不同海拔高度大氣壓和氧含壓的變化與對比探討

徐薇 陳華

（1.西藏日喀則市氣象局，西藏 日喀則 857000；2.西藏自治區(qū)科技信息研究所，西藏 拉薩 850008）

大氣層作為地球重要的資源，也是人們賴以生存的場所，大氣壓以及氧分壓作為與人類活動密切相關的指標，進行相應的分析具有很強的現(xiàn)實意義與必要性。大氣壓與氧分壓收到海拔高度的密切影響，當前人類活動主要集中在低海拔地區(qū)，工作的開展以及所在地區(qū)的人體機能已經適應了地海地區(qū)的大氣壓以及氧分壓。但是，高原地區(qū)的開發(fā)對于社會進步有著十分深遠的意義，但是高原地區(qū)的大氣壓以及氧分壓與低海拔地區(qū)相差較大，對于生活生產的開展造成了一定的挑戰(zhàn)。

1 不同海拔高度大氣壓和氧含壓的變化規(guī)律分析

總的來說隨著海拔的增加，大氣壓與氧分壓都要進行相應的降低，這是一種基本的規(guī)律，經過相關的資料的查閱，海拔高度與大氣壓以及氧分壓的的對應關系如下［1］：

表1 海拔高度與大氣壓以及氧分壓對應表

1.1 不同海拔高度下大氣壓的變化規(guī)律

通過上表可以發(fā)現(xiàn)，隨著海拔的增加，大氣壓不斷地下降，大氣壓下降的趨勢如下圖所示：

圖1 大氣壓隨海拔變化趨勢圖

根據(jù)上圖進行相應的分析：大氣壓隨著海拔的升高不斷地下降，幾乎呈現(xiàn)線性的趨勢，可見大氣壓變化作為主要的收到海拔高度的影響。具體而言，大氣壓降低的速率不斷地降低［1］，總體呈現(xiàn)線性趨勢。在海平面是0時，大氣壓為101.31 kPa，在1000米的時候就變成了26.12 kPa?？梢婋S著海拔的增加，大氣壓降低的幅度很大。人類高原活動大量開展的地區(qū)在3000米左右，這時的大氣壓大約為69.51 kPa，相對低海拔地區(qū)而言，降幅較大，從數(shù)據(jù)分析的層面而言，較大的降幅必要對于人類的活動的開展造成一定的限制［1］。

1.2 不同海拔高度下氧分壓的變化規(guī)律

圖2 氧分壓隨海拔變化趨勢圖

根據(jù)上圖進行相應的分析：氧分壓隨著海拔的升高不斷地下降，與大氣壓一樣幾乎呈現(xiàn)線性的趨勢，可見大氣壓變化作為主要的收到海拔高度的影響。具體而言，氧分壓降低的速率不斷地降低，總體呈現(xiàn)線性趨勢。在海平面是0時，氧分壓為21.15kPa，在1000米的時候就變成了5.47 kPa?？梢婋S著海拔的增加，氧分壓降低的幅度很大。人類高原活動大量開展的地區(qū)在3000米左右，這時的氧分壓大約為14.55 kPa。

1.3 大氣壓與氧分壓的隨海拔變化的對比分析

圖3 大氣壓與氧分壓的隨海拔變化圖

根據(jù)上圖進行相應的分析：可見大氣壓與氧分壓隨著海拔升高降低的同時，其二者的關系也具有一定的規(guī)律性。圖中可見大氣壓隨著海拔升高降低的速率比氧分壓更大，即圖中大氣壓趨勢線的斜率絕對值較大。隨著海拔的升高，可見氧氣所占有空氣的比率變化，即在高海拔地區(qū)空氣中氧氣的占比高于低海拔地區(qū)。就變化范圍而言，大氣壓隨著海拔的升高，在10000m時，其值為海拔0m時的五分之一，而氧分壓隨著海拔的升高，在10000m時，其值為海拔0m時的四分之一?？偟膩碚f，大氣壓與氧分壓在宏觀層面的變化規(guī)律是相似的。

2 大氣壓和氧含壓隨海拔變化的影響

2.1 對于人體機能的影響

從海平面地區(qū)進入高原地區(qū)以后，在不同的高度，人群中有些可出現(xiàn)一系列不適反應，如頭痛、頭昏、失眠、乏力、四肢發(fā)麻、眼花、耳鳴；重的可發(fā)生食欲不振、惡心、嘔吐、胸悶、呼吸困難、心慌、浮腫等癥狀，稱為高原反應。高原反應的直接原因就是隨著海拔的增加［3］，大氣壓以及氧分壓不斷地降低，使得人體缺氧而導致的。缺氧時，血液向組織輸送氧的能力提高。正常人在低海拔地區(qū)且在平靜狀態(tài)下，平均每分種100毫升血給組織輸送約為5毫升氧，正常心臟每分輸出量約為5000毫升，那么每分鐘就有250毫升氧輸送給組織。在高原地區(qū)，一方面心臟活動增強，每分輸出量增加，組織血流量增多；另一方面，紅細胞數(shù)和血紅蛋白增多，增強攜帶氧的能力［3］，這樣在一定限度內可以補償組織代謝對氧的需要。高原地區(qū)的人們由于適應了高原地區(qū)的大氣環(huán)境，其肺部吸收氧氣的機能變強，他們在低海拔地區(qū)之后，就會出現(xiàn)一系列的醉氧的想象。主要就是低海拔地區(qū)氧氣較高原地區(qū)豐富，身體吸收了大量的氧氣而導致身體產生不適。

2.2 對于生產活動的影響

隨著海拔的升高，大氣壓以及氧分壓的降低，對于人類的生產活動也造成了一些列的影響，總的來說體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，生產人員由于在大氣壓較低的環(huán)境下生活，使得其不能夠充分吸收氧氣，這對于人體內諸多化學活動的開展有所影響，使得生產人員體力下降，無法從事較高勞動強度的任務。其次，大量的工程機械，尤其是內燃機為動力的機械，由于在缺氧的環(huán)境下，燃料不能夠充分燃燒，這就使得工程機械無法達到額定的輸出功率，對于生產建設造成相應的影響?？偟膩碚f，隨著海拔的升高，大氣壓以及氧分壓不斷地降低，對于生產活動造成了很大限制性，例如中國高原公路以及鐵路的建設，就大大受到大氣壓變化的影響［4］，可見重視這方面的研究，具有很強的緊迫性。

3 結語

文章研究不同海拔高度大氣壓和氧含壓的變化，首先分析了不同海拔高度大氣壓和氧含壓的變化規(guī)律，基于此基礎分析了其對于對人類生活與生產的影響?？偟膩碚f，隨著海拔的增加，大氣壓以及氧分壓幾乎呈現(xiàn)線性的降低，降低幅度較大，且有著其自身的規(guī)律。此外，大氣壓以及氧分壓的變化，對于人類的活動有著諸多的影響和限制，可見積極地開展相應的研究十分關鍵。

［1］劉文，魏萬林，田國祥，等.高原輔助呼吸機基礎生理原理的研究［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31（8）:22-23.

［2］馮延春，江濤，陳建祥，等.高寒地區(qū)對初入藏部隊的影響及對策探討［J］.中華醫(yī)學實踐雜志，2003，2，（1），76-78.

［3］辛嵩，陳興波，崔延紅，等.高原煤礦井下環(huán)境目標海拔高度的確定［J］.礦業(yè)安全與環(huán)保，2015，42（4）：13-16.

［4］張韋，陳朝輝，陳貴升，等.不同海拔大氣環(huán)境的氧體積分數(shù)與大氣壓對增壓柴油機燃燒及排放的影響［C］.中國內燃機學會燃燒凈化節(jié)能分會2013年學術年會，2013:317-320.