月球是我們的佳苑,它被厚達80~100km的大氣層包圍著。大氣和其他物質(zhì)一樣具有質(zhì)量正常大氣壓強是多少,也遭到月球的引力,并和液體一樣具有流動性。這么,大氣是否也會形成浮力呢?
大量實驗證明,大氣確實存在著浮力。由大氣形成的浮力稱作大氣浮力,簡稱大氣壓。由大氣形成的壓力稱作大氣壓力。
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一般,人們把能支撐760毫米高的水銀柱的大氣浮力作為一個標準大氣壓——1atm,這個浮力相當于一個底面積為一平方米、質(zhì)量為10噸的物體放到水平地面對地面所形成的浮力。
從分子動理論可知,二氧化碳的浮力是大量分子頻繁地碰撞容器壁而形成的。單個分子對容器壁的碰撞時間極短,作用是不連續(xù)的,但大量分子頻繁地碰撞器壁,對器壁的斥力是持續(xù)的、均勻的,這個壓力與器壁面積的比值就是浮力大小。
氣壓的大小與海拔高度、大氣濕度、大氣密度等有關,通常隨高度下降按指數(shù)律遞減。氣壓與海拔的關系氣壓有日變化和年變化。一年之中,秋季比春季氣壓高。三天中,氣壓有一個最高值、一個最低值,分別出現(xiàn)在9~10時和15~16時,還有一個次高值和一個次低值,分別出現(xiàn)在21~22時和3~4時。氣壓日變化幅度較小,通常為0.1~0.4千帕,并隨經(jīng)度增高而降低。氣壓變化與風、天氣的優(yōu)劣等關系密切,因此是重要氣象因子。一般所用的氣壓單位有帕(Pa)、毫米水銀柱高(mmHg)、毫巴(mb)。它們之間的換算關系為:100帕=1毫巴≈3/4毫米水銀柱高。氣象觀測中常用的檢測氣壓的儀器有水銀氣壓表、空盒氣壓表、氣壓計。氣溫為0℃時760毫米垂直水銀柱高的壓力,標準大氣壓最先由美國科學家托里拆利測出。
氣壓對人體健康的影響,概括上去分為生理的和心理的兩個方面。低氣壓對人體生理的影響主要是影響人體內(nèi)二氧化碳的供應。因為人體非常是腦缺氧,就會出現(xiàn)嘔吐、頭痛、惡心、嘔吐和無力等病癥,神經(jīng)系統(tǒng)也會發(fā)生障礙,甚至會發(fā)生肺膿腫和昏厥,這就是一般說的"高山反應”。
在高氣壓的環(huán)境中正常大氣壓強是多少,肌體各組織逐步被氮飽和(通常在高壓下工作5—6小時后,人體就被氮飽和),當人體重新回到標準大氣壓時,體內(nèi)短缺的氮便隨呼氣排出,但這個過程比較平緩,倘若從高壓環(huán)境忽然回到標準氣壓環(huán)境,則脂肪中積聚的氮就可能有一部份逗留在肌體內(nèi),并膨脹產(chǎn)生小的氣泡,阻滯血液和組織,易產(chǎn)生氣栓而引起疾病,嚴重者會殃及人的生命。
氣壓變化對人體健康的影響,更多表現(xiàn)在高壓或低壓所代表的環(huán)流天氣形勢的生成、消失或聯(lián)通方面。在低壓環(huán)流形勢下,大多為寒潮天氣,風的變化比較顯著;而在高壓環(huán)流形勢下,多為陰天,天氣比較穩(wěn)定。在高壓控制下,空氣干燥,天晴風小,夜晚的幅射冷卻容易產(chǎn)生貼地凍雨層,塵埃、真菌類、花粉、孢子等過敏源,容易在近基巖停滯,因而誘發(fā)喘病的發(fā)作。
同時,氣壓的變化都會影響人的心理變化,使人形成焦躁、郁悶的情緒。諸如,低氣壓下的寒潮天氣,尤其是夏天暴雨前的低溫高濕天氣(此時氣壓較低),心肺功能不好的人會異常惱火,正常人也有一種焦慮不適之感。而這些閉氣和焦躁,又會使人的動物神經(jīng)趨于緊張,釋放腎上腺素,導致血糖上升、心跳推進、呼吸粗重等;同時,皮質(zhì)醇被分解下來,導致胃液分泌增多、血管易發(fā)生中風、血糖值也可能急升。有學者對每月氣壓最低時段與死亡高峰進行了對比研究,結(jié)果發(fā)覺89%的死亡高峰都出現(xiàn)在最低氣壓的時段內(nèi)。