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，重力加速度约981厘米/秒，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。

　　大气温度

　　春夏秋冬，寒来暑往，给人最直接的感觉是气温的变化。大气温度是表示空气冷热程度的物理量。温度常与热量联系在一起，但热量与温度却是两个完全不同的概念。热是能量，而温度是一种量度。一支火柴的火焰，会把手指灼痛，说明它的温度很高。但是当用手去摸冬季取暖的散热片却不致于被烫伤。点燃火柴的温度虽然比散热片高，但火柴提供给房间的热量却比散热片少得多。所以可把温度比作测速计的读数。

　　用来测量温度的仪器叫做温度表。最简单的温度表是根据液体热胀冷缩的原理制作的。我们平常用的和医用的温度表制作比较简单。将一定量的液体(水银或酒精)密封在管径均匀、下端呈球形、内抽真空的玻璃毛细管之中，因管子内径极细，故温度有微小变化，液柱高度就有明显的升降。把这种温度表放在结冰的水中，将此时的液柱高度定为零度，再把它放在沸腾的水中(一个大气压)，将这时的液柱高度定为100度，其间刻成100等分，即为我们常用的摄氏温标，记作“℃”。如果将水的冰点定为32度，沸点定为212度，中间划成180等分，这就是欧美常用的华氏温标，记作“F”。

　　科学上常用一种开氏温标，又称绝对温标，记作“K”它的零度等于-273.18℃，使用时，常取其近似值-273℃。摄氏温标与绝对温标的换算关系为：

　　C=K-273

　　除了液体温度表外，还有材料制作的温度表，如金属片温度表、电阻温度表等等。

　　你知道哪儿是世界上最冷和最热的地方吗？

　　世界上最冷的地方在南极。整个南极洲，终年气候严寒。那里的常年平均气温为-25℃左右，11月至次年3月为“夏季”，但气温仍在0℃以下;4月至10月为冬季，气温达-50℃～-60℃。南极洲可谓是地球上气温最低的一个洲了。

　　不过，第一次正式获得世界寒极称号的地方是在北极。1885年2月，人们在北纬64度的奥依米康，测到了-67.8℃的最低气温。1957年5月，位于南极极点的美国安莫森—斯考脱观测站，传出了一个惊人的消息，那里的最低温度降到了-73.6℃，因而世界寒极由北半球转换到南极去了。后来，在1967年，挪威的科学工作者在南极点附近记录到的气温为-94.5℃，成为迄今最低的温度。

　　那么，地球上最热的地方在哪里呢?

　　我国新疆的吐鲁番盆地是有名的“火洲”。神话小说《西游记》里所描述的火焰山，就在那里。那里全年有三个多月平均气温在30℃以上;一年中最热的7月，平均气温高达33～34℃，每天最高气温均超过40℃。然而，这算不了什么。非洲的利比亚，曾达到58℃的高温，这一记录至今未被刷新，称为地球上的“热极”。