Norma atmosférického tlaku: podstata, co se považuje za normální, důsledky nízkého a vysokého

Každý den na Zemi tlačí obrovské množství vzduchu. Řekneme vám, jaká je norma atmosférického tlaku a proč na tomto parametru tolik věcí závisí.

Autoři a odborníci

Autor Science Mail

Člen Ruské geografické společnosti

Kandidát ekonomických věd, docent katedry budoucích technologií MIPT

Atmosférický tlak je fyzikální parametr, se kterým se setkává každý, ale většina lidí mu nepřikládá žádný význam. Zároveň ovlivňuje vzduch, počasí a pohodu lidí. Shromáždili jsme zajímavá fakta o normě atmosférického tlaku, jeho vlivu na tělo a seznámili se s názory odborníků.

Co je to atmosférický tlak

Atmosférický tlak je výsledkem síly, s níž vzduch tlačí na povrch Země a vše, co je na něm. Je způsoben hmotností vzduchového sloupce, který se šíří atmosférou. Tlak je nejpatrnější ve spodních vrstvách, protože tam je koncentrována většina plynů. Ve vyšších vrstvách je hustota vzduchu výrazně nižší, a proto je dopad menší.

Parametr se měří v hektopascalech (hPa) nebo milimetrech rtuťového sloupce (mmHg). Na úrovni hladiny moře se za standardní hodnotu považuje 1013,25 hektopascalů, což odpovídá 760 milimetrům rtuťového sloupce. Tlak se však mění v závislosti na přírodních a klimatických faktorech.

I když to necítíme, vzduch není beztížný, jsme tlačeni vzduchovým sloupcem tisíce kilometrů vysokým (výška atmosféry). Zde můžeme provést analogii: pokud se přikryjete povlakem na peřinu, sotva to ucítíte. Pokud se přikryjete 10 nebo 20 povlaky na peřiny, pak, i když každý z nich zvlášť nebude cítit, dohromady budou cítit. Sto povlaků na peřiny v řadě bude těžkých.

Stanislav Otstavnov
Kandidát ekonomických věd, docent katedry budoucích technologií MIPT

Jak se měří atmosférický tlak?

K určení úrovně tlaku se používají speciální zařízení – barometry. Metoda měření se v posledních desetiletích téměř nezměnila, ale existuje mnohem více vybavení.

1. Rtuťové přístroje jsou založeny na skutečnosti, že tlak vzduchu drží sloupec rtuti ve skleněné trubici. Čím větší je zatížení, tím výše stoupá tekutý kov.
2. Mechanické aneroidy obsahují tenkostěnné kapsle, které se smršťují nebo roztahují v závislosti na vnějším tlaku. Tyto změny se přenášejí na ukazatel číselníku.
3. Elektronické senzory se používají v moderních meteorologických stanicích a domácích spotřebičích. Fungují na základě senzorů, které snímají fyzikální změny v prostředí.

Přesnost měření závisí na kalibraci zařízení a podmínkách prostředí. Pro spolehlivé srovnání se hodnoty obvykle uvádějí pro podmínky na hladině moře a teplotu 0 °C.

Na čem závisí velikost atmosférického tlaku?

Jak jsme zjistili, tlak vzduchu není konstantní. Během dne nebo ročních období může výrazně kolísat. Hlavní faktory, které ho ovlivňují, jsou uvedeny níže:

• výška nad mořem ― čím výše je bod, tím tenčí je vrstva vzduchu nad ním a tím nižší je tlak;
• teplotní podmínky – ohřátý vzduch se rozpíná a stává se méně hustým, což následně snižuje hladinu tlaku;
• úroveň vlhkosti – s rostoucím obsahem vodní páry ve vzduchu se celková hmotnost plynů snižuje, což ovlivňuje indikátor;
• pohyb vzdušných hmot – cyklóny a anticyklóny mění strukturu atmosféry, která je plná krátkodobých tlakových rázů;
• sezónní funkce – v zimě, zejména v severních oblastech, jsou pozorovány vyšší hodnoty v důsledku hustého studeného vzduchu, zatímco v létě je tomu naopak;
• zeměpisná poloha – vzdušné masy nad nížinami a pobřežími se chovají odlišně, navíc hory a oceány také upravují celkové rozložení tlaku.

Vzhledem k rozlehlosti Ruska je atmosférický tlak zde velmi proměnlivý. Vyšší bude v níže položených oblastech, například v Kaspické nížině nebo na Západosibiřské nížině, kde byl kdysi zaznamenán tlak přes 800 mm Hg. Nižší tlak bude pozorován v horách. Například na vrcholcích Kavkazu se může nacházet atmosférický tlak pod 400 mm Hg.

Vasilij Gorbunov
učitel zeměpisu na Foxford Home School, člen Ruské geografické společnosti (RGS)

Normální atmosférický tlak pro člověka

Lidské tělo je přizpůsobeno určitému rozsahu vnějších podmínek. Zároveň hraje důležitou roli pro udržení normálního zdraví stabilita parametrů prostředí, včetně tlaku. Obecně se uznává, že norma pro člověka je mezi 750 a 765 mm Hg, pokud mluvíme o rovinatých oblastech na úrovni hladiny moře.

Ve skutečnosti je však normální atmosférický tlak relativní pojem. Lidé žijící ve vysokohorských oblastech se přizpůsobují a jejich fyziologie funguje jinak. Totéž platí pro ty, kteří tráví hodně času na palubách letadel nebo v uzavřených prostorách.

Vnímání tlaku je ovlivněno:

• věk;
• stav kardiovaskulárního a dýchacího systému;
• zlozvyky (např. kouření);
• fyzická aktivita;
• klima, na které je člověk zvyklý.

Proto by otázka, jaký atmosférický tlak se považuje za normální, měla být zvažována s ohledem na individuální charakteristiky. Pokud tělo funguje dobře na současné úrovni, pak je to jeho „pracovní“ hodnota.

― Pro předpověď změn tlaku v určité oblasti se věnuje pozornost průchodu atmosférických vírů v dané oblasti – cyklonů nebo anticyklonů. První tlak snižují, druhé jej zvyšují, ― poznamenává Vasilij Gorbunov. ― V posledních letech se přesnost těchto předpovědí zvýšila díky zavedení superpočítačů do meteorologie, které rychleji a přesněji zpracovávají data o pohybu atmosférických vírů z mnoha meteorologických stanic v zemi i po celém světě.

Jak ovlivňuje změna atmosférického tlaku lidi?

Prudké výkyvy vnějšího prostředí mohou u některých lidí způsobovat nepohodlí. To platí zejména pro změny tlaku, které doprovázejí změny počasí nebo stěhování do jiných klimatických pásem. Odolnost vůči takovým změnám je dána citlivostí receptorového systému a adaptačními schopnostmi těla.

Existuje několik kategorií, u kterých jsou tyto změny obzvláště patrné:

• lidé s nestabilním krevním tlakem;
• pacienti s chronickými kardiovaskulárními onemocněními;
• astmatici a osoby trpící jinými dýchacími poruchami;
• starší;
• těhotná žena;
• děti do věku 7.

Změny atmosférického tlaku mohou vyvolat zhoršení stavu, pokud existují doprovodné faktory.

Otázka adaptace je relevantní, zejména pro cestovatele, kteří navštěvují horské oblasti, a také pro zástupce letectví. Naše tělo si ale časem dokáže na vnější podmínky zvyknout.

Podle Stanislava Otstavnova mohou být změny tlaku bez dlouhodobé adaptace vnímány citlivě. Lidé žijící a pracující v horních patrech mrakodrapů, zejména za zuřícího špatného počasí, mohou pociťovat nepříjemné pocity.

Nejde jen o to, že ti, kteří útočí na vrcholy, potřebují aklimatizaci a adaptaci v základním táboře, jinak riskují, že se seznámí s výškovou nemocí, která může vést k plicnímu nebo mozkovému edému a dalším nepříjemným následkům, zejména proto, že výstupy jsou spojeny s fyzickou přetížením, únavou a dalšími extrémními faktory, jako je chlad a oslepující slunce.

Vasilij Gorbunov také hovoří o problematice přirozené adaptace těla.

Pokud člověk žije v určité oblasti delší dobu, a to i vysoko v horách, kde je nízký tlak, jeho tělo se časem přizpůsobí místním podmínkám. Proto horalé netrpí nízkým atmosférickým tlakem. Totéž se nedá říci o cestovatelích. Při výstupu na hory se lidé začínají kvůli nízkému tlaku cítit nevolně.

Nízký atmosférický tlak

Pokles atmosférického tlaku je nejčastěji doprovázen oblačným, vlhkým a větrným počasím. Takové podmínky se vyskytují při průchodu cyklon. Hlavním znakem je pokles kyslíku ve vzduchu a celková změna složení plynů. To může ztížit nasycení krve kyslíkem, zejména u citlivých lidí.

Hlavní nepříjemné příznaky, které se vyskytují při nízkém krevním tlaku:

1. Bolesti hlavy a pocit tlaku v spáncích. To je způsobeno rozšířením cév v mozku.
2. Snížená koncentrace a rychlá únava. S nedostatkem kyslíku se zhoršuje fungování centrálního nervového systému.
3. Zvýšená chronická bolest. Například v kloubech, u lidí s artritidou a osteochondrózou.
4. Pokles krevního tlaku u hypotenzních pacientů. Může být doprovázen slabostí, závratěmi a letargií.
5. Zhoršení respiračních onemocnění, zejména bronchiálního astmatu, protože vlhký vzduch zvyšuje otok sliznic.

Tělo se snaží kompenzovat nedostatek kyslíku zrychleným dýcháním a zesílením srdeční činnosti. U lidí s poruchami těchto systémů může být adaptace nedostatečná, což vyžaduje pozorování a v případě potřeby i medikamentózní podporu.

Vysoký atmosférický tlak

Pokud hodnota překročí obvyklou úroveň pro danou oblast, mluvíme o vysokém atmosférickém tlaku. Takové podmínky se nejčastěji pozorují ve středu anticyklon – stabilních oblastí se sestupnými proudy vzduchu. Zvýšený tlak přispívá k vyjasnění počasí, nízké vlhkosti a malé oblačnosti. To je však doprovázeno určitou fyziologickou zátěží.

Pro tělo to může znamenat nutnost kompenzovat změněné podmínky dodatečnou prací dýchacího a kardiovaskulárního systému. U některých lidí to způsobuje nepohodlí.

Hlavní možné reakce těla:

1. Vysoký krevní tlak. Pacienti s hypertenzí mohou pociťovat zhoršení zdravotního stavu, zvýšené bolesti hlavy a nevolnost.
2. Zhoršení chronických onemocnění, zejména srdečních patologií a cévních mozkových příhod.
3. Výskyt ospalosti a snížené aktivity. To je způsobeno zvýšením hypoxického účinku.
4. Problémy s tlakem v tělních dutinách, zejména v oblasti uší a vedlejších nosních dutin.

Zvlášť stojí za zmínku osoby s meteosenzitivitou – mohou mít změny nálad, bolesti hlavy a snížený výkon. Je důležité takové reakce sledovat a v případě potřeby kontaktovat odborníka.

Zajímavosti o atmosférickém tlaku

Ačkoli se o atmosférickém tlaku často hovoří striktně a vědecky, nesmíme zapomínat na jeho zajímavé vlastnosti. Níže uvádíme několik faktů, které mohou být nečekané:

• Tlak uvnitř lidského těla je vyrovnán s vnějším tlakem. Buňky a orgány nejsou vystaveny neustálému stresu, protože vnitřní tlak je vyrovnaný.
• Když tlak klesne, kapalina vře při nižší teplotě. Proto voda ve vysokohorských oblastech vře při 90 °C a ještě nižší.
• Běžný list A4 vydrží zatížení vzduchem asi 10 tun. Tuto hodnotu člověk nepociťuje kvůli jejímu rovnoměrnému rozložení po povrchu těla.
• V tlakových komorách lze simulovat jakékoli podmínky – od horských výšin až po hlubiny oceánu. To se používá v medicíně a při výcviku pilotů.
• Na rovníku je atmosférický tlak stabilnější než v severních zeměpisných šířkách. To je způsobeno rovnoměrným ohřevem povrchu a absencí prudkých klimatických výkyvů.
• Během vzletu a přistání letadla člověk zažívá tlakový rozdíl až 250 mm Hg. Proto má často ucpané uši nebo pociťuje nepříjemné pocity.
• Během cyklonu může tlakový rozdíl mezi středem a okrajem dosáhnout 50 mm Hg. To je dostatečně velké množství, aby ovlivnilo zdraví citlivých lidí.

Studium atmosférického tlaku je důležité nejen v meteorologii, ale také v medicíně, letectví, geologii a dalších oborech. Je to univerzální ukazatel, který nám umožňuje posoudit stav prostředí a adaptaci těla na něj.