در هواشناسی منظور از فشار هوا وزن ستون هواست که به هر نقطه وارد می شود
فشار هوا را چطور می توان اندازه گیری کرد؟
را ههای مختلفی برای اندازه گیری فشار هوا وجود دارد که در ادامه به سه نوع مهم و پر کاربرد از آنها اشاره خواهیم کرد
۱- اندازه گیری فشار هوا به کمک ستون مایع:
در این روش لوله ای را که یک سر آن باز و یک سر دیگر آن بسته است روی یک ظرف محتوی مایع مورد نظر به صورت وارونه قرار می دهیم در این حالت فشار هوای وارد بر سطح مایع باعث بالا رفتن محلول درون لوله خواهد شد با توجه به این که در مایعات فشار در تمام نقاط یکسان است پس فشار هوای وارد بر سطح مایع یا به عبارتی وزن ستون هوا با فشار ستون مایع یا به عیارتی وزن ستون مایع برابر خواهد بود . این اساس سنجش فشار هواست . بسته به این که مایع انتخابی چه باشد ارتفاع ستون متفاوت خواهد بود. از آنجا که جیوه مایعی است که چگالی بالایی دارد به عنوان مایعی مناسب برای سنجش فشار به صورت استاندارد درآمد و واحد میلیمتر جیوه نیز به عنوان یکی از واحد های فشار پذیرفته شد. در صورتی که مایع فشار سنج از جیوه باشد در سطح دریای آزاد ارتفاع ستون جیوه تقریبا ۷۶۰ میلیمتر خواهد بود. از دیگر واحدهای کاربردی در هواشناسی میلی بار یا هکتو پاسکال است که فشار هوا در سطح دریا تقریبا ۱۰۱۳ هکتو پاسکال است.
اگر به جای جیوه از مایع دیگری مثلا آب استفاده بشود ارتفاع ستون آن چندین متر خواهد بود که برای عمل اندازه گیری مناسب نیست.
۲- فشارسنجی به کمک آندروئید( محفظه متحرک):
زمانی که شما بادکنک یا توپی را باد کنید احساس خواهید که گاهی از اوقات پربادتر و گاهی اوقات کم بادتر به نظر می رسد که علت آن تغییر فشار هواست. این مسئله اساس فشارسنجهای اندروئیدی است.
در این نوع از فشار سنجها محفظه ای قابلیت ارتجاع و حرکت دارد به صورت مکانیکی به یک عقربه متصل است؛ تغییر فشار هوا باعث تغییر این محفظه خواهد شد که میزان این تغییرات به وسیله عقربه شاخص مشخص می شود. در ین فشارسنجها معمولا شکل محفظه را به صورت آکاردئونی می سازند تا این تغییرات فقط در یک جهت صورت گرفته و اندازه گیری آن راحت تر باشد.
فشارسنجی به کمک نقطه جوش مایعات:
با توجه به این که در زمان جوش یک مایع فشار بخار تبخیر مایع با فشار هوا برابر است و این نکته که فشار بخار مایع در دمای معین مقدار ثابتی است با اندازه گیری دمای جوش یک مایع می توان فشار هوا را اندازه گیری کرد. در این نوع فشار سنجها معمولا از آب خالص استفاده می شود.
با توجه به این که فشار هوا وزن ستون است هرچه ارتفاع ما از سطح دریا بیشتر باشد فشار هوا کاهش می یابد. در هوا شناسی ما چند نوع فشار هوا را لازم داریم.
الف: فشار هوا در سطح ایستگاه (QFE) : که همان فشار اندازه گیری شده توسط فشار سنج در هر نقطه است.
ّب : فشار هوای معادل سطح دریا (QFF) : برای محاسبه این فشار ما فرض می کنیم که اگر ایستگاه ما در ارتفاع صفر(سطح دریاهای آزاد) قرار داشت با همین شرایط فعلی فشارش چه مقدار می شد. با این کار ما می توانیم فشار هوای ایستگاههای مختلف را که در ارتفاع های مختلفی قرار دارند به یک سطح مشترک تبدیل کرده و با یکدیگر مقایسه کنیم.
ج: فشار هوای شرایط استاندارد (QNH) : این فشار معادل فشار سطح دریای فشار ایستگاه در دمای ۱۵ درجه سانتی گراد است. این فشار در گزارشات متار (METAR) که برای پروازهای هوایی استفاده می شود کاربرد دارد
اولین بار در قرن هفدهم «توریچلی» ثابت نمود که هوا دارای وزن است و با اعلام وزن و فشار هوا فشارسنج جیوه‌ای خود را در سال ۱۶۴۲اختراع نمود.
واحد فشار هوا : امروزه متداول ترین واحد مورد استعمال در مورد فشار اتمسفر میلی بار است فشار آتمسفر در ۴۵ درجه عرض جغرافیایی و در هوای صفر درجه و در ارتفاع سطح دریا فشار بهنجار (Normalpressure) نامیده می‌شود و میزان آن برابر ۱۰۱۳ میلی بار یا هکتوپاسکال(هفصد و شصد میلیمتر جیوه و دو بیست و نه صدم اینچ ستون جیوه) می‌باشد فشارهای بیشتر از این را فشار زیاد و فشار کمتر را فشار کم می‌گویند.
تغییرات قائم فشار جو : فشار جو با افزایش ارتفاع کاهش یافته و در ارتفاع پنج هزار متری به میزان نصف فشار سطح دریا می‌رسد.
جدول فشار x معیار اتمسفر در ارتفاعات مختلف ارتفاع به کیلومتر فشار به میلی بار ۰ ۱۰۱۳ ۱ ۹۰۰ ۲ ۷۹۵ ۳ ۷۰۰ ۴ ۶۱۶
جدول فشار x معیار اتمسفر در ارتفاعات مختلف ارتفاع به کیلومتر فشار به میلی بار ۵ ۵۴۰ ۶ ۴۷۱ ۷ ۴۱۰ ۱۰ ۲۶۴ ۱۵ ۱۲۰
فشار اتمسفر به نسبت ارتفاع از سطح زمین کم می‌شود ولی هیچ‌گونه رابطه ساده‌ایی بین تغییرات فشار و ارتفاع وجود ندارد. به طور تقریبی می‌توان گفت که فشار هوا در هر دویست و پنجاه و هفت متر ارتفاع به نسبت تصاعد هندسی با قدرمطلق یک سی‌ام کاهش می‌یابد. بدین ترتیب فشار جو در ارتفاع دویست و پنجاه و هفت متری بالای زمین بیست‌ونه سی‌ام فشار در سطح دریا و در ارتفاع پانصدوپنجاه متری بیست و هشت سی‌ام فشار در ارتفاع دویست وهفتاد وپنج متری است.
فشار اتمسفر با چگالی هوا ارتباط نزدیک دارد به این جهت به نسبت ازدیاد ارتفاع، فشار با آهنگ سریعتری کاهش می‌یابد از طرفی دیگر چگالی هوا ارتباط نزدیکی با درجه حرارت دارد و نتیجه ارتباط فشار هوا و درجه حرارت واضح است.
فشار هوا با نیروی جاذبه زمین نیز ارتباط دارد.
پراکندگی افقی فشار هوا : عرض جغرافیایی‌ـ پراکندگی دریاها و خشکی‌ها و اختلاف درجه حرارت نواحی مختلف کره زمین از عواملی هستند که در پراکندگی افقی فشار اثر می‌گذارند.
سیستم ناوه (Trough) (فرود): سیستم ناوه منطقه‌ای کشیده و طویل از یک دستگاه جوی کم فشار است که در امتداد خط ناوه کمترین فشار وجود دارد در این سیستم هوای ابری و توأم بارندگی‌های شدید و طولانی و همراه با گرد و خاک و یا تگرگ می‌باشد. معمولاً در سیستم‌های فشار کم و ناوه به علت تجمع ذرات در سطح زمین و صعود توده‌های هوا و در اثر عمل انبساط و سرد شدن، مقدار بخار آب موجود در هوا به حد اشباع و تراکم رسیده و تشکیل ابر و بالنتیجه تشکیل پدیده‌های جوی از قبیل باران‌ـ برف‌ـ باران‌یخ‌زده‌ـ تگرگ و غیره می‌دهد.
سیستم پشته (Ridge) (فراز): منطقه‌ای طویل و کشیده از یک دستگاه جوی پرفشاری است که در امتداد خط پشته بیشترین فشار جو وجود دارد. در این سیستم به علت فرونشینی یعنی نزول توده‌های هوا از سطح بالای جو به سطح زمینی هوا گرم شده و در صورتی که ابری وجود داشته باشد تبخیر گردیده و هوا صاف می‌شود. به این جهت است که مناطق تحت نفوذ چنین سیستم‌هایی دارای اقلیم خشک و بیابانی است.
کمربدهای فشار در جهان ( Planetary Pressure Belts) : آرامگان‌های استوایی‌ـ پرفشارهای جنب حاره (عرض‌های اسب)ـ کمربند‌های کم‌فشار جنب قطبی‌ـ کلاهک پرفشار قطبی.