為什麼大氣壓夏低冬高？

大氣壓的變化跟天氣有密切的關係。一般地說，晴天的大氣壓比陰天高，冬天的大氣壓比夏天高。這個問題可歸結為溫度、濕度與大氣壓強的關係問題。

我們通常所稱的大氣，就是包圍在地球周圍的整個空氣層。它除了含有氮氣、氧氣及二氧化碳等多種氣體外，還含有水汽和塵埃。我們把含水汽很少（即濕度小）的空氣稱「干空氣」，而把含水汽較多（即濕度大）的空氣稱「濕空氣」。不要以為「干」的東西一定比「濕」的東西輕。其實，干空氣的分子量是28.966，而水汽的分子量是18.016，故干空氣分子要比水汽分子重。在相同狀況下，干空氣的密度也比水汽的密度大。水汽的密度僅為干空氣密度的62％左右。

應當說，由於大氣處於地球周圍的一個開放空間，而不存在約束其運動範圍的具體疆界，這就使它跟處於密閉容器中的氣體不同。對一個盛有空氣的密閉容器來說，只要容器中氣體未達到飽和狀態，那麼，當我們向容器中輸入水汽的時候，氣體的壓強必然會增加。而大氣的情況則不然。當因自然因素或人為因素使某區域中的大氣濕度增大時，則該區域中的「濕空氣」分子（包括空氣分子和水汽分子）必然要向周圍地區擴散。其結果將導致該區域大氣中的「干空氣」含量比周圍地區小，而水汽含量又比周圍地區大。這猶如在大豆中摻入棉籽時其混合體密度要小於大豆密度一樣，所以該區域的濕空氣密度也就小於其他地區的干空氣密度。這樣，對該區域的一個單位底面積的氣柱而言，其重量也就小於其他干空氣地區同樣的氣柱。這也就告訴我們，大氣壓隨空氣濕度的增大而減小。就陰天與晴天而言，實際上也就是陰天的空氣濕度比晴天要大，因而陰天的大氣壓也就比晴天小。

我們知道，氣體分子的「碰撞」是產生氣體壓強的根本原因。因而對大氣壓隨空氣濕度而變化的問題，我們也可以由此作出解釋，根據氣體分子運動的基本理論，平均質量大的氣體分子，其平均動量也大。而對相同狀況下的干空氣與濕空氣來說，由於於空氣中的氣體分子密度及分子的平均質量都比濕空氣要大，且干空氣分子的平均動量也比濕空氣大，因而濕度小的干空氣壓強也就比濕度大的濕空氣大。

當我們給盛有空氣的密閉容器加熱的時候，則其壓強當然也會增大。而對大氣來說情況就不同了。當某一區域的大氣溫度因某種因素而升高時，必將引起空氣體積的膨脹，空氣分子勢必要向周圍地區擴散。溫度高，氣體分子固然會運動得快些，這將成為促進壓強增大的因素。但另一方面，隨著溫度的升高，氣體分子便向周圍擴散，則該區域內的氣體分子數就要減少，從而形成一個促使壓強減小的因素。而實際的情況乃是上述兩種對立因素共同作用的結果。至於這兩種因素中哪個起主要作用，我們不妨來看一看大陸及海洋上氣壓隨氣溫變化的實際情況。我們說，夏季大陸上氣溫比海洋上高，由於大陸上的空氣向海洋上擴散，而使大陸上的氣壓比海洋上低；冬季大陸氣溫比海洋上低，由於海洋上空氣要向大陸上擴散，又使大陸上氣壓比海洋上高。而由此可見，在溫度變化和分子擴散兩個因素中，擴散起著主要的、決定性的作用。應當指出，這裡所說的擴散，是指空氣的橫向流動。因為由空氣的縱向流動並不能改變豎直氣柱的重量，因而也就不能改變大氣的壓強（對重力加速度g因高度變化而產生的影響完全可以忽略）。

由於地球上的大氣總量是基本上恆定的。當一個地區的氣溫增加時，往往伴隨著另一個地區溫度的降低，這就為高溫處的空氣向低溫處擴散帶來了可能。而擴散的結果常常是高溫處的氣壓比低溫處低。當我們生活的北半球是接受太陽熱量最多的盛夏時，南半球卻是接受太陽熱量最少的嚴冬。這時，由於北半球的空氣要向南半球擴散而使北半球的氣壓較南半球要低。而由於大氣總量基本不變，則此時北半球的氣壓就低於標準大氣壓，南半球的氣壓當然也就會高於標準大氣壓。同樣，空氣的反方向擴散又會使北半球冬季的氣壓高於標準大氣壓。因而，在北半球，冬季的大氣壓就會比夏季要高。

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