圧力

【大気圧】
スキンダイビング・スクーバダイビングをやる以上、圧力に関してのことは十分理解しておいてください。

　地球をとり囲む大気は、高度約３万２千メートル（注）におよんでいます。私たちは、普段これほどの厚みのある空気の重さは感じていません。それは大気圧下の生物としての条件のもとに生まれたからです。

　水銀柱を使って大気の圧力の存在を示唆したトリチェリーは、「われわれは空気という大洋の底に沈んで生きているのだ」と、ダイバーに通じるロマンチックな表現をしました。

　この空気という大洋の底、つまり地表面にかかる空気の圧力を大気圧といい、海面を基準としたすなわち海抜０メートルの大気圧を、１気圧あるいは１ａｔｍ（atmosphere absolute）といいます。

（表１：気圧の単位）
気圧
（ａｔｍ）		 水（ｋｇ/ｃｍ２）
（密度：1.0ｇ/cm3）		 水銀柱（ｍｍHg）
（密度：13.595ｇ/cm3）
ツール（torr）		 ヘクトパスカル（hPa）
（水(kg/cm2)×重力(9.80655N/kg)）
ミリバール（mb）		 ｂａｒ ポンド
（ｐｓｉ）
１ １．０３３ ７６０ １０１３ １．０１３ １４．７

（表２：潜水での単位の使われ方）
気圧（ａｔｍ）・（ｂａｒ）・（ｋｇ/ｃｍ２） 大気圧・水圧・環境圧・圧力計の表示。気体の体積との関係
水銀柱（ｍｍHg） 呼吸気体や生体のガス圧表示
ヘクトパスカル（hPa）・ミリバール（ｍｂ） 気象
ポンド（ｐｓｉ） 欧米系圧力表示

（注）：

大気圏は、地表から１０００ｋｍまでにもおよびます。地表から１０〜１６ｋｍ位を対流圏、そこから上３０ｋｍ位を成層圏、地表より５０ｋｍ以上は中間層および熱圏といいます。ここでは理科年表の「標準大気の高さと気圧」の最高高度の値で示しました。
　

【水圧】

　文字どおり水の圧力です。海の深さ１０メートルに対して１気圧、と海水圧で表されます。すなわち、海の水深１０メートルの水圧は１気圧、水深２０メートルなら２気圧、１００メートルなら１０気圧となります。また、圧力計や水深計は、大気圧を零として表示するので、この圧力をゲージ圧力（atmosphere gauge：ATG）ともいいます。

（表３：１気圧の深さ）
１気圧（ａｔｍ） メートル フィート
海水 淡水 海水 淡水
１０ｍ １０．３ｍ ３３ft ３４ft



【絶対圧力とゲージ圧力】

例えば、水深１０メートルの圧力は、大気圧１気圧と水圧１気圧を加えた圧力になります。これを絶対圧力（単位：ATA）といい、ダイビングの諸現象は、ほとんどこの絶対圧力で考えます。先に書きましたが、圧力計や水深計そして減圧表（スクーバの項で説明）は、ゲージ圧力表示です。

　絶対圧力と水圧あるいはゲージ圧力は、次のような関係になります。

　水圧あるいはゲージ圧力（ATG）=水深（ｍ）／１０

　絶対圧力（ATA）=ゲージ圧力＋大気圧（ａｔｍ）=（水深(m)／１０+１
　
【圧力の倍率】

　圧力は、１０メートル潜るごとに１気圧づつ増していきます。ここでもうひとつ大切なことは、同じ１０メートルの変化でも、深くなるにしたがって圧力の倍率は小さくなります。逆に浅くなるにしたがって、圧力の倍率は大きくなります。

（表４：水深と絶対圧力)
水深（ｍ） 絶対圧力（ＡＴＡ）
０ １
１０ ２
２０ ３
３０ ４
n (n/10)+1

（表５：圧力の倍率）
水深の移動 圧力の移動 水深の変化 圧力の倍率
０ｍ→１０ｍ １気圧→２気圧 １０ ２．０
１０ｍ→２０ｍ ２気圧→３気圧 １０ １．５
２０ｍ→３０ｍ ３気圧→４気圧 １０ １．３
４０ｍ→５０ｍ ４気圧→５気圧 １０ １．２
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　水深が深くなればなるほど、同じ１０メートルの水の厚さに対して圧力の倍率は小さくなるので、気体の体積の変化も小さくなります。潜水生理（減圧症）やダイビング技術を考えるとき、この圧力と体積の倍率変化はとても重要な要素になります。
　

【ざつがく事典】

　世界人口は６5億人位です。この大半の人々が海抜０〜１００メートルのうすっぺらな地表に住んでいます。つまり１気圧下にいます。これらの人が高い山に登ったり、海に潜ったりすれば、当然圧力変化の影響を受けることになります。