Har du någonsin vaknat tidigt en morgon, hoppat in i bilen och tillbringat hela dagen med att åka skidor i bergen? Då har du förmodligen fått flåsa ordentligt. En del av det berodde säkert på den pirrande känslan av att susa nerför de snötäckta backarna, men du skulle ha haft svårt att få andan även när du gick uppför trapporna till stugan för att köpa en varm choklad. Den vanliga förklaringen? "Luften är tunnare där uppe." Det stämmer, så långt det räcker – men här kommer en mer detaljerad förklaring.
Allt på jorden dras nedåt av jordens gravitationskraft. Och allt dras nedåt med exakt samma acceleration, oavsett objektets storlek. Ett bowlingklot, en tennisboll och en bordtennisboll utsätts alltså för samma acceleration. Mindre föremål påverkas också på samma sätt: ett blåbär, nagelklipp, ett ögonfrans – allt dras nedåt av gravitationen och faller till jordens yta. Tänk nu ännu mindre. Varje enskild luftmolekyl dras också nedåt mot jordens yta. Skillnaden är att de flesta luftmolekyler aldrig når hela vägen ner. En annan kraft motverkar deras fall.
Den enda anledningen till att luftmolekyler inte faller ner till jordens yta är att en annan kraft trycker emot gravitationen. Den kraften är lufttrycket. Du kan föreställa dig en luftpelare som något liknande en fjäder. Ligger fjädern på sidan har den en viss längd. Om fjädern varken är för stel eller för mjuk och du reser den uppåt, blir den kortare, eftersom gravitationen drar den nedåt. Den plattas dock inte ut till en pannkaka, eftersom fjädern trycker emot gravitationen. Det är precis därför atmosfären runt jorden inte pressas samman till ett tunt lager vid marken: trycket motverkar gravitationen.
Mängden tryck som krävs för att motverka gravitationen på en viss plats beror på hur hårt gravitationen trycker ner luften. Det beror i sin tur på hur mycket luft som finns ovanför platsen. Vid havsytan dras hela atmosfärens vikt nedåt, vilket ger ett tryck på cirka 15 pund per kvadrattum – ungefär ett kilogram per kvadratcentimeter. På 5 000 fot över havet, motsvarande cirka 1 500 meter, finns det mindre luft ovanför och atmosfärstrycket är ungefär 12 pund per kvadrattum. Så när människor säger att luften är "tunnare" på högre höjder är detta vad de menar: trycket är lägre, luftmolekylerna är mer utspridda, och en lungfull luft innehåller färre molekyler på hög höjd.
Syret är av särskilt intresse eftersom det upprätthåller mänskligt liv. Syre utgör cirka 21 procent av atmosfären. Den andelen förblir densamma på alla höjder inom några mil från jordens yta – det är först tiotals mil högre upp som atmosfärens kemi förändras betydligt. På hög höjd utgör syret alltså fortfarande 21 procent av den totala luftvolymen; det är bara det att det totala antalet molekyler i den volymen har minskat. Även om det finns ytterligare faktorer att ta hänsyn till, eftersom människokroppens mekanismer för att utnyttja syre är komplexa, är den allmänna regeln att mängden tillgängligt syre minskar i takt med trycket. På 5 000 fots höjd är trycket 80 procent av det vid havsytan – och mängden tillgängligt syre är också 80 procent av det vid havsytan.
Hälsa och Sjukdom © https://www.sjukdom.online