الضغط الجوي ويطلق عليه أيضًا ضغط الباروميتر، وهي القوة المبذولة من عمود الغلاف الجوي بالنسبة لوحدة المساحة؛ وبمعنى أدق فهي كتلة هواء فوق منطقة ما، وتختلف وحدات قياس الضغط الجوي، وهي المليميتر الزئبقي “البوصة”، والملي بار والكيلو باسكال .
الضغط القياسي
ويبلغ الضغط القياسي عند مستوى سطح البحر ما يقارب 760 ملم أي “29.92 بوصة” من الزئبق، أما بوحدة الكيلو باسكال فيبلغ 101.325، وبوحدة الملليبار يبلغ 1013.25، وهذه القياسات تعبر عن الاختلافات البسيطة حول هذه القيمً
ومن الأمثلة على ذلك فقد سُجلت أعلى وأدنى قيمة للضغط عند مستوى سطح البحر في وسط سيبيريا ما يعادل 32.01 بوصة، أما في إعصار بجنوب المحيط الهادئ، فقد سجلت 25.9 بوصة.[1]
وكلما زاد الارتفاع انخفض الضغط الجوي، وبالتالي فإنّ كمية الأكسجين المتاحة للتنفس تنخفض، كما ينخفض الضغط الجوي والأكسجين المتاح على ارتفاعات عالية جدًا، لدرجة تؤدي إلى مرض الناس أو حتى موتهم، لذلك يلجأ متسلقو الجبال إلى استخدام العبوات المعبأة بالأكسجين وذلك عند صعودهم إلى قمم عالية جدًا.
كما أنّ أجسادهم تحتاج إلى بعض الوقت لتعتاد على الارتفاع فالانتقال السريع من الضغط العالي إلى الضغط المنخفض يؤدّي إلى الإصابة بالأمراض. [2]
العوامل المؤثرة في الضغط الجوي
تتعدد العوامل التي تؤثر في الضغط الجوي ومنها ما يلي:
الارتفاع عن مستوى سطح البحر
يكون ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر أعلى إذ ينشأ ضغط الهواء بسبب وزن الهواء، وكلما زاد الارتفاع يقل ضغط الهواء وينخفض، لأن الهواء العلوي خفيف وكثافته منخفضة، وما إن ارتفعنا إلى مسافة خمسة كيلو مترات عن مستوى سطح البحر فإن ضغط الهواء ينخفض إلى النصف، أما في حين ارتفعنا مسافة 11 كم عن سطح البحر فإن ضغط الهواء يقل إلى الربع أيضاً، ويؤدي الضغط المنخفض في المناطق الجبلية إلى صعوبة التنفس.
الرطوبة
تعرف الرطوبة بأنها تحوُّل الماء من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية وتبخره، إذ يخف وزن الماء عندما يتبخَّر ويرتفع، كما أنّ ضغط الهواء الرطب يكون أقل من ضغط الهواء الجاف كما أنّ كميّة بخار الماء تتغير وفقًا لتغيُّر المكان، ونتيجةً لذلك فإنّ ضغط الهواء يتغيّر من مكان لآخر.
الجاذبية الأرضية
من المعلوم أنَّ الجاذبية الأرضية تنخفض كلما ابتعدنا عن مركز الأرض؛ فالمناطق القطبية قريبة من مركز الأرض أكثر من المناطق الاستوائية؛ وذلك يُشير إلى أنّ ضغط الهواء فيها أكثر ارتفاعًا من المناطق الاستوائية؛ وبالتالي فإنّ العلاقة بين الجاذبية وضغط الهواء علاقة طردية.
الحرارة
تقل كثافة الهواء ويتسع كلما زادت درجة الحرارة، وذلك يخفّض من الضغط الجوي، ومن المعلوم أنّ المناطق الاستوائية ذات ضغط منخفض بسبب ارتفاع درجات الحرارة، أما المناطق القطبية فهي ذات ضغط مرتفع والسبب في ذلك يعود إلى انخفاض درجات الحرارة.
دوران الأرض
تؤثر قوّة الطرد المركزي والتي ينتج عنها دوران الأرض على المناطق الاستوائية أكثر من المناطق القطبية، فمن المعلوم أنّ قوة الطرد المركزي تدفع الأشياء بعيداً عن مركزها، بالإضافة إلى تأثيرها على ضغط الهواء؛ فهو أقل في المناطق الاستوائية مقارنة مع المناطق القطبية.[3]
تأثير الضغط الجوي على الانسان
يستطيع البشر العيش حتى 20000 قدم “3.8 ميل” فوق مستوى سطح البحر أما على ارتفاع حوالي 20000 قدم فإن جسم الانسان يعاني من حالة تسمى نقص الأكسجين وذلك بعدم تلقّي الدماغ الأكسجين الكافي للبقاء على قيد الحياة.
ويعود السبب في ذلك إلى أنّ كثافة الهواء منخفضة جدًا عند ارتفاع أعلى من 20000 قدم، بالرغم من أنّه يحتوي على حوالي 21٪ من الأكسجين بالرغم من هذا الارتفاع، ولكن عدد جزيئات الهواء صغيرة جدًا، وفيما يلي الآثار السلبية الأخرى للضغط الجوي على الانسان:[4]
الصداع
ذكر الدكتور ماثيو فينك طبيب الأعصاب الرئيسي في مستشفى نيويورك، أنّ الضغط الجوي المنخفض يتسبب بالصداع أو نوبات من الصداع النصفي وذلك بسبب حدوث فرق ضغط بين الغلاف الجوي و الجيوب الأنفية الممتلئة بالهواء وتزداد حدة الحالة عند انسداد الجيوب الأنفية اسبب ما.
وفي دراسة نشرت في مجلة الطب الداخلي طلب الباحثون من مرضى الصداع النصفي تسجيل نوبات الصداع النصفي لمدة عام واحد وفقًا لتغيُّرات الضغط الجوي فوجدوا علاقة مباشرة بين انخفاض الضغط الجوي وظهور الصداع النصفي وحتى المدة الزمنية التي قد يستمر فيها وكانت النتيجة أنّ التغيُّر في الضغط الجوي قد يكون أحد العوامل التي تؤدي إلى ازدياد حدّة الصداع النصفي.
آلام المفاصل
عمل باحثون في أحد المراكز الطبية في بوسطن بإجراء مسح لمائتي مريض يعانون من هشاشة العظام في الركبة وخلصوا إلى أنّ هناك علاقة قوية بين تغيرات الضغط الجوي ودرجة الحرارة المحيطة وتباين حدّة آلام الركبة؛ إذ يمكن أن يؤثر الضغط الجوي على لزوجة السائل الذي يبطن أكياس المفاصل، أو قد يؤدي إلى تحفيز الاستجابة للألم في النهايات العصبية للمفصل.
ضغط الدم
من المعلوم أن دم الإنسان يتحرك عبر الأجسام عن طريق نظام ضخ ينتج عن القلب، لذا فمن المنطقي أن تتأثر هذه العملية بضغط الهواء من حولنا، وقد أوضحت عالمة الأرصاد الجوية جنيفر فانوس عندما ينخفض الضغط الجوي فإن ضغط الدم ينخفض تلقائيًا، كما يسبب الشعور بالدوار بالنسبة لبعض الناس بالإضافة إلى عدم وضوح الرؤية.
وأخيرًا تزداد حدة ضغط الدم في الشتاء وذلك بسبب انخفاض درجة الحرارة مما يُضيِّق الأوعية الدموية وذلك بسبب الحاجة إلى الضغط بهدف دفع الدم عبر الأوردة والشرايين الصغيرة.
ذكر شيلدون جي شيبس في مايوكلينيك أنّ الطقس البارد قد يؤثر في ضغط الدم بالإضافة إلى التغيرات المفاجئة في أحوال الطقس إذ يحدث تفاعلًا بين الجسم “الأوعية الدموية” والتغيرات المفاجئة في الرطوبة، والضغط الجوي والرياح بنفس الطريقة التي يتفاعل بها مع البرد وترتبط هذه الأعراض بالأشخاص الذين تتجاوز أعمارهم خمسةٌ وستون عامًا وما فوق.[5]
مقدار التغير البارومتري
إذا ارتفع الضغط الجوي أو انخفض أكثر من 0.18 بوصة في أقل من ثلاث ساعات يكون التغيير في الضغط الجوي سريعًا وفي حال كان يشير التغيير من 0.003 إلى 0.04 في الزئبق خلال أقل من ثلاث ساعات يكون التغير في الضغط الجوي بطيئًا و يعتبر التغيير الذي يقل عن 0.003 في أقل من ثلاث ساعات ثابتًا.
تأثير الضغط الجوي على الطقس
إن اقتراب العواصف والرياح يؤديان إلى انخفاض الضغط الجوي، بينما يدل الضغط المتزايد إلى الطقس المعتدل، الوقت الذي يأخذه الضغط الجوي في التغيير، هو النمط المتوقع لاستمرار الطقس القادم، من الممكن ألا يؤدّي حدوث تغيّر بسيط في الطقس إلى حدوث تغيير في الضغط الجوي.[6]