概要

大気圧とは、地球表面の単位面積に対して、空気の柱が及ぼす力のことです。日常的には、頭上の空気の重さが単位面積あたりに働く力として説明されることが多くあります。この現象は、地球を取り巻く圧縮性のある空気の層である地球の大気が、重力、地球の自転、温度差の影響を受けて動くことによって生じます。

変化のしかたと理由

気圧は一様ではなく、場所、高度、時刻によって変化します。空気の柱が厚い場所では、より多くの空気分子が下向きに押すため、気圧は高くなります。逆に、空気の柱が薄い場所では気圧は低くなります。高度が高い地点では、その上にある空気が少ないため、上にある空気の重さとそれに伴う圧力は、概ね高さとともに指数関数的に減少します。つまり、高度が上がるほど大気圧は下がります。

測定と単位

大気圧は、水銀気圧計やアネロイド式の気圧計、さらに気象観測所や航空機で使われる各種センサーによって測定されます。国際単位系（SI）では、圧力の基本単位はパスカル（Pa）です。気象分野では、100 Paに等しいヘクトパスカル（hPa）がよく用いられます。ほかにも、標準気圧（atm）、バール、水銀柱ミリメートル（mmHg）、トルなどが特定の場面で使われます。よく参照される基準値として、平均海面気圧はおよそ1013.25 hPa（約101325 Pa）で、比較のための便利な基準になります。

実用上の重要性と例

大気圧の変化は天気と密接に関係しています。気圧が上がると晴れ間につながることが多く、低下すると嵐の前触れとなることがよくあります。パイロットや登山者は、気圧を用いて高度計で高度を算出し、高地での薄い空気が体に及ぼす影響を予測します。技術者や設計者は、加圧された客室、真空装置、そして環境にさらされる計器を作る際に、外部の空気圧を考慮します。

装置・効果・注目点

  • 一般的な計測器には、水銀気圧計、アネロイド気圧計、電子式圧力センサー（気圧計）があります。
  • 流体のある一点では圧力はあらゆる方向に同じように働きます（パスカルの原理の表れ）そのため、大気圧は物体の上面にも側面にも作用します。
  • 歴史的には、大気圧を定量的に研究した初期の例は17世紀にさかのぼります。空気の重さを測る装置は、気象学と空気圧科学の発展につながりました。

区別と関連情報

大気圧は、空気の運動に関係する動圧や、周囲の大気に対する相対圧であるゲージ圧と区別する必要があります。基本的な定義や入門的な説明は、一般的な気象学や物理学の教科書を参照するとよいでしょう。装置の仕様や単位換算については、技術資料や規格、特にSI単位に関する解説が役立ちます。関連する話題としては、風の形成、気象システム、そして天気図における気圧場の表し方などがあります。追加のオンライン資料や図書館資料としては、入門ページや技術ガイド（定義、大気、空気の層、圧力の変化、高度の影響、測定装置、単位と規格、別の単位）が挙げられます。