Atmosférický tlak

Rozbalit box

Obsah boxu

Atmosférický tlak (též tlak vzduchu nebo barometrický tlak) je fyzikální veličina, která vyjadřuje sílu, kterou působí atmosféra planety na jednotkovou plochu v daném místě. Je způsoben tíhou sloupce vzduchu, který se rozprostírá od zemského povrchu až k horním hranicím atmosféry. Atmosférický tlak dosahuje nejvyšších hodnot u hladiny moře a s rostoucí výškou klesá.

Atmosférický tlak není konstantní, ale neustále kolísá v závislosti na teplotě vzduchu, vlhkosti vzduchu, nadmořské výšce a zeměpisné šířce. Jeho změny jsou klíčové pro předpověď počasí.

⏳ Historie měření atmosférického tlaku

První zdařilý experiment, který prokázal existenci atmosférického tlaku, navrhl italský fyzik a matematik Evangelista Torricelli v roce 1643. Torricelliho pokus spočíval v naplnění skleněné trubice rtutí, jejím otočení a ponoření do nádoby se rtutí. Pozoroval, že hladina rtuti se v trubici ustálila asi na 75 cm nad hladinou v nádobě, a nad ní vzniklo vakuum (tzv. Torricelliho vakuum). Tímto experimentem dokázal, že tlak atmosférického vzduchu je roven hydrostatickému tlaku sloupce rtuti.

V roce 1646 francouzský vědec Blaise Pascal využil Torricelliho barometr k ověření své teorie, že vzduch má v různých výškách různou hmotnost. Jeho experimenty prokázaly, že atmosférický tlak se mění v závislosti na nadmořské výšce.

V roce 1654 provedl Otto von Guericke, starosta Magdeburg, dramatický experiment se svými Magdeburskými polokoulemi, kterým názorně demonstroval obrovskou sílu atmosférického tlaku. Z dutiny spojených polokoulí vyčerpal vzduch a ani 16 koní nebylo schopno je od sebe oddělit.

📏 Jednotky a normální tlak

V soustavě SI je základní jednotkou pro měření tlaku pascal (Pa), což odpovídá jednomu newtonu na jeden metr čtvereční (N/m²).

V meteorologii se často používají násobky pascalu:

Hektopascal (hPa): 1 hPa = 100 Pa.
Milibar (mbar): Dříve velmi používaná jednotka, 1 mbar = 1 hPa.

Mezi další historické a stále používané jednotky patří:

Fyzikální atmosféra (atm): Definována jako normální atmosférický tlak, 1 atm = 101 325 Pa.
Bar (bar): 1 bar = 100 000 Pa.
Torr (Torr) nebo milimetr rtuťového sloupce (mm Hg): 1 Torr ≈ 133,322 Pa.

Normální atmosférický tlak (p_n) je mezinárodní dohodou stanovená průměrná hodnota tlaku vzduchu u hladiny moře na 45° severní šířky při teplotě 15 °C. Tato hodnota činí přesně 101 325 Pa nebo 1013,25 hPa. Pro běžné výpočty se často používá zaokrouhlená hodnota 1010 hPa nebo 1013 hPa.

📊 Měření atmosférického tlaku

K měření atmosférického tlaku se používají různé přístroje:

Rtuťový barometr: Nejstarší a nejpřesnější typ, založený na Torricelliho principu. Dnes se používá hlavně v laboratořích.
Aneroid: Kovový tlakoměr, který měří tlak na základě prohýbání pružného víka kovové krabičky (Vidieho dóza), z níž je vyčerpán vzduch. Je menší, odolnější a neobsahuje rtuť, ale je méně přesný než rtuťový.
Barograf: Přístroj, který kromě měření tlaku také graficky zaznamenává jeho změny v čase, obvykle na papírový pás.
Digitální barometr: Moderní elektronické zařízení využívající senzory, jejichž elektrické vlastnosti reagují na změny tlaku. Často jsou součástí digitálních meteostanic a chytrých hodinek.

📈 Změny atmosférického tlaku a jejich vliv

⛰️ Závislost na nadmořské výšce

Atmosférický tlak se s rostoucí nadmořskou výškou snižuje, protože nad daným místem leží menší sloupec vzduchu. Tato závislost není lineární; tlak klesá s výškou stále pomaleji. Pro srovnatelnost údajů z různých míst se naměřené hodnoty tlaku přepočítávají na hladinu moře (tzv. relativní tlak vzduchu nebo QNH/QFF).

☁️ Vliv na počasí

Změny atmosférického tlaku mají zásadní význam pro meteorologii a předpověď počasí.

Vysoký tlak (anticyklóna): Obvykle signalizuje stabilní, slunečné počasí s malou oblačností a slabým větrem.
Nízký tlak (cyklóna): Často předznamenává příchod oblačnosti, deště nebo bouřek a silnější vítr.
Rychlé kolísání tlaku: Značí proměnlivé počasí.

Na meteorologických mapách se pro zobrazení rozložení tlaku používají izobary, což jsou čáry spojující místa se stejným tlakem vzduchu redukovaným na hladinu moře. Hustota izobar ukazuje na velikost tlakového gradientu – čím blíže jsou izobary u sebe, tím větší je tlakový gradient a silnější vítr lze očekávat.

🚶 Vliv na člověka

Lidské tělo je přizpůsobeno normálnímu atmosférickému tlaku, který působí zvenčí i zevnitř, takže se tyto síly vzájemně vyrovnávají. Prudké změny atmosférického tlaku však mohou mít vliv na lidské zdraví a pohodu, zejména u meteosenzitivních lidí. Možné příznaky zahrnují:

Bolest hlavy a migréna, zejména při nízkém tlaku.
Únava, nevolnost, poruchy myšlení, nechuť k aktivitám.
Bolesti kloubů a svalů, zhoršení artritických symptomů.
Ovlivnění krevního tlaku a dýchání.
Úzkost, deprese a změny v chování.
Pocit tlaku v uších při rychlé změně výšky (např. v letadle nebo výtahu).

Při problémech způsobených změnami atmosférického tlaku se doporučuje dostatečný pitný režim, teplé bylinné čaje, doplňky stravy na podporu imunity, lehký pohyb na čerstvém vzduchu a kvalitní spánek.

🏆 Rekordy atmosférického tlaku

Nejvyšší atmosférický tlak na Zemi (redukovaný na hladinu moře):
- 1094,3 hPa naměřeno 29. prosince 2020 na stanici Tsetsen-Uul v Mongolsku.
- Předchozí rekord byl 1084,8 hPa naměřený 19. prosince 2001 v mongolském Tosontsengelu.
- Starší rekordy zahrnují 1083,8 hPa na Sibiři 31. prosince 1968.

Nejnižší atmosférický tlak na Zemi (redukovaný na hladinu moře):
- 870 hPa naměřeno v oku tajfunu Tip v Tichém oceánu 12. října 1979.

Nejvyšší atmosférický tlak v Česku:
- 1057,2 hPa naměřeno 23. ledna 1907 v Bystřice pod Hostýnem.

Pro laiky

Představte si Země jako velký míč, který je obalený silnou vrstvou vzduchu. Tahle vzduchová vrstva se jmenuje atmosféra. A stejně jako když na sebe naskládáte spoustu polštářů, ty spodní jsou stlačené vahou těch horních. Přesně takhle to funguje i se vzduchem – váha celého toho vzduchového sloupce, který je nad námi, tlačí na všechno na povrchu Země. Tomu říkáme atmosférický tlak.

My si ten tlak většinou neuvědomujeme, protože na nás tlačí stejně silně zvenku i zevnitř našeho těla, takže se to vyrovnává. Je to jako když jste v ponorce – tlak vody na vnější stranu je obrovský, ale uvnitř je normální tlak, takže se nic neděje. Kdyby ale najednou venku tlak klesl nebo stoupl moc rychle, tak to pocítíte. Třeba když jedete autem rychle do kopce nebo z kopce, nebo když letíte letadlem a praská vám v uších – to je právě proto, že se mění ten vnější tlak vzduchu a naše tělo se musí přizpůsobit.

Atmosférický tlak je takový neviditelný barometr počasí. Když je tlak vysoký, většinou to znamená, že bude hezky, slunečno a klidno. Když tlak klesá, často to znamená, že se blíží mraky, déšť nebo dokonce bouřka. Meteorologové sledují tyhle změny tlaku na speciálních mapách, kde jsou čáry (říkáme jim izobary), které spojují místa se stejným tlakem. Podle toho, jak se ty čáry kroutí a jak jsou blízko u sebe, poznají, jaké počasí můžeme čekat.