Карти ізобар та баричної топографії. Просторовий розподіл атмосферного тиску безупинно міняється з часом, тобто міняється розташування ізобаричних поверхонь в атмосфері. Щоб стежити за змінами баричного, а також і термічного поля, у практиці служби погоди щодня за аерологічними спостереженнями складають карти топографії ізобаричних поверхонь - карти баричної топографії. На карту абсолютної баричної топографії наносять висоти визначеної ізобаричної поверхні над рівнем моря на різних станціях у визначений момент часу, наприклад поверхні 500 гПа в 6 годин 1 січня 2001 р. Точки з рівними висотами з'єднують лініями рівних висот - ізогіпсами (абсолютними ізогіпсами). По ізогіпсах можна судити про розподіл тиску в тих шарах атмосфери, у яких розташовується дана ізобарична поверхня. В атмосфері завжди існують області, у яких тиск вище чи нижче в порівнянні з навколишніми областями. Розташування областей увесь час міняється. В областях пониженого тиску - циклонах чи депресіях - тиск на кожнім рівні найнижче в центрі області, а до периферії росте. Тиск, крім того, завжди знижується з висотою; тому ізобаричні поверхні в циклоні прогнуті у вигляді лійок, знижуючись від периферії до центру. Отже, на карті абсолютної топографії циклон буде окреслюватися ізогіпсами зі значеннями висоти, що зменшуються до центру. В області підвищеного тиску - антициклоні, навпроти, на кожнім рівні буде найвищий тиск; тому ізобаричні поверхні в антициклоні будуть мати форму куполів. На карті абсолютної баричної топографії до центра антициклона значення изогіпс збільшуються. На карту відносної баричної топографії наносять висоти визначеної ізобаричної поверхні, але відраховані не від рівня моря (як на картах абсолютної баричної топографії), а від ізобаричної поверхні, що лежить нижче. Наприклад, можна скласти карту висот поверхні 500 гПа над поверхнею 1000 гПа і т.д. Такі висоти називаються відносними, а проведені по них изогіпси - відносними ізогіпсами. Відносна висота однієї ізобаричної поверхні над іншою залежить від середньої температури повітря між цими двома поверхнями. Але баричний ступінь, тобто відстань між двома рівнями з тиском, що розрізняється на одиницю, в сутності і є відносна висота однієї ізобаричної поверхні над іншою. Звідси випливає, що по розподілу на карті відносних висот можна судити про розподіл середніх температур у шарі повітря між двома ізобаричними поверхнями. Чим більше відносна висота, тим вище температура шару. Отже, карти відносної топографії показують розподіл температури в атмосфері. Іноді говорять, що карти абсолютної і відносної топографії разом представляють термобаричне поле атмосфери. В області тепла вони розсунуті, в області холоду - зближені. У службі погоди карти абсолютної топографії звичайно складаються для ізобаричних поверхонь 1000, 850, 700, 500, 300, 200, 100, 50, 25 гПа, а карти відносної топографії - для поверхні 500 над 1000 гПа. Складають карти баричної топографії і по осередненим даним за проміжки часу від декількох днів до місяця. Для кліматологічних цілей застосовуються карти баричної топографії, складені по багаторічним середнім даним. Абсолютна топографія будується відносно рівня моря, а відносна - відносно ізобаричної поверхні, що лежить нижче. На картах абсолютної топографії позначаються циклони та антициклони з усіма своїми різновидами. У практиці служби погоди не застосовуються окремо карти ізобар. Складають комплексні синоптичні карти, на які, крім тиску на рівні моря, наносять і інші метеорологічні величини за наземними спостереженнями. На цих картах і проводять ізобари. У кліматології застосовуються карти ізобар для рівня моря, складені по багаторічним середнім даним. Розглядаючи ізобари на синоптичній карті, можна помітити, що в одних місцях ізобари проходять густіше, в інші - рідше. Очевидно, що в перших місцях атмосферний тиск міняється в горизонтальному напрямку сильніше, у других - слабкіше. Говорять ще: «швидше» і «повільніше», але не слід змішувати зміни в просторі, про які мова йде, зі змінами в часі. Точно виразити, як міняється атмосферний тиск у горизонтальному напрямку, можна за допомогою горизонтального баричного градієнта, чи горизонтального градієнта тиску. При цьому відстань береться по тому напрямку, в якому тиск убуває усього сильніше, а таким напрямком у кожній точці є напрямок по нормалі до ізобари в даній точці. Горизонтальний градієнт тиску, або баричний градієнт, - це зміна тиску на одиницю відстані. Або: вектор, напрямок якого співпадає з напрямком нормалі до ізобари в сторону найменшого тиску. Як усякий вектор, горизонтальний баричний градієнт можна графічно представити стрілкою, у даному випадку стрілкою, спрямованої по нормалі до ізобари убік убування тиску. Довжина стрілки повинна бути пропорційна числовому значенню градієнта. У різних точках баричного поля напрямок і модуль баричного градієнта будуть, звичайно, різними. Там, де ізобари згущені, зміна тиску на одиницю відстані по нормалі до ізобари більше; там, де ізобари розсунуті, воно менше. Інакше кажучи, модуль горизонтального баричного градієнта зворотно пропорційний відстані між ізобарами. Якщо в атмосфері є горизонтальний баричний градієнт, виходить, ізобаричні поверхні в даній ділянці атмосфери нахилені до поверхні рівня і, стало бути, перетинаються з нею, утворити ізобари. Ізобаричні поверхні нахилені завжди в напрямку градієнта, тобто туди, куди тиск убуває. На практиці вимірюють на синоптичних картах середній баричний градієнт для тієї чи іншої ділянки баричного поля. Тобто, вимірюють відстань між двома сусідніми ізобарами в даній ділянці по прямій, що досить близька до нормалей обох ізобар. Потім різниця тисків між ізобарами (звичайно 5 гПа) поділяють на цю відстань, виражену у великих одиницях - сотнях кілометрів чи градусах меридіана (111 км). Замість градуса меридіана тепер частіше беруть 100 км. Визначити баричний градієнт у вільній атмосфері можна по відстані між ізогіпсами на картах баричної топографії. У дійсних умовах атмосфери в земної поверхні горизонтальні баричні градієнти мають порядок величини в декілька гектопаскалей (звичайно 1-3) на кожен градус меридіана.

Баричні системи. Баричне поле розчленовується на області, що носять назву баричних систем. Області зниженого і підвищеного тиску, на які постійно розчленовується баричне поле атмосфери, називають баричними системами. Баричні системи основних типів - циклон і антициклон - на приземних синоптичних картах обрисовуються замкнутими концентричними ізобарами неправильної, у загальному округлої чи овальної форми. Горизонтальні баричні градієнти в циклоні спрямовані від периферії до центру, а в антициклоні - від центру до периферії. Розміри циклонів і антициклонів дуже великі; їхні поперечники виміряються тисячами кілометрів (у так званих тропічних циклонів - сотнями кілометрів). Крім описаних баричних систем із замкнутими ізобарами, розрізняють ще баричні системи з незамкнутими ізобарами. До них відносяться улоговина і гребінь. Улоговина - це смуга зниженого тиску між двома областями підвищеного тиску. Ізобари в ній або близькі до рівнобіжних прямих, або мають вид латинської букви V (в останньому випадку улоговина є витягнутою периферійною частиною циклона). Ізобаричні поверхні в улоговині нагадують жолоби з ребром, оберненим униз. Центра в улоговині немає, але є вісь, тобто лінія, на якій тиск має мінімальне значення або (якщо ізобари мають вид букви V) на якій ізобари різко змінюють напрямок. На кожнім рівні вісь збігається з ребром ізобаричного жолоба. Баричні градієнти в улоговині спрямовані від периферії до осі. Гребінь являє собою смугу підвищеного тиску між двома областями зниженого тиску. Ізобари в гребені або нагадують рівнобіжні прямі, або мають форму латинської букви U. В останньому випадку гребінь є периферійною частиною антициклона. Ізобаричні поверхні в гребені мають вид жолобів, звернених опуклістю нагору. Гребінь має вісь, на якій тиск максимальний і на якому ізобари порівняно різко змінюють напрямок. Баричні градієнти в гребені спрямовані від осі до периферії. Розрізняють ще сідловину - ділянку баричного поля між двома циклонами (чи улоговинами) і двома антициклонами (чи гребенями), розташованими хрест-навхрест. Ізобаричні поверхні в сідловині мають характерну форму сідла: вони піднімаються в напрямку до антициклонів і опускаються в напрямку до циклонів. Точка в центрі сідловини називається точкою сідловини. Річний хід тиску обумовлюється сильним охолодженням земної поверхні та нижнього шару тропосфери взимку і нагріванням влітку. Найбільші значення тиску припадають на холодний період року з максимумом ( 1004,2 гПа ) в листопаді, а найменше - на теплий з мінімумом ( 994,9 гПа ) в липні. Таким чином, в середньому амплітуда дорівнює 9,3 гПа. В окремі роки середній місячний тиск може суттєво відрізнятись від середнього багаторічного. Взимку тиск змінюється в більш широких межах, ніж влітку. В зимові місяці амплітуда коливань (18,7 - 20,3 гПа) в два рази більше, ніж в літні (7,8 - 10,2 гПа).

Коливання тиску. Атмосферний тиск у кожній точці земної чи поверхні в будь-якій точці вільної атмосфери увесь час міняється, тобто або росте, або падає. Ці зміни тиску в основному неперіодичного характеру. У помірних і високих широтах вони значно сильніше, ніж у тропічних (зате в тропічних широтах яскравіше виражений добовий хід тиску). Іноді за одну добу тиск у даному пункті міняється на 20-30 гПа. Навіть за 3 год. тиск може змінитися на 5 гПа і більше. Запис ходу тиску на барограмі має вид хвилеподібної неправильної кривої: тиск протягом деякого часу (порядку годин чи десятків годин) то повільно, то швидко падає, потім росте, потім знову падає і т.д. Тому зміни тиску називають ще коливаннями тиску. Добовий хід тиску добре виражений у тропіках, де його амплітуда, тобто різниця між найбільшим і найменшим значеннями протягом доби, може досягати 3-4 гПа. Від тропіків до полюсів амплітуда добових коливань убуває. Під 60-й паралеллю вона виміряється тільки десятими частками гектопаскаля, і добові коливання тут перекриваються і маскуються незрівнянно більш значними неперіодичними коливаннями. Таким чином, добовий хід тиску в позатропічних широтах не має ніякого значення і навіть не може бути виявлений безпосереднім спостереженням; його можна встановити тільки шляхом статистичної обробки спостережень. Причинами добового ходу тиску є: добовий хід температури повітря; власні пружні коливання атмосфери, порушувані добовими коливаннями температури; приливні хвилі в атмосфері, посилювані резонансом з її власними коливаннями. Коливання тиску на протязі доби (добова амплітуда) в середньому незначне. Але в окремі дні при проходженні фронту або глибокого циклону тиск може змінюватись на 25 - 30 гПа і на стільки ж підвищуватись в тиловій частині циклону або при проходженні антициклону. Зміна тиску за останні 3 години перед спостереженням носить назву тенденції тиску, або баричної тенденції. Взимку добові зміни тиску більші, ніж влітку. Так, середнє міждобове коливання тиску в січні більш ніж в два рази перевищує його в липні. Різкі коливання тиску негативно позначається на здоров'ї людини.