zákona pri stálej teplote platí

\rho ={\frac {\rho _{0}}{p_{0}}}p

,

kde $\rho _{0}$ a $p_{0}$ označuje nejakú známu (základnú) hustotu a tlak.

Z predchádzajúcich vzťahov dostaneme

{\frac {\mathrm {d} p}{p}}=-{\frac {\rho _{0}}{p_{0}}}g\mathrm {d} h

odkiaľ po integrácii a úprave dostaneme vzťah

p=p_{0}\mathrm {e} ^{-{\frac {\rho _{0}g\Delta h}{p_{0}}}}

Tento vzťah je označovaný ako barometrická rovnica.

Pre závislosť hustoty vzduchu od výšky môžeme podobne

\rho =\rho _{0}\mathrm {e} ^{-{\frac {\rho _{0}g\Delta h}{p_{0}}}}

Normálny tlak

Tlak vzduchu je závislý od nadmorskej výšky, od veľkosti tiažového zrýchlenia, od hrúbky, teploty a hustoty atmosféry v danom mieste. Z dôvodu ľahšieho porovnávania výsledkov rôznych meraní barometrického tlaku bol zavedený tzv. normálny tlak vzduchu (normálny atmosférický tlak) p_n (tiež p₀), ktorý je definovaný ako približne priemerná hodnota tlaku vzduchu pri morskej hladine na 45° s.š. pri teplote 15 °C a tiažovom zrýchlení g_n = 9,80665 ms⁻².

: $p_{n}=101325Pa=101,325\,kPa=760\,torr=29,92\,inHg=1,0\,atm=1kg/cm^{2}$

Časové zmeny atmosférického tlaku

Jeho časové zmeny môžu byť:

peroidné – spôsobené termickými a gravitačnými príčinami (striedanie noci a panoci, pôsobením Slnka a pod.)
aperoidné – spôsobené prítomnosťami tlakových útvarov (tlaková níž, tlaková výš)

Meranie

V meteorológii meriame tlak najčastejšie pomocou kvapalinových tlakomerov, barometrov, aneroidov a barografov.

V meteorológii sa atmosférický tlak vyjadruje najčastejšie jednotkou hektopascal (hPa). Pri použití kvapalinových barometrov sa stále používa jednotka torr (milimeter ortuťového stĺpca).

**Jednotky tlaku**
	pascal (Pa)	bar (bar)	technická atmosféra (at)	atmosféra (atm)	torr (torr)	libra sily na štvorcový palec (psi)
jednotka	N.m^-2	Mdyn.cm^-2	kp.cm^-2	P_STP	mm _Hg	lbf.in^-2
1 Pa	*	10⁻⁵	1,0197×10⁻⁵	9,8692×10⁻⁶	7,5006×10⁻³	145,04×10⁻⁶
1 bar	100 000	*	1,0197	0,98692	750,0638	14,5038
1 at	98 066,5	0,980665	*	0,96784	735,5613	14,2233
1 atm	101 325	1,01325	1,0332	*	760,0021	14,6959
1 torr	133,322	1,3332×10⁻³	1,3595×10⁻³	1,3158×10⁻³	*	19,337×10⁻³
1 psi	6 894,76	68,948×10⁻³	70,307×10⁻³	68,046×10⁻³	51,7151	*

Použitie

Meranie atmosférického tlaku má veľký význam v meteorológii, pretože atmosférický tlak (a predovšetkým jeho zmeny a rýchlosť týchto zmien) sú dôležité pre predpoveď počasia. Napr. zvýšenie atmosférického tlaku obvykle znamená príchod slnečného počasia s malou oblačnosťou, pokles tlaku ohlasuje príchod oblačnosti a daždivého počasia.

Pozri aj

Portál vied o Zemi
Astronomický portál
Portál slnečná sústava