Как изменяется атмосферное давление при нагревании и охлаждении воздуха?

Как мы знаем из физики, тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Это связано с тем, что при изменении температуры меняется скорость движения молекул, и чем быстрее они движутся, тем сильнее они отталкиваются друг от друга. Все это приводит к тому, что при нагревании расстояние между молекулами газов, из которых состоит воздух, так же увеличивается, и в результате воздушная масса становится менее концентрированной, что приводит к падению атмосферного давления. При охлаждении происходит обратный эффект, и атмосферное давление растет.

Связь между атмосферным давлением и температурой - прямо пропорциональная, что означает, что при повышении температуры давление воздуха увеличивается, а при понижении - уменьшается. Связь между температурой и давлением воздуха описана в законе Гей-Люссака. В нем говорится, что до тех пор, пока объем объекта остается таким же, как температура, атмосферное давление всегда будет пропорциональным. Когда температура возрастает, молекулы воздуха начинают двигаться быстрее. Эти быстро движущиеся молекулы способствуют увеличению давления. Когда температура снижается, молекулы замедляются и начинают не так сильно биться друг об друга, уменьшая давление.

Атмосферная давление прежде всего зависит от высоты над уровнем моря, чем выше, тем ниже становится давление воздуха. Но и от температуры воздуха атмосферное давление также зависит. Теплый воздух более легкий чем холодный. Теплый воздух стремится подняться вверх и у поверхности земли образуется зона более низкого давления. Это хорошо заметно летом, когда земля прогревается сильнее и сильнее нагревает воздух. Тепловое движение молекул в таком воздухе ускоряется, они стремятся разлететься, что хорошо заметно при наполнении воздушного шара теплым воздухом - он поднимается вверх, поскольку теплый воздух в нем легче холодного воздуха снаружи. И напротив, зимой у поверхности земли воздух холодней и давление его выше.

Атмосферное давление не зависит от температуры воздуха. Это становиться очевидным если рассмотреть статистические данные об атмосферном давлении и температуре воздуха в конкретной местности в одно и тоже время или сравнить атмосферное давление на экваторе и на полюсах. Несмотря на разность температур порядка 50 градусов атмосферное давление на уровне океанов практически не отличается.