Atmosférický tlak

Vzhledem k velké stlačitelnosti plynů není barometrický tlak lineární funkcí výšky, jako je tomu například u kapalin (viz hydrostatický tlak). Mění-li se hustota s tlakem podle Boyleova-Mariottova zákona, lze v atmosféře vymezit vrstvu vzduchu o hustotě ${\displaystyle \rho }$, která se nachází ve výšce ${\displaystyle h}$. Ze vztahu pro hydrostatický tlak lze pro tlakový rozdíl ve vrstvě psát

${\displaystyle \mathrm {d} p=-\rho g\mathrm {d} h}$

Podle Boyleova–Mariottova zákona při stálé teplotě platí

${\displaystyle \rho ={\frac {\rho _{0}}{p_{0}}}p}$,

kde ${\displaystyle \rho _{0}}$ a ${\displaystyle p_{0}}$ označuje nějakou známou (základní) hustotu a tlak.

Z předchozích vztahů vznikne

${\displaystyle {\frac {\mathrm {d} p}{p}}=-{\frac {\rho _{0}}{p_{0}}}g\mathrm {d} h}$

odkud po integraci a úpravě vyjde vztah

${\displaystyle p=p_{0}\mathrm {e} ^{-{\frac {\rho _{0}g\Delta h}{p_{0}}}}}$

Tento vztah se označuje barometrická rovnice.

Pro závislost hustoty vzduchu na výšce podobně vychází

${\displaystyle \rho =\rho _{0}\mathrm {e} ^{-{\frac {\rho _{0}g\Delta h}{p_{0}}}}}$

Tlak vzduchu je závislý na nadmořské výšce, na velikosti tíhového zrychlení, na mocnosti, teplotě a hustotě atmosféry v daném místě. Z důvodu snazšího porovnávání výsledků různých měření barometrického tlaku byl stanoven normální tlak vzduchu (normální atmosférický tlak) p_n (též p₀ ), zavedený jako průměrná hodnota tlaku vzduchu při mořské hladině na 45° s. š. při teplotě 15 °C a tíhovém zrychlení g_n = 9,80665 ms⁻². Je definovaný přesnou hodnotou:

${\displaystyle p_{\text{n}}=101325\,{\rm {Pa}}=1013,25\,{\rm {hPa}}}$

Pomocí normálního tlaku vzduchu byla definována jednotka fyzikální atmosféra (značka atm):[2]

${\displaystyle p_{\text{n}}=1\,{\rm {atm}}}$

Normální tlak v jiných zastaralých jednotkách (milibary, torry, technické atmosféry):

${\displaystyle p_{\text{n}}=1013,25\,{\rm {mbar}}=760\,{\rm {torr}}\,{\dot {=}}\,1,033227\,{\rm {at}}}$

V meteorologii se tlak měří nejčastěji pomocí rtuťových tlakoměrů, aneroidů a barografů.

V meteorologii se atmosférický tlak vyjadřuje nejčastěji jednotkou hektopascal (hPa). Při použití rtuťových barometrů se stále užívá jednotka torr (milimetr rtuťového sloupce), která se dále přepočítává na hektopascaly.

Měření atmosférického tlaku má velký význam v meteorologii, neboť atmosférický tlak (a především jeho změny a rychlost těchto změn) jsou důležité pro předpověď počasí. Například zvýšení atmosférického tlaku obvykle znamená příchod slunečného počasí s malou oblačností, zatímco pokles tlaku ohlašuje příchod oblačnosti a deštivého počasí. Pro srovnatelnost údajů se pak používá, obdobně jako u výškoměrů, tlak přepočtený na hladinu moře (QNH či QFF).

Nejvyšší tlak přepočtený na hladinu moře byl roku 2001 zaznamenán v Mongolsku a to 1085 hPa^[zdroj?!]. Nejvyšší atmosférický tlak v daném místě bývá v Mrtvém moři.^[zdroj?!]

Na území Česka byl nejvyšší tlak přepočtený na hladinu moře 1057,2 hPa dne 23. 1. 1907 v Bystřici pod Hostýnem a nejnižší 967,2 hPa 26. 2. 1989 v Čáslavi.[3]