Почему с высотой атмосферное давление уменьшается?

Знаете это странное чувство, когда при взлете самолета или быстрой поездке в горы вдруг «закладывает» уши? Неприятно, конечно, но именно так наш организм подает сигнал: парень, мы меняем высоту! И тут волей-неволей в голове всплывает школьный вопрос: а собственно, почему с высотой атмосферное давление уменьшается? Казалось бы, воздух — штука невидимая и почти невесомая, но на деле он давит на нас с огромной силой.

Воздушный океан над нашими головами

Представьте, что мы с вами живем на дне огромного, прозрачного и очень глубокого океана. Только вместо воды вокруг нас смесь газов. Фишка в том, что воздух, вопреки ощущениям, имеет вес. Гравитация Земли неумолимо тянет каждую молекулу азота и кислорода вниз, к центру планеты.

Так вот, когда вы стоите на уровне моря, на ваши плечи давит весь столб атмосферы — от земли и до самого космоса. Это сотни километров газовой смеси! Логично, что, поднимаясь выше, вы оставляете часть этого «груза» под собой. Оставшийся над вами слой становится тоньше, а значит, и давит он уже не так сильно. Вот вам и первый ответ на вопрос: почему с высотой атмосферное давление уменьшается? Меньше воздуха сверху — меньше тяжести.

Сжатость воздуха: эффект пружины

Но есть еще один нюанс, про который многие забывают. Воздух — это не твердый кирпич и не вода, он отлично сжимается. В нижних слоях атмосферы молекулы прижаты друг к другу так плотно, что стоят буквально «плечом к плечу» под весом верхних слоев.

1. У поверхности Земли плотность воздуха максимальна.
2. Чем выше мы забираемся, тем «свободнее» чувствуют себя молекулы.
3. Расстояния между ними увеличиваются, воздух становится разреженным.

Честно говоря, если бы газы не были такими сжимаемыми, давление падало бы линейно и предсказуемо. Но природа распорядилась иначе. Из-за разреженности воздуха на высоте 5 километров давление падает почти вдвое! Глядя на задыхающихся альпинистов, штурмующих Эверест, сразу понимаешь, насколько критично это изменение.

Почему с высотой атмосферное давление уменьшается: подведем итоги

Поднимаясь в гору, мы, образно говоря, выныриваем из густого сиропа в легкую дымку. Гравитация уже не может удерживать так много молекул на большой дистанции от поверхности. К тому же, температура наверху обычно ниже, что тоже вносит свою лепту в общую картину физических процессов.

Так что, в следующий раз, когда в лифте высотки у вас зазвенит в ушах, просто вспомните об этом невидимом столбе воздуха. Ответ на вопрос, почему с высотой атмосферное давление уменьшается, кроется в простой комбинации земного притяжения и свойств самого газа. Мы просто облегчаем себе ношу, двигаясь вверх, жаль только, что дышать при этом становится всё труднее и труднее. Ну, такова физика, против неё не попрешь!