ความดันอากาศ ความดันอากาศ (air pressure) หมายถึง แรงดันของอากาศ ซึ่งก็เป็นเรื่องของสมบัติของอากาศที่ต้องการที่อยู่ อากาศจะเคลื่อนที่โดยโมเลกุลของอากาศจะเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลา เนื่องจากอยู่ในสถานะของแก๊ส อากาศจะเคลื่อนที่ไปทุกทิศทุกทางทำให้เกิดแรงที่เรียกว่า แรงดันอากาศ แรงดันอากาศจะขึ้นอยู่กับอิทธิพลของขนาดพื้นที่ อุณหภูมิ และอื่นๆ หน่วยที่ใช้วัดอุณหภูมิที่นิยมกันอย่างแพร่หลายคือ องศาเซลเซียส ( ํC) องศาฟาเรนไฮต์ ( ํF) และเคลวิน (K) โดยกำหนดว่า อุณหภูมิที่เป็นจุดเยือกแข็งของน้ำบริสุทธิ์ คือ 0 องศาเซลเซียส หรือ 32 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 273 เคลวิน และอุณหภูมิที่เป็นจุดเดือดของน้ำบริสุทธิ์ คือ 100 องศาเซลเซียส หรือ 212 องศาฟาเรนไฮต์ หรือ 373 เคลวิน
การวัดความดันของอากาศ
การวัดความดันของอากาศ มีนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการศึกษาค้นคว้าไว้จนสามารถสร้างเครื่องวัดความดันของอากาศได้
นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องความดันของอากาศที่ควรรู้จักมี 2 ท่านด้วยกัน คือ กาลิเลโอ (Galileo) และเทอริเชลลี (Torricelli) โดยศึกษาพบว่า อากาศสามารถดันของเหลว เช่น น้ำหรือปรอทให้เข้าไปอยู่ในหลอดแก้วที่เป็นสุญญากาศได้ จึงนำความรู้ดังกล่าวมาประยุกต์ใช้สร้างเครื่องวัดความดันบรรยากาศที่มีชื่อเรียกว่า บารอมิเตอร์ (barometer) บารอมิเตอร์จะใช้ปรอทบรรจุไว้ภายในหลอดแก้วเนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีกว่าของเหลวอื่นๆ
ข้อควรทราบ
1. ความดัน 1 บรรยากาศ คือ ความดันของอากาศที่ทำให้ปรอทเคลื่อนสูงขึ้นไปได้ 76 เซนติเมตร หรือ 760 มิลลิเมตร
2. 1 บรรยากาศ มีค่าเท่ากับ 1,013.25 มิลลิบาร์
3.1,000 มิลลิบาร์ มีค่าเท่ากับ 1 บาร์
4.1 บรรยากาศ มีค่าเท่ากับ 1.013105 นิวตันต่อตารางเมตร
5.ในทางอุตุนิยมวิทยาจะใช้หน่วยของบารอมิเตอร์ เป็นนิ้ว มิลลิเมตร มิลลิบาร์ หรือบาร์
6. 1 นิ้ว มีค่าเท่ากับ 25.4 มิลลิเมตร
7.1 มิลลิบาร์ มีค่าเท่ากับ 0.02953 นิ้วของปรอท
8. 1 มิลลิบาร์ มีค่าเท่ากับ 0.750062 มิลลิเมตรของปรอท
เครื่องมือที่ใช้วัดความดันของอากาศเราเรียกว่า บารอมิเตอร์ (barometer) เป็นเครื่องมือที่ทำให้ทราบว่า ณ บริเวณหนึ่ง บริเวณใดมีความกดของอากาศมากน้อยเท่าไร ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการทำงานของอุตุนิยมวิทยา ชนิดของบารอมิเตอร์มีดังต่อไปนี้
1. บารอมิเตอร์แบบปรอท (barometer) ประกอบด้วยหลอดแก้วยาวที่ปิดปลายด้านหนึ่งไว้ และทำให้เป็นสุญญากาศ นำไปคว่ำลงในอ่างที่บรรจุปรอทไว้ อากาศภายนอกจะกดดันให้ปรอทเข้าไปอยู่ในหลอดแก้วในระดับหนึ่งของหลอดแก้ว ระดับของปรอทจะเปลี่ยนแปลงไปตามความกดดันของอากาศ โดยความดัน 1 บรรยากาศจะดันปรอทให้สูงขึ้นไปได้ 76 เซนติเมตร หรือ 760 มิลลิเมตร
2. แอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ (aneriod barometer) ชนิดไม่ใช้ปรอทหรือของเหลวแบบอื่นๆ เป็นบารอมิเตอร์ที่จะทำเป็นตลับโลหะแล้วนำเอาอากาศออกจนเหลือน้อย (คล้ายจะทำให้เป็นสุญญากาศ) เมื่อมีแรงจากอากาศมากดตลับโลหะ จะทำให้ตลับโลหะมีการเคลื่อนไหว ทำให้เข็มที่ติดไว้กับตัวตลับชี้บอกความกดดันของอากาศโดยทำสเกลบอกระดับความดันของอากาศไว้ แอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ประดิษฐ์โดยวีดี (Vidi) ในปี พ.ศ. 2388 มีขนาดเล็กพกพาไปได้สะดวก
3. บารอกราฟ (barograph) เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความดันอากาศที่ใช้หลักการเดียวกับแอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ แต่จะบันทึกความกดดันอากาศแบบต่อเนื่องลงบนกระดาษตลอดเวลาในลักษณะเป็นเส้นกราฟ
4. แอลติมิเตอร์ (altimeter) เป็นแอนนิรอยด์บารอมิเตอร์ ที่นำมาประยุกต์ให้ใช้ความกดดันของอากาศวัดระดับความสูง แอลติมิเตอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการบิน เครื่องมือที่นักกระโดดร่มใช้เพื่อการกระโดดร่ม
ความชื้นสัมบูรณ์
ความชื้นสัมบูรณ์ หรือความชื้นแท้ (absolute humidity) เป็นความชื้นที่มีมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศหนึ่งหน่วยปริมาตร ในเวลาใดเวลาหนึ่ง มีหน่วยในการวัดเป็นกรัมต่อลูกบาศก์เมตร ความชื้นสัมบูรณ์ในอีกความหมายก็คือ ความหนาแน่นของไอน้ำ หรือปริมาณไอน้ำในอากาศ ความชื้นสัมบูรณ์จะมีค่าเท่ากับอัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำที่มีจริงในอากาศ
ความชื้นสัมพัทธ์
ความชื้นสัมพัทธ์ (relative humidity) เป็นวิธีการวัดความชื้นโดยการเปรียบเทียบเป็นเปอร์เซ็นต์ ระหว่างความชื้นสัมบูรณ์หรือมวลของไอน้ำที่มีอยู่จริงในอากาศ กับมวลของไอน้ำที่อากาศจำนวนนั้นๆ จะมีได้อย่างเต็มที่ ณ อุณหภูมิและปริมาตรเดียวกัน
ความชื้นจำเพาะ
ความชื้นจำเพาะ (specific humidity) เป็นอัตราส่วนระหว่างมวลของไอน้ำมีหน่วยเป็นกรัมต่อมวลของอากาศทั้งหมด 1 กิโลกรัม
การวัดความชื้นในบรรยากาศ
การวัดความชื้นในบรรยากาศ เราจะวัดเป็นความชื้นสัมพัทธ์ด้วยเครื่องมือที่มีชื่อเรียกว่า ไฮโกรมิเตอร์ (hygrometer) ไฮโกรมิเตอร์แบ่งเป็นหลายชนิด
1. ไฮโกรมิเตอร์แบบกระเปาะเปียกกระเปาะแห้ง จะประกอบด้วยเทอร์มอมิเตอร์ 2 อัน โดยอันหนึ่งวัดอุณหภูมิตามปกติ อีกอันหนึ่งวัดอุณหภูมิในลักษณะที่เอาผ้ามาหุ้มกระเปาะ โดยให้ผ้าเปียกน้ำอยู่ตลอดเวลาเพื่อให้มีการระเหยของน้ำจากผ้า ทำให้ได้อุณหภูมิต่ำกว่า จากนั้นนำเอาอุณหภูมิไปใช้หาค่าความชื้นสัมพัทธ์ จากค่าความต่างของระดับอุณหภูมิของเทอร์มอมิเตอร์ทั้งสองโดยการอ่านค่าจากตารางสำเร็จรูป
2. ไซโครมิเตอร์ (psychrometer) คือ ไฮโกรมิเตอร์แบบกระเปาะแห้งและกระเปาะเปียกที่ติดตั้งอยู่บนแผงเป็นคู่ๆ แผงแกว่งไปมาได้ เพื่อให้เกิดการระเหยของน้ำที่กระเปาะเปียกทำให้การตรวจสอบทำได้เที่ยงตรงมากขึ้น
3. ไฮโกรมิเตอร์แบบเส้นผม (hair hygrometer) ทำจากสมบัติของเส้นผมที่ขึ้นอยู่กับความชื้น ถ้ามีความชื้นมากเส้นผมจะยืดตัวออกไป ถ้ามีความชื้นน้อยเส้นผมจะหดตัว
4. ไฮโกรกราฟ (hygrograph) จะเป็นไฮโกรมิเตอร์แบบเส้นผมที่มีการบันทึกค่าความชื้นต่อเนื่องกันด้วยกราฟลงบนกระดาษ
