Ciśnienie powietrza i wysokość

Ciśnienie powietrza to ciężar całego słupa powietrza nad powierzchnią. Na poziomie morza średnie ciśnienie wynosi około 1013 hektopaskali. Ponieważ powietrze można sprężać, jest najgęstsze na dole, gdzie spoczywa na nim najwięcej ciężaru. Dlatego ciśnienie nie spada równomiernie z wysokością, lecz najpierw szybko, a potem coraz wolniej – fizycy mówią: mniej więcej wykładniczo.

Dobra reguła kciuka: na około 5500 metrach ciśnienie powietrza wynosi tylko około połowy wartości z poziomu morza. Na najwyższych szczytach Ziemi to mniej więcej jedna trzecia. Udział tlenu w powietrzu wszędzie pozostaje taki sam, około 21 procent. Zmienia się jego ilość: każdy wdech zawiera mniej cząsteczek powietrza, a więc mniej tlenu. Eksperci mówią o spadającym ciśnieniu parcjalnym tlenu – części ciśnienia całkowitego, która pochodzi od tlenu.

Ciśnienie powietrza zależy jednak nie tylko od wysokości, ale też od pogody. Obszary wysokiego ciśnienia często przynoszą stabilną pogodę, obszary niskiego ciśnienia często chmury, wiatr i deszcz. Te wahania są znacznie mniejsze niż różnica między doliną a szczytem, ale wystarczająco duże, by wpływać na przyrządy.

Woda wrze, gdy jej para napiera tak mocno jak otaczające powietrze. Jeśli ciśnienie powietrza jest niższe, woda osiąga ten punkt w niższej temperaturze. Z grubsza temperatura wrzenia spada o około 1 °C na każde 300 metrów wysokości. Na 3000 metrach woda bulgocze już w około 90 °C – wygląda tak samo jak wrząca, ale jest mniej gorąca.

Dla gotowania oznacza to: makaron, ryż i strączki gotują się dłużej i zużywasz więcej paliwa. Pokrywka na garnku oszczędza energię. Szybkowar działa dokładnie odwrotnie niż wysokość: zatrzymuje parę, podnosi ciśnienie w garnku i pozwala wodzie stać się gorętszą, zanim zacznie wrzeć.

Przy przegotowywaniu wody pitnej urzędy zdrowia zalecają na dużej wysokości dłuższe czasy gotowania, bo tamtejsza woda jest mniej gorąca. Stosuj się do oficjalnych zaleceń dla twojego regionu i zaplanuj na to dość paliwa.

Barometryczny wysokościomierz to w gruncie rzeczy ciśnieniomierz. Wie, jak ciśnienie maleje z wysokością, i przelicza je na metry. W pobliżu poziomu morza jeden hektopaskal odpowiada mniej więcej ośmiu metrom wysokości. Jeśli ciśnienie zmieni się z powodu pogody, urządzenie „myśli”, że zmieniłeś wysokość.

Dlatego wysokościomierz kalibruje się w znanych punktach: na parkingu, przy schronisku lub na szczycie, którego wysokość jest podana na mapie. Jeśli nocujesz w schronisku i rano widzisz, że wysokościomierz „wzrósł”, choć się nie ruszałeś, wiesz: ciśnienie powietrza spadło. To może wskazywać na pogarszającą się pogodę.

Sam barometr nie jest jednak prognozą pogody. Pokazuje trend w jednym miejscu. Czy i kiedy pogoda się zmieni, mówi znacznie pewniej oficjalna prognoza – barometr jest przydatnym uzupełnieniem na miejscu.

Ciało może przyzwyczaić się do rzadszego powietrza, ale potrzeba na to czasu. Kto wejdzie za wysoko zbyt szybko, może dostać choroby wysokościowej. Typowe objawy to ból głowy, brak apetytu, nudności, zawroty głowy i nietypowe wyczerpanie. Przy takich dolegliwościach nie wchodzisz już wyżej.

Jeśli jest gorzej – na przykład przy splątaniu, chwiejnym chodzie lub duszności nawet w spoczynku – najważniejsze jest zejście w dół i potrzebna jest pomoc medyczna. Wtedy zadzwoń pod lokalny numer alarmowy (112 w UE) lub do służb ratownictwa górskiego. Szczegółowe zasady medyczne są w haśle o wysokości; ten tekst nie zastępuje porady lekarza.

Zauważasz też mniejsze różnice ciśnienia: przy jeździe w dół lub w samolocie uszy ci się zatykają, bo ciśnienie w uchu środkowym musi się wyrównać. Zwykle pomaga przełykanie lub ziewanie. Zamknięte butelki, tubki i torebki mogą na wysokości się wydąć i tryskać po otwarciu.

Częsty błędny pogląd mówi, że na wysokości jest „mniej tlenu w powietrzu”, jakby zmieniała się mieszanina. Mieszanina jest taka sama – tylko powietrze jest rzadsze. To też wyjaśnia, dlaczego dodatkowy tlen z butli pomaga: podnosi udział tlenu i w ten sposób rekompensuje niższe ciśnienie.

Prosty eksperyment uwidacznia ciśnienie: zakręć pustą plastikową butelkę w dolinie i zabierz ją w góry. Na szczycie jest napięta, bo gęstsze powietrze z doliny nadal napiera od środka. Po powrocie w dolinę jest zgnieciona. W drugą stronę działa to tak samo z butelką zakręconą na szczycie.