वायुमंडलीय दाब
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वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी के वायुमंडल में किसी सतह की एक इकाई पर उससे ऊपर की हवा के वजन द्वारा लगाया गया बल है। अधिकांश परिस्थितियों में वायुमंडलीय दबाव का लगभग सही अनुमान मापन बिंदु पर उसके ऊपर वाली हवा के वजन द्वारा लगाया जाता है। कम दबाव वाले क्षेत्रों में उन स्थानों के ऊपर वायुमंडलीय द्रव्यमान कम होता है, जबकि अधिक दबाव वाले क्षेत्रों में उन स्थानों के ऊपर अधिक वायुमंडलीय द्रव्यमान होता है। इसी प्रकार, जैसे-जैसे ऊंचाई बढ़ती जाती है उस स्तर के ऊपर वायुमंडलीय द्रव्यमान कम होता जाता है, इसलिए बढ़ती ऊंचाई के साथ दबाव घट जाता है। समुद्र तल से वायुमंडल के शीर्ष तक एक वर्ग इंच अनुप्रस्थ काट वाले हवा के स्तंभ का वजन 6.3 किलोग्राम होता है (और एक वर्ग सेंटीमीटर अनुप्रस्थ काट वाले वायु स्तंभ का वजन एक किलोग्राम से कुछ अधिक होता है)।
मानक वायुमंडल (प्रतीक atm) दबाव की एक इकाई है और इसे 101,325 Pa या 101.325 kPa के बराबर परिभाषित किया जाता है।[1][2] निम्नलिखित इकाइयां बराबर हैं, किंतु दर्शाए गए दशमलव स्थानों तक हीः 760 mmHg (torr), 29.92 inHg, 14.696 psi, 1013.25 millibars. एक मानक वायुमंडल वायवीय तरल ऊर्जा (ISO R554), अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी (ISO 2533) तथा पेट्रोलियम उद्योग (ISO 5024) में प्रयुक्त होने वाला मानक दबाव है।
1999 में, शुद्ध एवं प्रयुक्त रसायन विज्ञान के अंतर्राष्ट्रीय संघ (यूपैक (UPAC)) ने कहा कि पदार्थों के गुणों को निर्दिष्ट करने के प्रयोजन से मानक दबाव को “एक मानक वायुमंडल” के मान 101.325 kPa की बजाय शुद्धता से 100 kPa (≈750.01 torr) या 29.53 inHg के रूप में परिभाषित किया जाना चाहिए। [3] इस मान का उपयोग संपीड़क तथा वायवीय उपकरण उद्योग (ISO 2787) के लिए मानक दबाव के रूप में किया जाता है।[4] (मानक तापमान और दबाव भी देखें) संयुक्त राज्य अमेरिका में, संपीड़ित वीयु प्रवाह को अक्सर प्रति इकाई समय “मानक घन फुट” में मापा जाता है, जहां “मानक” का आशय है मानक तापमान और दबाव पर नमी की तुल्य मात्रा. आप के द्वारा चढ़ाई करने पर प्रत्येक 1,000 फुट पर वायुमंडलीय दबाव में 4% की कमी हो जाती है। हालांकि, इस मानक वायुमंडल को थोड़ा अलग ढंग से परिभाषित किया जाता है: तापमान = 20 °से. (68 °फ़ै), वायु घनत्व = 1.225 / किग्रा/ मी³ (0.0765 पाउंड /घन फीट), ऊंचाई = समुद्र तल और सापेक्ष आर्द्रता = 20%. वातानुकूलक उद्योग में मानक जिसके बजाय अक्सर तापमान = 0 °से. (32 °फ़ै) होता है। प्राकृतिक गैस के लिए, गैस प्रोसेसर एसोसिएशन (GPA) एक मानक तापमान 60 °फ़ै (15.6 °से.) को निर्दिष्ट करता है, लेकिन 14.65 पाउंड प्रति वर्ग इंच (101.0 कि॰पास्कल), 14.656 पाउंड प्रति वर्ग इंच (101.05 कि॰पास्कल), 14.73 पाउंड प्रति वर्ग इंच (101.6 कि॰पास्कल) और 15.025 पाउंड प्रति वर्ग इंच (103.59 कि॰पास्कल) सहित विभिन्न प्रकार के “आधार” तापमान भी प्रयोग किए जा सकते हैं।[5]
औसत समुद्र तल दबाव (एमएसएलपी (MSLP)) समुद्र तल पर दबाव या (जब जमीन पर एक दी हुई ऊंचाई पर मापा जाता है) केंद्र के तापमान पर एक समतापी परत की कल्पना करते हुए केंद्र के दबाव को समुद्र तल तक कम किया हुआ, दबाव है।
यह वह दबाव है जो सामान्य रूप से रेडियो, टेलीविजन, समाचार पत्र और इंटरनेट पर मौसम रिपोर्ट में दिया जाता है। जब घर में वायुदाबमापी को स्थानीय मौसम रिपोर्ट से मिलान करके सेट किया जाता है, तो वे समुद्र तल के दाब का मापन करते हैं, न कि वास्तविक स्थानीय वायुमंडलीय दबाव का. देखें ऊंचाई मापक यंत्र (एल्टीमीटर) (दाबमापक बनाम निरपेक्ष)।
समुद्र तल तक कम करने का अर्थ है कि दबाव में सामान्य उतार चढ़ाव की सीमा सब के लिए समान होती है। वे दबाव जो उच्च दबाव या कम दबाव माने जाते हैं, वे भौगोलिक स्थानों पर निर्भर नहीं होते. इसके कारण एक मौसम मानचित्र पर समभारिक सार्थक और उपयोगी उपकरण बन जाते हैं।
क्यूएनएच (QNH) या क्यूएफई (QFE) सेट हुआ विमानन उद्योग में तुंगतामापी का समायोजन, समुद्र तल तक कम किया हुआ एक अन्य वायुमंडलीय दबाव है, किंतु इस कमी को अंकित करने का तरीका कुछ अलग है।
क्यूएफई (QFE) और क्यूएनएच (QNH) कोई संक्षिप्तीकरण न होकर एक स्वेच्छित क्यू (Q) कोड है, लेकिन इन दोनों में अंतर रखने के लिए विमान चालकों द्वारा स्मृति सहायकों “नॉटिकल ऊंचाई” तथा “क्षेत्र ऊंचाई” का प्रयोग अक्सर किया जाता है।
औसत समुद्र तल दबाव 101.325 kPa (1013.25 मिली बार, या hPa) या 29.921 इंच पारा (inHg) या 760 मिलीमीटर (mmHg) होता है। विमानन मौसम रिपोर्ट (एमईटीएआर (METAR)) में क्यूएनएच (QNH) को दुनिया भर में मिलीबार या हेक्टोपास्कल्स (1 मिलीबार = 1 हेक्टोपास्कल) में प्रसारित किया जाता है, केवल संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा और कोलंबिया को छोड़कर, जहां इसे पारे के इंचों में (दो दशमलव स्थानों तक) व्यक्त किया जाता है। (संयुक्त राज्य अमेरिका और कनाडा भी समुद्र तल दबाव एसएलपी (SLP) रिपोर्ट करते हैं, लेकिन जिसे एक भिन्न विधि द्वारा समुद्र तल तक कम किया जाता है, टिप्पणी अनुभाग में, हेक्टोपास्कल्स या मिलीबार में कोड का अंतरराष्ट्रीय स्तर पर प्रसारित भाग नहीं है।[6] हालांकि, कनाडा की सार्वजनिक मौसम रिपोर्ट में समुद्र तल दबाव इसके बजाय किलोपास्कल्स में होता है, जबकि पर्यावरण कनाडा की दबाव की मानक इकाई वही Archived 2007-03-11 at the वेबैक मशीन है। मौसम कोड में तीन अंकों की आवश्यकता होती है; दशमलव बिंदु तथा एक या दो सबसे महत्वपूर्ण अंक छोड़ दिए जाते हैं; 1013.2 मिलीबार या 101.32 kPa को 132 के रूप में प्रसारित किया जाता है; 1000.0 मिलीबार या 100.00 kPa को 000 के रूप में प्रसारित किया जाता है; 998.7 मिलीबार या 99.87 kPa को 987 के रूप में प्रसारित किया जाता है, आदि। पृथ्वी पर सर्वोच्च समुद्री-सतह दबाव साईबेरिया में होता है, जहां साईबेरियाई अंतर्राष्ट्रीय समुद्र में अक्सर समुद्र तल दबाव 1050.0 मिलीबार से अधिक हो जाता है। न्यूनतम माप्य समुद्री-सतह दबाव उष्णकटिबंधीय चक्रवातों और बवंडरों के केंद्रों में पाया जाता है।
दबाव पृथ्वी की सतह से मध्यमंडल के शीर्ष तक अबाध गति से बदलता है। हालांकि, मौसम के साथ दबाव में परिवर्तन होता है, नासा ने पृथ्वी के सभी भागों के लिए साल भर की स्थितियों का औसत निकाला है। निम्नलिखित संबंधित औसत ऊंचाई के साथ हवा के दबाव (एक वायुमंडल के एक अंश के रूप में) की एक सूची है। तालिका विभिन्न ऊंचाइयों पर पर हवा के दबाव का एक मोटा अनुमान देती है।
| औसत ऊंचाई | ||
| (मीटर) | (फुट) | |
|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 |
| 3/4 | 2,750 | 9,022 |
| 1/2 | 5,486 | 18,000 |
| 1/3 | 8,376 | 27,480 |
| 1/10 | 16,132 | 52,926 |
| 1/100 | 30,901 | 101,381 |
| 1/1,000 | 48,467 | 159,013 |
| 1/10,000 | 69,464 | 227,899 |
| 1/100,000 | 86,282 | 283,076 |
वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी पर व्यापक रूप से भिन्न होता है और ये परिवर्तन मौसम और जलवायु के अध्ययन के लिए महत्वपूर्ण हैं। मौसम पर वायु दबाव में बदलावों के प्रभावों के लिए दबाव प्रणाली देखें.
वायुमंडलीय दबाव वैश्विक वायुमंडलीय प्रवाहों के कारण बने दैनिक या अर्द्धदैनिक (दिन में दो बार) चक्र को दर्शाता है। यह प्रभाव उष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में कुछ मिलीबार के आयाम के साथ सर्वाधिक मजबूत होता है और ध्रुवीय क्षेत्रों में लगभग शून्य. इन बदलावों के दो आध्यारोपित चक्र होते हैं, एक दैनिक (24 घंटे) चक्र और अर्द्ध दैनिक- (12 घंटे) चक्र.
पृथ्वी पर अब तक का उच्चतम वायुदाबमापीय दबाव 19 दिसम्बर 2001 को मंगोलिया के तोनसोनत्सेंगेल में 1,085.7 हैक्टोपास्कल (32.06 पारा के इंच) दर्ज किया गया था।[7] अब तक का निम्नतम गैर भ्रमवाती वायुमंडलीय दबाव 870 hPa (25.69 इंच) 12 अक्टूबर 1979 को पश्चिमी प्रशांत महासागर में तूफान के दौरान मापा गया था। यह माप एक टोही विमान द्वारा लिए गए उपकरणीय प्रेक्षण पर आधारित था।[8] पृथ्वी की सतह पर मापा गया अब तक का सबसे कम वायुमंडलीय दबाव, समुद्र तल से समायोजित करने पर, 850 hPa (25.10 इंच) था जो मैनचेस्टर, दक्षिण डकोटा में 24 जून 2003 को एफ4 तूफान के दौरान दर्ज किया गया था। यह माप एक मूलस्थानी श्लाका का उपयोग करके दर्ज किया गया था।[9]
वायुमंडलीय दबाव प्रायः एक पारे वाले वायुदाबमापी से मापा जाता है और वायुमंडलीय दबाव दर्शाने (और मापने) के लिए पारे की लगभग 760 मिलीमीटर (30 इंच) ऊंचाई का उपयोग किया जाता है। चूंकि, पारा ऐसा पदार्थ नहीं है जो सामान्यतः मानव के संपर्क में आता है, पानी अक्सर एक वायुमंडल के दबाव का अनुमान लगाने का एक अधिक सहज तरीका प्रदान करता है।
एक वायुमंडल (100 kPa या 14.7 psi) दबाव की वह मात्रा है जो पानी को लगभग 10.3 मी॰ (34 फीट) उठा देती है। इस प्रकार, एक गोताखोर पानी में 10.3 मीटर नीचे लगभग 2 वायुमंडल (1 atm वायु का और 1 atm पानी का) का दबाव अनुभव करता है। यही वह अधिकतम ऊंचाई है जहां तक पानी के एक स्तंभ को चूषण द्वारा ले जाया जा सकता है।
कम दबाव जैसे कि प्राकृतिक गैस लाइन को कभी कभी पानी के इंच से भी निर्दिष्ट किया जाता है, आमतौर पर डब्लू.सी. (जल स्तंभ) या डब्लू.जी. (इंच जल मापक) लिखा जाता है। आवासीय उपकरणों का उपयोग करने वाली एक विशिष्ट गैस को अधिकतम 14 डब्ल्यु.सी जो कि लगभग 35 hPa है के लिये मूल्यांकित किया जाता है।
गैर पेशेवर वायुदाबमापी आम तौर पर निर्द्रव वायुदाबमापी होते हैं तथा तनाव मापक पर आधारित होते हैं। वायुदाबमापी के विवरण के लिये दबाव माप देखें.
पानी लगभग 100 °से. (212 °फ़ै) मानक वायुमंडलीय दबाव पर उबलता है। क्वथनांक वह तापमान है जिस पर पानी के चारों ओर वाष्पीय दबाव तथा वायुमंडलीय दबाव समान हो जाता है।[10] इस वजह से, पानी का क्वथनांक कम दबाव में कम हो जाता है तथा उच्च दबाव में बढ़ जाता है। यही कारण है कि समुद्र तल से 3,500 फीट (1,100 मी॰) अधिक उंचाई पर पकाने केलिए पाक विधियों में समायोजन की आवश्यकता होती है।[11] ऊंचाई का मोटे तौर पर लगभग अनुमान उस तापमान को माप कर जिस पर पानी उबलता है, से प्राप्त किया जा सकता है; इस विधि का उपयोग 19वीं सदी के मध्य में, खोजकर्ताओं द्वारा किया गया था।[12]
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