Chắc hẳn bạn đã từng trải qua tình huống vào một ngày đẹp trời, trong lành, một người dự báo thời tiết xuất hiện trên TV và tuyên bố chắc chắn rằng bạn sẽ thức dậy vào sáng hôm sau và trời sẽ mưa. Làm thế nào mà nhà dự báo đó có thể chắc chắn như vậy về những thay đổi thời tiết? Không có một đám mây trên bầu trời và không có bất kỳ cơn bão nào được báo cáo ở các khu vực lân cận. Người này biết gì mà bạn không biết? Câu trả lời là đơn giản, thực sự. Người dự báo biết rằng áp suất khí quyển đang giảm.

Áp suất khí quyển được xác định như thế nào?
Áp suất khí quyển là phép đo áp suất không khí trong bầu khí quyển của Trái đất . Vì lý do này, nó còn được gọi là áp suất khí quyển. Áp suất được tạo ra bởi các phân tử khí lỏng trong không khí và nó mở rộng theo mọi hướng. Đáng chú ý, nó tồn tại dưới dạng áp suất hướng xuống tác động lên mặt đất trên Trái đất, khiến nó tương đối dễ đo.
Áp suất khí quyển lớn hơn khi các phân tử không khí tập trung dày đặc hơn. Áp suất tăng lên khi các phân tử được trải ra nhiều hơn. Do đó, áp suất khí quyển ở mực nước biển luôn cao hơn so với ở độ cao núi cao, nơi có sự khác biệt là không khí "loãng hơn" và ít đậm đặc hơn với các hạt phân tử. Tuy nhiên, áp suất không khí ở mực nước biển cũng có thể xuống khá thấp, đặc biệt là trong các cơn bão lớn như cuồng phong.
Áp suất khí quyển được đo như thế nào?
Các nhà khoa học thường đo áp suất khí quyển và dao động áp suất khí quyển bằng một đơn vị tiêu chuẩn gọi là khí quyển (atm). Trong hệ thống đo lường của Anh, phổ biến ở Hoa Kỳ, một bầu khí quyển bằng 29,9213 inch (1,013 milibar) thủy ngân (tính bằng Hg). chuyển đổi khác bao gồm:
1 atm = 760 mm thủy ngân (mmHg)
1 atm = 1.013,25 milibar (mbar)
1 atm = 101,325 pascal (Pa)
1 atm = 1.013,25 hectopascal (hPa)
Tất cả các đơn vị này mô tả mức độ các phân tử không khí gây áp lực lên các vật thể xung quanh chúng. Áp suất liên quan trực tiếp đến mật độ: Khi nồng độ của các hạt trở nên đậm đặc hơn, áp suất tăng lên và khi các hạt trở nên ít đậm đặc hơn, áp suất sẽ giảm. Do đó, không khí đặc hơn sẽ tạo ra các phép đo áp suất khí quyển cao hơn.
Phong vũ biểu là gì?
Phong vũ biểu là một dụng cụ khoa học được thiết kế để đo áp suất khí quyển. Khí áp kế như chúng ta biết có từ năm 1643 khi nhà phát minh người Ý Evangelista Torricelli đo áp suất không khí bằng cách sử dụng một ống thủy tinh chứa đầy thủy ngân và mở ở đầu hướng xuống dưới. Bản thân cái ống nằm trong một bể chứa chứa nhiều thủy ngân hơn.
Thiết bị của Torricelli (và những thiết bị ra đời sau nó) đo áp suất không khí dựa trên mức thủy ngân. Khi không khí ép xuống bể thủy ngân, lực sẽ đẩy một phần thủy ngân lên cao hơn trong ống thủy tinh. Khi áp suất giảm xuống, sẽ có ít lực đẩy thủy ngân lên ống hơn và do đó mực nước của nó giảm xuống.
Ngày nay, các nhà khoa học và nhà khí tượng học có thể đo áp suất khí quyển mà không cần áp kế dựa trên thủy ngân. Thay vào đó, họ sử dụng cảm biến áp suất điện dung , có thể phát hiện sự thay đổi áp suất bằng cách theo dõi sự dao động của điện dung hoặc khả năng thu thập và lưu trữ năng lượng dưới dạng điện tích. Các thiết bị này được sử dụng để phát hiện áp suất không khí trong tất cả các loại ứng dụng, từ sản xuất công nghiệp đến hàng không đến khí tượng học . Mặc dù vậy, phong vũ biểu dựa trên thủy ngân cũ tốt vẫn được sử dụng thường xuyên.

Áp suất khí quyển cho chúng ta biết gì về thời tiết?
Trong nhiều thế kỷ, con người đã sử dụng phong vũ biểu và chỉ số áp suất khí quyển để dự đoán thời tiết . Nguyên tắc chung của áp suất khí quyển rất đơn giản: áp suất cao thường báo hiệu thời tiết khô, nóng trong khi áp suất thấp báo hiệu thời tiết mát mẻ, ẩm ướt. Đây là lý do tại sao:
Áp suất cao có nghĩa là bầu khí quyển chứa đầy không khí nặng và đặc. Không khí dày đặc đó đẩy đi bất kỳ không khí nào ở gần bề mặt hơn, bao gồm cả những đám mây chứa đầy hơi ẩm. Thông thường, áp suất cao mang lại bầu trời rất quang đãng, cho phép mặt trời xuyên qua và làm ấm bề ​​mặt Trái đất.
Áp suất thấp có nghĩa là không khí ở bề mặt có thể di chuyển lên trên. Ở khu vực có áp suất khí quyển thấp, không gì có thể ngăn không khí ở bề mặt bốc lên và hình thành mây. Những đám mây này che khuất ánh nắng mặt trời và thường tạo ra hơi ẩm dưới dạng mưa và tuyết. Áp suất thấp cũng có thể hình thành gió lớn, do không khí ở bề mặt di chuyển tự do. Khi một vùng áp suất thấp đặc biệt hình thành trên đại dương, đôi khi nó có thể tạo ra một cơn bão.
Áp suất khí quyển bình thường là gì?
Mọi người ở Hoa Kỳ đã quen với việc tiêu hóa các chỉ số áp suất khí quyển tính bằng inch thủy ngân. Phép đo này đề cập đến cột thủy ngân sẽ cao bao nhiêu inch trong phong vũ biểu truyền thống. Áp suất khí quyển tiêu chuẩn ở mực nước biển là 29,92 inch (1.013 millibar) thủy ngân (cũng được đo bằng 1 atm). Nói chung, phạm vi bình thường của áp suất khí quyển là từ 28,5 (965 milibar) đến 30,7 inch (1.040 milibar) thủy ngân.
Các nhà khí tượng học đã quan sát thấy các chỉ số áp suất khí quyển cực cao vượt xa phạm vi bình thường này. Vào tháng 12 năm 1968 tại Siberia , một phong vũ biểu ghi lại chỉ số áp suất là 32,01 inch (1.084 milibar) thủy ngân. Việc đọc này, được thực hiện trong một đợt thời tiết cực kỳ lạnh và khô, được cho là áp suất khí quyển cao nhất từng được ghi nhận.
Ở một thái cực khác, một cơn bão tháng 10 năm 1979 trên Thái Bình Dương đã tạo ra áp suất khí quyển thấp đáng kinh ngạc là 25,9 inch (877 millibar) thủy ngân. Thật vậy, gần như tất cả các chỉ số phong vũ biểu áp suất thấp nhất trên thế giới đã được đọc để đo bão, lốc xoáy và bão . Để chính xác, đây là những chỉ số áp suất thấp nhất ở mực nước biển. Các chỉ số áp suất cực thấp cũng đã xảy ra ở vùng núi cao, nơi không khí ít đặc hơn.
Bây giờ điều đó thật thú vị
Áp kế được các thợ mỏ sử dụng trong hang động để xác định độ sâu và áp suất mực nước biển của mỏ.