ضخامت قشر هوائى که اطراف کره‌زمين را احاطه نموده به کيلومترها مى‌رسد، وزن لايه‌هاى آن که روى هم انباشته شده فشار زيادى به طبقات زيرين آن وارد مى‌سازد سه‌چهارم هوائى که اطراف کره‌زمين را دربرگرفته است بين سطح دريا تا ۱۰ کيلومترى از سطح زمين متراکم است و وزن آن به ۶/۵×۱۰ به توان ۱۵، تن مى‌رسد، بنابراين سنگين‌ترين فشار حاصله بر پائين لايه‌هاى هوا وارد مى‌گردد و سبک‌ترين فشار به بالاترين لايه‌هاى آن مى‌رسد، نتيجه اينکه هر چه از سطح زمين بالاتر رويم به نسبتى از فشار و وزن هوا کاسته خواهد شد بر روى همين اصل ”ارتفاع‌سنج“ را براساس سنجش فشار اختراع نموده‌اند۱لى هيچ‌گاه فشار يا وزن هواى اطراف ما ثابت نمى‌ماند.


(۱شارسنج (بارومتر) دستگاهى است (بيشتر ساعتى‌شکل) که توسط آن مقدار فشار از سطح دريا را اندازه‌گيرى مى‌نمايند، اساس ساختمان آن لوله‌اى است شيشه‌اى و سربسته که سرباز آن در طشتک پر از جيوه قرار دارد. در شرايط معمولى اگر اين آزمايش در کنار سطح دريا انجام گيرد، ارتفاع جيوه در لوله بالا رفته و ستونى برابر با ۷۶ سانتى‌متر فشار را نشان مى‌دهدو اين مبداء اندازه‌گيرى ناهموارى‌هاى سطح زمين مى‌باشد، هر قدر که از سطح دريا بالا رويم فشار هوا کمتر شده تا جائى‌که تقريباً در هر ۳۰۰ متر صعود، حدود ۵/۲ سانتى‌متر از ارتفاع جيوه در لوله پائين مى‌آيد، در ارتفاع حدود ۵۶۰۰ متر نسبت فشار هوا نسبت به سطح دريا نصف و در ارتفاع حدود ۱۶ کيلومترى به ۰۱/۱ فشار سطح دريا مى‌رسد و سرانجام در ارتفاعات بالاتر فشار هوا به صفر مى‌رسد و براساس همين تغييرات است که دستگاه ”ارتفاع‌سنج“ را ساخته‌اند زيرا در ارتفاع‌سنج به‌جاى تغييرات سانتى‌مترى فشار، اختلاف ارتفاع نشان داده مى‌شود. (تلخيص شده از دايرةالمعارف فارسي، جلد اول، صفحه ۳۷۰).


بيشترين فشار هوا در کنار درياهاى آزاد و کمترين فشار هوا در مرتفع‌ترين مناطق وجود دارد در اين نواحى است که در کاهش هوا و نبودن اکسيژن کافي، تنفس مشکل شده و حالت غيرطبيعى براى انسان ايجاد مى‌گردد و به همين خاطر است که گاه براى کوهنوردان حالت سرگيجه و تهوع به‌وجود مى‌آيد،بالاترين ارتفاعى که مسکن انسان قرار گرفته است ۵۶۰۰ مترى از سطح دريا ۲ست ولى از ۳۰۰۰ مترى رقت اکسيژن سبب ناراحتى مى‌گردد و پرواز از ۶۰۰۰ متر به بالا بايستى در اطاق بسته تحت فشار مناسب باشد.


(۲شار از سطح دريا نسبت به نوسانات درجه حرارت فصول مختلف ثابت نمى‌ماند، به‌همين مناسبت در اندازه‌گيرى‌هاى متعدد، ارتفاع‌سنج که اساس آن بر سنجش فشار استوار است رقم ثابتى را در شهر معينى نشان نمى‌دهد و در هر نوبت اندازه‌گيرى در زمان‌هاى مختلف داراى مختصر اختلافى با دفعه قبلى مى‌گردد.


جداول ارتفاع از سطح دريا که براى چند شهر ايران در اين نوشته‌ها آمده است به شهرهاى واحدى برمى‌خوريم که ارتفاع از سطح درياى هريک از آنها با ارتفاع دفعه قبلى فرق دارند. مثلاً شهر کرمان در جدولى ۱۷۴۹ و در جدول ديگر ۱۷۵۱ متر و يا شهر کرد در جدولى ۲۰۶۶ متر و در جدول ديگر ۲۰۷۰ متر ارتفاع براى آنها ثبت شده است و چون اين ارقام از منابع مختلف برداشته شده است به‌خاطر حفظ امانت‌دارى عيناً آنها را درج نموده است.


فشار هوا در کنار دريا در شرايط متعارفى برابر فشار ۷۶ سانتى‌متر جيوه در حرارت صفر درجه است و اين فشار تقريباً معادل يک کيلوگرم بر هر سانتى‌متر مربع محاسبه مى‌گردد.


بين ارتفاع از سطح دريا و مقدار درجه حرارت (گرما و سرما) و مقدار فشار جو رابطه‌اى طبيعى برقرار است.۳


(۳دول زير رابطه‌اى است طبيعى بين مقدار فشار جو، درجه حرارت و ارتفاع از سطح دريا.

نسبت متوسط درجه حرارت در ارتباط با مقدار فشار در ارتفاعات مختلف

ميزان ارتفاع (متر) متوسط درجه حرارت
(درجه سانتى‌گراد)
مقدار فشار جو
(ميلى‌متر جيوه)
صفر (سطحدرياهاى آزاد) ۱۵ ۷۶۰
۱۰۰۰ ۸ ۶۷۴
۲۰۰۰ ۲ ۵۹۶
۳۰۰۰ ۴- ۵۲۵
۴۰۰۰ ۱۱- ۲۶۱
۵۰۰۰ ۱۷- ۴۰۲
۶۰۰۰ ۲۲- ۳۵۲
۷۰۰۰ ۲۰- ۳۰۶
۸۰۰۰ ۲۶- ۲۶۶
۹۰۰۰ ۴۲- ۲۳۰
۱۰،۰۰۰ ۴۸- ۱۹۸


چون درجه حرارت نقاط مختلف سطح زمين هيچ‌گاه ثابت نمى‌ماند بنابراين مقدار فشار جو هم به همان نسبت تغيير مى‌کند.۴


(۴قدار فشار جو را برحسب ”ميلى بار“ نيز اندازه‌گيرى مى‌نمايند و در اين مورد رابطه زير برقرار است:


بر اين اساس بين ارتفاع از سطح دريا، مقدار فشار برحسب ميلى‌متر جيوه و ميلى‌بار بين چند شهر ايران رابطه زير برقرار مى‌گردد.


       ۳ =         مقدار فشار برحسب ميلى‌متر جيوه
     ۴    ارزش واقعى مقدار فشار برحسب ميلى بار

رابطه ارتفاع از سطح دريا و مقدار فشار برحسب ميلى‌متر جيوه و ميلى بار

نام شهر ارتفاع از سطح دريا مقدار فشار
ميلى‌متر جيوه ميلى بار
رشت ۳ ۷۶۲ ۱۰۱۶
اهواز ۳۰ ۷۵۷ ۱۰۱۰
قم ۹۴۰ ۶۸۱ ۹۰۸
مشهد ۹۸۵ ۶۷۸ ۹۰۴
تهران ۱۲۰۰ ۶۶۴ ۸۸۶
يزد ۱۲۳۳ ۶۵۴ ۸۷۲
کرمانشاه ۱۳۰۰ ۶۵۰ ۸۶۷
تبريز ۱۴۰۰ ۶۴۳ ۸۵۷
شيراز ۱۵۳۰ ۶۳۴ ۸۴۶
اصفهان ۱۵۸۰ ۶۳۰ ۸۴۰
زنجان ۱۶۳۰ ۶۲۵ ۸۳۴
کرمان ۱۷۵۱ ۶۱۸ ۸۲۴
شهرکرد ۲۰۷۰ ۵۹۲ ۷۸۹


طرز قرار گرفتن لايه‌هاى هوا و مقدار فشار آن به هر نسبتى که باشد در صورت وجود گرما عناصر تشکيل‌دهنده هوا منبسط و از هم دور و در صورت وجود سرما عناصر تشکيل‌دهنده آن منقبض و به‌هم نزديک مى‌شوند، به‌طور خلاصه تراکم و وزن حجم معينى از هوا با عامل حرارت تغيير مى‌نمايد.


هواى گرم و منبسط هميشه صعودى است چون سبک است و هواى سرد منقبض پيوسته نزولى است چون سنگين است و با صعود هواى گرم سبک، هواى سرد و سنگين به‌سوى محل هواى گرم متصاعد جريان مى‌يابد زيرا هواى گرم داراى فشار کم و هواى سرد داراى فشار زياد مى‌باشد.


منبع و مبداء تمام بادهاى سطح زمين وجود همين فشارها است چه حرکت هوا از طرف نقاط فشار زياد به سمت نقاط فشار کم باد را ايجاد مى‌نمايد، قطبين زمين داراى فشار زياد و منطقه گرم استوائى داراى فشار کم هميشگى مى‌باشد و از نقاط فشار زياد سرد هوا به‌طرف نقاط فشار کم گرم جريان يافته و بادهاى منطقه‌اى کره‌زمين ايجاد مى‌گردد.


مناطق کوهستانى ايران داراى هواى سرد نسبى و در نتيجه داراى فشار زيادى است. مناطق جلگه‌اى و پست داراى هواى نسبى گرم‌تر و در نتيجه داراى فشار کمى است که با وضع موقعيت محل بادهاى محلى در فصول مختلف ايجاد مى‌گردد مثلاً:


در تابستان مناطق کويرى ايران بسيار گرم و در نتيجه داراى فشار کمى مى‌باشد. مناطق مرتفع و کوه‌هاى اطراف که داراى هواى نسبتاً سردتر و فشار زيادترى هستند در مجموع دو قطب مخالف را به‌وجود مى‌آورند که هميشه هواى سرد فشار زيادى به سمت نقاط گرم و فشار کم جريان مى‌يابد.