Vì sao áp suất không khí mùa đông cao hơn mùa hè?

Khí áp là áp suất do cột không khí đè lên một đơn vị diện tích trên mặt đất. Ở mỗi vùng, khí áp thường xuyên biến đổi. Khi khí áp hạ thấp, thời tiết dễ trở nên u ám; người bị viêm khớp có thể cảm thấy đau mỏi, nhiều loài vật trở nên bồn chồn, cá trong ao đôi khi nhảy lên khỏi mặt nước. Ngược lại, khi khí áp tăng cao, bầu trời thường quang đãng hơn, con người cảm thấy dễ chịu và những biểu hiện rối loạn ở động vật cũng giảm dần.

Có nhiều nguyên nhân làm khí áp thay đổi, trong đó sự biến đổi của nhiệt độ là một nguyên nhân rất quan trọng.

Hầu hết các chất đều có tính giãn nở vì nhiệt, và không khí cũng không ngoại lệ. Khi nóng lên, không khí giãn nở, mật độ giảm, khiến trọng lượng của cột không khí trên một đơn vị diện tích nhẹ đi, do đó khí áp hạ thấp. Khi bị lạnh, không khí co lại, mật độ tăng, trọng lượng cột không khí trên một đơn vị diện tích cũng tăng lên, vì thế khí áp cao hơn. Bởi vậy, khi luồng không khí lạnh tràn tới thường kèm theo khí áp tăng, còn khi luồng khí nóng xuất hiện thì khí áp thường giảm. Mùa đông không khí lạnh, mùa hè không khí nóng, nên khí áp mùa đông cao hơn mùa hè là điều dễ hiểu.

Ở Thượng Hải, vào tháng giêng mùa đông, khí áp bình quân đạt khoảng 1.025,8 mPa, lúc cao nhất có thể lên tới 1044,6 mPa. Còn vào tháng bảy mùa hè, khí áp bình quân chỉ khoảng 1003,9 mPa, lúc thấp nhất xuống tới 972,0 mPa; độ chênh giữa trị số cao nhất và thấp nhất trong năm đạt 72,6 mPa. Thượng Hải nằm ven biển, chịu ảnh hưởng khí hậu mùa của biển nên mức chênh lệch giữa mùa đông và mùa hè chưa phải quá lớn. Sâu trong lục địa, nơi mùa đông rất lạnh và mùa hè rất nóng, độ chênh lệch khí áp hằng năm thường lớn hơn. Mùa đông, khí áp trên mặt biển cao nhất có thể vượt 1085 mPa, còn mùa hè khí áp thấp nhất trên mặt biển có thể hạ đến 955 mPa, khiến độ chênh giữa hai mùa gần 100 mPa.

Có thể bạn sẽ hỏi: mùa hè không khí ở khắp nơi đều giãn nở, trọng lượng cột không khí giảm và khí áp hạ thấp, vậy phần không khí giãn nở thêm ấy đã đi đâu? Còn mùa đông không khí đều co lại, trọng lượng cột không khí tăng lên và khí áp cao hơn, vậy lượng không khí tăng thêm đó từ đâu mà có?

Như ta đã biết, tổng khối lượng khí quyển bao quanh Trái Đất vào khoảng 5.136.000 tỉ tấn. Con số này về cơ bản không thay đổi: mùa hè không làm không khí mất đi, mùa đông cũng không khiến không khí tự nhiên tăng thêm. Điều cần nhớ là hai bán cầu Nam và Bắc có mùa trái ngược nhau. Khi Bắc bán cầu bước vào mùa đông giá rét, băng tuyết phủ đầy thì Nam bán cầu lại đang là mùa hè nóng nực. Ngược lại, khi Bắc bán cầu là mùa hè, mùa đông lạnh giá lại chuyển sang Nam bán cầu. Vì vậy, phần không khí giãn nở vào mùa hè ở bán cầu này sẽ bù cho phần không khí co lại vào mùa đông ở bán cầu kia. Dù tổng khối lượng không khí của Trái Đất rất lớn, hiện tượng mùa đông khí áp cao và mùa hè khí áp thấp vẫn lặp đi lặp lại ở cả hai bán cầu.