A mecânica da pressão do ar

Pressão do ar, pressão atmosférica ou pressão barométrica, é a pressão exercida sobre uma superfície pelo peso de uma massa de ar (e suas moléculas) acima dele.

A pressão do ar é um conceito difícil. Como algo invisível pode ter massa e peso? O ar tem massa porque é composto de um mistura de gases que tem massa. Adicione o peso de todos esses gases que compõem o ar seco (oxigênio, nitrogênio, dióxido de carbono, hidrogênio e outros) e você terá o peso do ar seco.

O peso molecular, ou massa molar, do ar seco é de 28,97 gramas por mole. Embora isso não seja muito, uma massa de ar típica é composta por um número incrivelmente grande de moléculas de ar. Assim, você pode começar a ver como o ar pode ter um peso considerável quando as massas de todas as moléculas são adicionadas.

Então, qual é a conexão entre moléculas e pressão do ar? Se o número de moléculas de ar acima de uma área aumentar, haverá mais moléculas para exercer pressão nessa área e sua pressão atmosférica total aumentará. Este é o que chamamos

A pressão do ar não é uniforme em toda a Terra. Varia de 980 a 1050 milibares e muda com a altitude. Quanto maior a altitude, menor a pressão do ar. Isso ocorre porque o número de moléculas de ar diminui em altitudes mais altas, diminuindo assim densidade do ar e pressão do ar. A pressão do ar é mais alta ao nível do mar, onde a densidade do ar é maior.

Existem 5 princípios básicos sobre a pressão do ar:

• Aumenta à medida que a densidade do ar aumenta e diminui à medida que a densidade do ar diminui.
• Aumenta à medida que as temperaturas aumentam e diminui à medida que as temperaturas esfriam.
• Aumenta em altitudes mais baixas e diminui em altitudes mais altas.
• O ar se move de alta pressão para baixa pressão.
• A pressão do ar é medida com um instrumento climático conhecido como barômetro. (É por isso que às vezes também é chamado de "pressão barométrica").

UMA barômetro é usado para medir a pressão atmosférica em unidades chamadas atmosferas ou milibares. O tipo mais antigo de barômetro é o baromete de mercúrior. Este instrumento mede o mercúrio à medida que aumenta ou diminui no tubo de vidro do barômetro. Como a pressão atmosférica é basicamente o peso do ar no atmosfera acima do reservatório, o nível de mercúrio no barômetro continuará a mudar até que o peso do mercúrio no tubo de vidro seja exatamente igual ao peso do ar acima do reservatório. Quando os dois param de se mover e estão equilibrados, a pressão é registrada "lendo" o valor na altura do mercúrio na coluna vertical.

Se o peso do mercúrio for menor que a pressão atmosférica, o nível de mercúrio no tubo de vidro aumentará (alta pressão). Em áreas de alta pressão, o ar está afundando em direção à superfície da Terra mais rapidamente do que pode fluir para as áreas circundantes. Como o número de moléculas de ar acima da superfície aumenta, há mais moléculas para exercer uma força nessa superfície. Com um aumento do peso do ar acima do reservatório, o nível de mercúrio aumenta para um nível mais alto.

Se o peso do mercúrio for maior que a pressão atmosférica, o nível de mercúrio cairá (baixa pressão). Dentro áreas de baixa pressão, o ar está se afastando da superfície da Terra mais rapidamente do que pode ser substituído pelo ar que flui das áreas circundantes. Como o número de moléculas de ar acima da área diminui, há menos moléculas para exercer uma força nessa superfície. Com um peso reduzido de ar acima do reservatório, o nível de mercúrio cai para um nível mais baixo.

Outros tipos de barômetros incluem barômetros aneróides e digitais. Barômetros aneróides não contêm mercúrio ou qualquer outro líquido, mas possuem uma câmara metálica selada e hermética. A câmara se expande ou contrai em resposta a mudanças de pressão e um ponteiro em um mostrador é usado para indicar leituras de pressão. Os barômetros modernos são digitais e são capazes de medir a pressão atmosférica com precisão e rapidez. Esses instrumentos eletrônicos exibem as leituras atuais de pressão atmosférica em uma tela de exibição.

A pressão atmosférica é afetada pelo aquecimento diurno do sol. Esse aquecimento não ocorre uniformemente na Terra, pois algumas áreas são mais aquecidas que outras. À medida que o ar é aquecido, ele aumenta e pode resultar em um sistema de baixa pressão.

A pressão no centro de um sistema de baixa pressão é mais baixo que o ar na área circundante. Os ventos sopram em direção à área de baixa pressão, causando a subida do ar na atmosfera. O vapor de água no ar ascendente condensa formando nuvens e, em muitos casos, precipitação. Devido ao Efeito Coriolis, resultado da rotação da Terra, os ventos em um sistema de baixa pressão circulam no sentido anti-horário no hemisfério norte e no sentido horário no hemisfério sul. Os sistemas de baixa pressão podem produzir clima instável e tempestades, como ciclones, furacões e tufões. Como regra geral, os baixos têm uma pressão de cerca de 1000 milibares (29,54 polegadas de mercúrio). Em 2016, a menor pressão já registrada na Terra era de 870 mb (25,69 inHg) no olho do Typhoon Tip sobre o Oceano Pacífico em 12 de outubro de 1979.

Dentro sistemas de alta pressão, o ar no centro do sistema está a uma pressão mais alta que o ar na área circundante. O ar neste sistema afunda e sopra para longe da alta pressão. Esse ar descendente reduz o vapor de água e a formação de nuvens, resultando em ventos fracos e clima estável. O fluxo de ar em um sistema de alta pressão é oposto ao de um sistema de baixa pressão. O ar circula no sentido horário no Hemisfério Norte e no sentido anti-horário no Hemisfério Sul.

Artigo editado por Regina Bailey

• Britannica, Os Editores da Enciclopédia. "Pressão atmosférica." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 5 de março. 2018, www.britannica.com/science/atmospheric-pressure.
• Sociedade Geográfica Nacional. "Barômetro." National Geographic Society, 9 de outubro 2012, www.nationalgeographic.org/encyclopedia/barometer/.
• "Os altos e baixos da pressão do ar." Segurança do clima de inverno | Centro de Educação Científica da UCAR, scied.ucar.edu/shortcontent/highs-and-lows-air-pressure.