Atmosférický tlak je jedním z klíčových parametrů počasí a klimatu. Když stoupáme do hor nebo vzlétáme letadlem, pociťujeme rozdíly v tlaku. Ale jak přesně můžeme tuto změnu měřit? Odpověď na tuto otázku zajímá mnoho lidí, zejména ty, kteří se zabývají horolezectvím nebo meteorologií.
Stoupání každý kilometr nad mořem je doprovázeno poklesem atmosférického tlaku. To je způsobeno tím, že vzduch se s blížícími se vrcholy hor a nadmořskými výškami stává stále řidším. Na každých 100 metrů výšky se tlak sníží asi o 1 milibar (mbar) nebo 0,1 kilogramu na centimetr čtvereční (kg/cm2).
Pokud tedy stoupáme 1 kilometr nad mořem, atmosférický tlak se sníží asi o 10 mbar nebo 1 kg/cm2. To znamená, že ve výšce 1 km bude atmosférický tlak asi 900 mbar nebo 0,9 kg/cm2. Pokračováním podobných výpočtů lze určit, že ve výšce 2 km bude tlak přibližně 800 mbar nebo 0,8 kg/cm2 atd.
Jak moc klesá atmosférický tlak
Atmosférický tlak klesá s rostoucí nadmořskou výškou. Hladina tlaku klesá přibližně o 1 hektopascal (GPA) každých 8 až 10 metrů stoupání. Na každý kilometr stoupání se atmosférický tlak sníží asi o 10 GPA. To znamená, že ve výšce 1 kilometru nad mořem je atmosférický tlak snížen o přibližně 10 GPA ve srovnání s hladinou moře.
K tomuto snížení tlaku dochází proto, že na každý kilometr výšky nad zemským povrchem se množství vzduchu, které můžeme považovat za shora stlačené. Atmosférický tlak se proto s výškou snižuje.
Vliv výšky na atmosférický tlak
Podle geografických a fyzikálních vzorců se při stoupání na každých 1 kilometr výšky atmosférický tlak sníží asi o 10 procent. Tímto způsobem se tlak na 1 kilometr nadmořské výšky sníží asi o 1 000 hektopascalů (GPA).
Důležité je, že tato závislost není striktně lineární. S rostoucí nadmořskou výškou se změna atmosférického tlaku začíná zpomalovat. Na každých dalších 1 kilometrech se tlak sníží o 10 procent již snížené hodnoty předchozí výšky.
Je také třeba vzít v úvahu, že atmosférický tlak ovlivňuje mnoho fyzikálních a geografických procesů. Na vysokých horských vrcholcích, kde je atmosférický tlak výrazně nižší, je vzduch chudý na kyslík, což ztěžuje dýchání a ovlivňuje fyzickou aktivitu.
Studium vlivu výšky na atmosférický tlak pomáhá vytvářet vazby mezi různými atmosférickými jevy a vytvářet přesnější předpovědi počasí. To je také důležité pro leteckou navigaci, protože piloti musí při přeletech v různých nadmořských výškách počítat se změnami tlaku.
Mechanismus snižování tlaku s výškou
Při stoupání v atmosféře na každých 1 km výšky dochází k výraznému snížení atmosférického tlaku. Tento jev je způsoben několika fyzikálními procesy.
Za prvé, s rostoucí nadmořskou výškou klesá hustota vzduchu. Je to proto, že nad zemským povrchem se atomy a molekuly vzduchu ocitají v podmínkách řidšího prostředí, kde se prostor mezi nimi zvětšuje. Při stoupání na každých 1 km nadmořské výšky se tedy snižuje hustota vzduchu, a tím se snižuje i atmosférický tlak.
Za druhé, s rostoucí nadmořskou výškou klesá síla gravitační přitažlivosti. Na zemském povrchu jsou všechna tělesa vystavena gravitační síle, která směřuje ke středu Země a vytváří tlak na povrchu. S rostoucí vzdáleností od středu země však gravitační síla klesá. To vede ke snížení atmosférického tlaku s rostoucí nadmořskou výškou.
Mechanismus snižování atmosférického tlaku s výškou je tedy vysvětlen jak změnou hustoty vzduchu, tak gravitační silou. Čím výše stoupáme, tím menší je tlak okolního vzduchu.