La pressione atmosferica diminuisce con l'altitudine perché l'atmosfera è più densa vicino alla superficie terrestre, dove la gravità agisce più fortemente, e diventa più rarefatta man mano che si sale, causando una diminuzione della pressione.
La pressione atmosferica è semplicemente il peso esercitato dall'aria presente nell'atmosfera su una superficie data. Immagina semplicemente una enorme colonna d'aria, sovrapposta sopra la tua testa: tutta quest'aria ha un peso ed è proprio questo peso che crea una forza che spinge dall'alto verso il basso. Questa forza applicata su una superficie precisa (come il palmo della tua mano o il tetto di una casa) porta proprio il nome di pressione atmosferica, spesso misurata con un barometro. Più sali in altitudine, meno aria c'è sopra e quindi meno alta è la pressione. Al contrario, più ti avvicini al suolo (quindi a livello del mare), più l'aria accumulata sopra di te è importante, e più aumenta la pressione atmosferica.
Attorno al nostro pianeta, l'aria forma un involucro gassoso mantenuto grazie all'attrazione gravitazionale. Concretamente, la gravità tira costantemente le molecole d'aria verso il basso, concentrandole così vicino al suolo. Più sali, più quest'attrazione diminuisce leggermente, e soprattutto, meno molecole d'aria hai sopra di te che spingono verso il basso: di conseguenza, la pressione diventa più bassa con l'altitudine. In sostanza, in pianura, porti sulle spalle tutta la massa d'aria che si trova sopra; sulla cima di una montagna, questo strato d'aria è nettamente più sottile, quindi meno pesante e senti questa differenza di pressione. È per questo motivo che ad alta altitudine diventa più difficile respirare: l'aria è semplicemente più rara, poiché meno compressa dall'effetto diretto della gravità.
L'aria è composta da molecole, e più si sale in altitudine, meno molecole ci sono in un dato volume. In basso, vicino al livello del mare, sono accatastate a causa del peso degli strati d'aria situati al di sopra. Salendo, la pressione atmosferica diminuisce, quindi le molecole d'aria si distanziano l'una dall'altra: il risultato è che la densità dell'aria diminuisce man mano che si sale. Ecco perché in montagna si ha a volte la sensazione di avere meno aria: ogni boccata contiene meno molecole di ossigeno rispetto alla bassa altitudine.
L'aria calda è meno densa dell'aria fredda: si dilata, si alleggerisce e tende a salire. Di conseguenza, a parità di altitudine, una colonna d'aria calda esercita una pressione più bassa di una colonna d'aria fredda. In pratica, ciò significa che a quota costante, quando fa caldo, la pressione atmosferica diminuisce più lentamente con l'altitudine rispetto a quando fa freddo. È per questo che, a un'altitudine simile, una giornata calda mostra spesso una pressione leggermente diversa rispetto a una giornata fredda. Questa differenza di pressione influenzata dalla temperatura è inoltre ciò che provoca spesso i movimenti d'aria, all'origine dei venti e delle diverse condizioni meteorologiche.
L'equazione barometrica esprime come la pressione atmosferica diminuisce quando si sale in altitudine, basata sul fatto che più si sale, meno aria resta sopra la nostra testa. Questo modello matematico si basa principalmente sulla gravità, sulla temperatura media dell'aria e sulla densità dell'aria, per calcolare come la pressione scenda in modo esponenziale man mano che si sale. Concretamente, ogni volta che si guadagna in altitudine, la pressione cala più rapidamente all'inizio, poi sempre meno rapidamente. Si chiama questo un decadimento esponenziale. Questo modello utilizza spesso ipotesi semplificate, come considerare che la temperatura sia costante su strati d'aria, per facilitare i calcoli e avere una stima abbastanza affidabile. Si ottiene così un'equazione semplice, accessibile e piuttosto efficace, che spesso chiamiamo legge barometrica, molto utilizzata in meteorologia e aviazione per prevedere ciò che si sentirà in altitudine o come regolare alcuni strumenti come gli altimetri.
Il mal di montagna acuto deriva dall'incapacità del nostro corpo di adattarsi rapidamente alla brusca diminuzione della pressione atmosferica e alla conseguente riduzione della quantità di ossigeno disponibile.
Savete che la cottura degli alimenti varia con l'altitudine? Ad esempio, sulle montagne, poiché la pressione atmosferica è più bassa, l'acqua bolle a una temperatura inferiore ai 100°C, prolungando così il tempo necessario per cuocere la pasta o il riso!
Des sportivi si allenano in alta quota per aumentare naturalmente la loro quantità di globuli rossi, favorendo migliori prestazioni quando tornano a livello del mare. Questo fenomeno è legato alla diminuzione della pressione atmosferica e della quantità di ossigeno disponibile in alta quota.
Les aerei commerciali mantengono una pressione artificiale nelle loro cabine per offrire ai passeggeri una sensazione simile a un'altitudine compresa tra 1.800 e 2.400 m. Senza questa pressurizzazione, i passeggeri potrebbero rapidamente avvertire una mancanza di ossigeno!
En teoria, la pressione diminuisce progressivamente salendo in altitudine e tende asintoticamente a zero nel vuoto spaziale. Tuttavia, non raggiunge mai perfettamente zero perché ci sono sempre molecole d'aria, anche in quantità infinitesimale, a grande altitudine.
La pressurizzazione consente di mantenere una pressione sufficientemente alta nella cabina per garantire un adeguato apporto di ossigeno e il comfort dei passeggeri e del personale. Ad alta quota, la pressione atmosferica essendo molto bassa, sarebbe altrimenti impossibile respirare correttamente.
À mano che la pressione diminuisce, il corpo umano riceve meno ossigeno poiché la densità dell'aria ricca di ossigeno diminuisce. Questo può portare a mal di testa, malessere o difficoltà respiratorie, un fenomeno chiamato malattia d'altitudine.
Sì, le variazioni meteorologiche possono influenzare la pressione atmosferica. Le masse d'aria calde o fredde, così come i fronti di alta o bassa pressione, influenzano i cambiamenti di pressione misurati a livello del suolo.
L'instrument principal utilisé è il barometro, che esiste in diverse forme, in particolare il barometro a mercurio e il barometro aneroide (digitale). Questi permettono di misurare con precisione le variazioni di pressione in funzione dell'altitudine e del clima.
Ecco la traduzione in italiano: "Più si sale in altitudine, meno è importante la colonna d'aria sopra di noi. Questo perché la densità dell'aria diminuisce con l'altitudine, riducendo il peso degli strati atmosferici superiori su quelli inferiori."
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