文丨煜捷史馆

编辑丨煜捷史馆

气压计，也被称为晴雨表、气压表，是一种用于测量大气压强的仪器，气压作为天气预测的重要指标，在人类历史的不同阶段，不同文明都有对气象变化的观察与记录。

然而，正式的气压测量设备直到17世纪才被发明，本文将带领读者了解气压计的起源、演变，以及它在现代科学、气象学和其他领域中的重要应用。

在1643年，意大利物理学家托利拓创造了世界上第一台气压计。他的实验基于一项重要的发现：大气压力对于物体的支撑作用。

托利拓的实验装置是一根长的玻璃管，一端封闭并开放另一端，他将开放端的玻璃管倒置放入一个装满水银的容器中，使封闭端朝下，然后他观察到玻璃管中的水银高度，并发现不同高度的水银柱。

实验结果显示，离封闭端越近，水银柱越高，托利拓解释这个现象是由于大气压力的存在，大气压力对着封闭的一端施加了一个向上的力，支持着水银柱，使其能够抵抗重力并保持一定高度，在水银柱的顶端，大气压力和重力相互平衡，导致水银柱的高度保持相对恒定。

这个实验证明了大气压力的存在，并且提供了一种测量大气压强的方法，即通过测量水银柱的高度来获得气压的数值。

这项重要的发现为气象学和天气预测奠定了基础，同时也为后来的科学家们提供了一个重要的工具，用于测量和研究大气压力以及其他相关气象现象。

托利拓的气压计成为后来各种气压计的原型，不断演进和改进，为现代气象学和其他领域的发展做出了巨大贡献，他的实验和发现被公认为大气压力研究的里程碑之一，对于我们深入了解和预测天气变化至关重要。

随着时间的推移，气压计经历了不断的演进和改进，逐渐变得更加准确和便于使用，人们早期发现气压随着海拔的变化而改变，这为测量高度提供了一种方法。

气压与海拔之间的关系被用来推测高度，尤其在登山和地理测量中有着重要应用，气压计成为一种测量高度的工具，尤其在早期登山和探险中，起到了至关重要的作用。

19世纪后期，气象学家开始使用拼装式气压计，也称为气压计和气象规，用于天气预测。拼装式气压计包括一个气压计和一个温度计，并以特定方式组装。

观察气压变化和气温的变化，可以预测天气的变化趋势，例如气压的降低可能预示着即将来临的低压系统和可能的降雨。

差压气压计是一种常见的气压计类型，广泛应用于航空和航海领域，差压气压计使用两个气压传感器，一个在飞行器或船只外部暴露于大气压力，另一个在内部与飞行器或船只内部的气压相等。

通过测量两个传感器之间的差值，可以得到大气压力的数值，从而提供飞行器或船只的高度信息，在航空中，差压气压计被称为气压高度表，为飞行员提供重要的导航信息。

随着电子技术的发展，出现了数字气压计和智能手机上的气压传感器，数字气压计通过电子元件测量气压值，并以数字显示方式呈现结果。

它们通常更加精确和灵敏，方便使用者获取气压信息，同时，智能手机上的气压传感器使公众可以轻松地获取实时气压数据，用于天气预测、登山、户外活动等。

气压计在过去几个世纪里经历了持续的演进和改进，从最初的水银气压计到现代的数字气压计和智能手机上的气压传感器。

这些进步使得气压计在气象学、航空、航海以及其他领域中发挥着至关重要的作用，为人类提供了重要的气象信息和导航工具。

随着科技的不断进步，我们可以期待气压计在未来继续发展，并为更多应用领域带来便利和精确性。

气压是表示大气压强的物理量，通常用帕斯卡（Pascal，Pa）来表示，1帕斯卡等于1牛顿/平方米，即一个牛顿的力作用在一个平方米的面积上所产生的压强。

尽管帕斯卡是国际单位制（SI）中最常见的气压单位，但在实际应用中，还有其他常见的气压单位，其中最常见的是百帕（hPa）和毫米汞柱（mmHg）。

百帕（hPa）是一种非常常用的气压单位，特别在气象学和气象预报中经常使用，1 hPa等于100帕斯卡，因此标准大气压约为1013.25 hPa。

毫米汞柱（mmHg）是一种早期使用的气压单位，尤其在气压计的早期发展中广泛应用，毫米汞柱表示的是气压能够支撑多高的水银柱，也就是气压与水银柱高度的直接关系，标准大气压约为760 mmHg。

水银气压计是最早被使用的气压测量仪器，也是最传统的气压计之一，它由一根长的玻璃管封闭一端，然后倒置放入装满水银的容器中。

通过测量水银柱的高度，可以得到大气压力的数值，然而，由于水银的有毒性和重金属污染问题，现在逐渐被其他气压计所取代。

气体气压计可以使用干燥空气、油或水作为工作介质，其中最常见的是气体气压计使用干燥空气，这种气压计利用气体的体积随着压强的变化而变化的原理来测量气压，气体气压计相比水银气压计更安全和环保，因为它不涉及使用有毒的水银。

气压通常用帕斯卡（Pascal，Pa）来表示，但常见的气压单位还包括百帕（hPa）和毫米汞柱（mmHg）。标准大气压约为1013.25 hPa或760 mmHg。

测量气压的主要工具是水银气压计和气体气压计，其中气体气压计使用干燥空气、油或水作为工作介质，随着科技的发展，气压测量技术将继续改进，为我们提供更准确、便捷的气压信息。

气压的变化与天气的变化密切相关。高气压区域通常意味着晴朗稳定的天气，因为空气下沉导致云层稀少，相反，低气压区域通常意味着阴雨天气，因为空气上升导致云层增多。

气压图可以用来预测天气的发展趋势，识别气旋、气团和冷暖锋的位置，从而提供重要的气象信息。

气压计是气象学中必不可少的工具之一，气象观测站使用气压计测量大气压强，同时结合其他气象参数，如温度、湿度和风速，来监测和预测天气变化。

全球气象组织（WMO）建立了一个全球气压观测网络，收集来自世界各地的气压数据，用于气象预报模型的建立和改进。

气压计在航空和航海领域扮演着至关重要的角色，为飞行员和船员提供了重要的导航和安全信息。

在航空领域，气压计被广泛用于测量飞行器的飞行高度，飞行高度对于飞行员来说是一个至关重要的参数，它不仅影响着航空器的飞行性能，还与安全密切相关。

在飞行过程中，飞行员需要了解当前飞行器所处的高度，以确保与其他飞行器和地面障碍物保持安全的间隔。

通过安装差压气压计（气压高度表）在飞行器上，飞行员可以准确地测量飞行高度，从而指导飞行器的飞行。

气压计在航空领域的另一个重要应用是飞行气象预报。通过监测气压的变化，飞行员可以预测气象条件的变化。

特别是气压的降低可能意味着即将来临的低压系统和可能的降雨，这样的信息对于航班的计划和飞行路线选择具有重要意义，以确保航班的安全和效率。

在航海领域，气压计也是一种非常有用的工具，船员可以使用气压计来预测风暴和气象条件的变化，从而采取适当的航行措施。

低气压区域通常意味着即将到来的风暴或恶劣天气，而高气压区域则可能预示着较为稳定的天气，通过监测气压的变化，船员可以及早做好准备，调整航行计划，以确保船只的安全和乘员的舒适。

此外，气压计在航海中还有助于测量船只的高度。尽管船只的高度一般不像飞行器那样需要精确测量，但对于一些需要穿越低桥梁或浅水区的航道，了解船只的高度是至关重要的，通过在船只上安装差压气压计，船员可以快速了解船只的高度，以避免潜在的碰撞和航道阻塞。

除了气象学、航空和航海领域，气压计在地理和地质领域也发挥着重要的作用，在这些领域中，气压计被广泛应用于地形高度测量和地壳变形监测。

在地理学和地形测量中，了解地面的高度变化是至关重要的，传统的地形高度测量方法包括测量地表的垂直距离，例如使用水准仪和GPS测高仪，气压计提供了另一种非常有用的高度测量手段。

由于气压随着海拔的变化而变化，气压计可以用于估算地面的高度，在确定参考点的气压和已知高度的条件下，通过测量其他位置的气压，可以推算出该位置的相对高度。

这种方法被称为气压高度法，尽管气压高度法对于高精度的高程测量可能不太适用，但在一些情况下，它提供了一种简单且有效的地形高度估算方式。

地震学家使用气压计来监测地壳的微小变形，地震前兆和地质活动可能引起地壳的微小变形，包括地表的微小升降，这些微小变形可能是地震发生的前兆，因此对地壳进行连续的监测是地震研究的重要组成部分。

气压计被用作地壳变形监测的一种工具，尤其在无法直接接触地表的地区或需要连续监测的地区，通过测量大气压力的微小变化，地震学家可以探测地壳的微小升降，从而更好地理解地震活动的机理和模式。这些数据对于地震预警系统的开发和地震风险评估非常重要。

气压计作为测量大气压强的仪器，在人类历史中扮演了重要角色，从最早的水银气压计到现代的数字气压计，它不断演进和改进，成为天气预报、航空、航海、地理和地质等领域中不可或缺的工具。

随着科技的进步，气压计将继续在各个领域发挥重要作用，为人类提供更多有关天气和自然界的宝贵信息。