| 基準 | ナノパスカル (nPa) | ヘクトパスカル (hPa) |
|---|---|---|
| Atmospheric pressure at sea level | 1.01325 × 1014 nPa | 1013.25 hPa |
| Healthy blood pressure (120 mmHg) | 1.6 × 1013 nPa | 160 hPa |
| A car tyre | 2.2 × 1014 nPa | 2200 hPa |
| A racing bicycle tyre | 6 × 1014 nPa | 6000 hPa |
ナノパスカル は、パスカル の 10 億分の 1 にあたる圧力の単位です。記号は nPa です。圧力の目盛りの遠い端を示すもので、そこでは 面 を押す力という圧力の考えが役に立たなくなり、粒子が どれほど 少ないかを言うための言葉になります。
この単位のもっともはっきりした住まいは、極高真空です。ふつうの実験室の真空は ミリパスカル に届き、表面の物理や 加速器 の ビーム 管 が使う 超高真空 は マイクロパスカル に届きます。その下にあるのが ナノパスカル 以下の 極高真空 です。そこへ至るには、密閉した容器と、金属そのものから気体を追い出すための 200 度 で 何時間 もの焼き出しと、分子を押すのではなく捕らえる ポンプ が要ります。
その圧力でも容器は空ではありません。1 ナノパスカル には、なお 1 立方 センチメートル あたり 25 万 個ほどの分子があります。ずいぶん多く聞こえますが、同じ かさ の室内の空気にある 2500 京 個 と比べれば わずか です。大事なのは数ではなく 平均自由行程 です。分子はいまや、別の分子にぶつかるまでに 何千 キロメートル も進むので、隣に出あうよりずっと前に壁を打つのです。
まさにそこが 眼目 です。表面の科学は、試料が実験のあいだ きれいなままであることを求めますが、ふつうの圧力では、できたての面は およそ 1 ナノ秒 で吸着した気体の層に覆われます。1 ナノパスカル なら、同じ面が 何日 も きれいなままです。真空は空気を除くためではなく、時間を買うためにあるのです。
宇宙が自然な比べものになります。地球の低い 軌道 は およそ 1 マイクロパスカル で、まだ 大気 が 人工衛星 を引きとめ、やがて落とすほどには濃いのです。惑星のあいだの空間は ナノパスカル で数えます。星と星のあいだはさらにずっと低く、およそ 1 フェムトパスカル で、地上のどの ポンプ も並んだことがありません。最良の実験室の真空でさえ、星のあいだの空間より濃いのです。
光の圧力も似た領分に落ちます。太陽の光が完全に吸う面に当たると、地球の距離で およそ 4.5 マイクロパスカル を及ぼし、外側の 惑星 の距離では ナノパスカル まで下がります。太陽帆 はこの数で働くので、使える力を集めるには 巨大 で軽くなければならないのです。
1 ナノパスカル は、0.000000001 パスカル、0.001 マイクロパスカル、1000 ピコパスカル、あるいは およそ 0.000000000000145 ポンド 毎 平方 インチ に等しくなります。
ヘクトパスカル は、100 パスカル にあたる圧力の単位です。記号は hPa です。ちょうど 1 ミリバール であり、その同一性こそが存在の理由のすべてです。1980 年代に気象が国際単位系へ移ったとき、ヘクトパスカル は、あらゆる 気圧計 も天気図も予報も、数値をそのままにして、そのうえに書かれた名前だけを替えることを可能にしました。
天気がその住みかであり、ほぼ唯一の使い道でもあります。海面での標準的な大気圧は 1013.25 ヘクトパスカル、居座った高気圧は 1020 から 1035 を示し、深い 大西洋 の低気圧は 950 を下回ることがあります。天気図の等圧線は 4 ヘクトパスカル ごとに引かれるので、線の間隔はそのまま、風がどれだけ強く吹くかの絵になります。
嵐の強さも同じやり方で伝えられます。熱帯低気圧の中心気圧は、その強さを表すもっともよく引かれる値であり、海面気圧として観測された史上最低の値は、1979 年の 台風 タイプ の 870 ヘクトパスカル です。1 日で数十 ヘクトパスカル 下がれば、ふつうの天気を激しい災害に変えるには十分です。
高度は、この読みを着実に変えていきます。海面の近くでは、8 メートル 高くなるごとに およそ 1 ヘクトパスカル ずつ気圧が下がります。だからこそ 気圧 高度計が成り立ちますし、家の 気圧計 が階段を上がって運ばれたことに反応するのです。この勾配は高くなるほど弱まるので、この関係が成り立つのは いちばん 下の数 キロメートル にかぎられます。
航空はこの単位に安全を託しています。操縦者は、地上の気圧の値を ヘクトパスカル で受け取って高度計を合わせます。同じ空域にいる者どうしが同じ基準面から高さを測るためです。定められた 遷移 高度より上では、すべての航空機が標準の 1013 ヘクトパスカル へ切り替えます。天気によらず垂直の間隔を保つためです。北 アメリカ の慣行は同じ目的に 水銀柱 インチ を使いますから、二つを取り違えてはなりません。
換算では、1 ヘクトパスカル はちょうど 1 ミリバール、0.1 キロパスカル、そして およそ 0.0295 水銀柱 インチ です。注意すべきは最後の値です。水銀柱 30 インチ という読みと 1016 ヘクトパスカル という読みは、同じ午後を言い表しているからです。
1 ヘクトパスカル は、100 パスカル、1 ミリバール、0.1 キロパスカル、あるいは およそ 0.0295 水銀柱 インチ に等しくなります。