Меню

Гпа высота над уровнем моря

Как с высотой изменяется атмосферное давление. Формула, график

Не все знают, что на разной высоте давление атмосферы отличается. Существует даже специальный прибор для измерения и давления, и высоты. Называется он барометр-альтиметр. В статье мы подробно изучим, как с высотой изменяется атмосферное давление и при чем тут плотность воздуха. Рассмотрим эту зависимость на примере графика.

Давление атмосферы на разных высотах

Атмосферное давление зависит от высоты. При ее увеличении на 12 м давление уменьшается на 1 мм ртутного столба. Этот факт можно записать с помощью такого математического выражения: ∆h/∆P=12 м/мм рт. ст. ∆h — это изменение высоты, ∆P — изменение атмосферного давления при изменении высоты на ∆h. Что из этого следует?

Из формулы видно, как с высотой изменяется атмосферное давление. Значит, если мы поднимемся на 12 м, то АД уменьшится на 12 мм ртутного столба, если на 24 м — то на 2 мм ртутного столба. Таким образом, измеряя атмосферное давление, можно судить о высоте.

Миллиметры ртутного столба и гектопаскали

В некоторых задачах давление выражается не в миллиметрах ртутного столба, а в паскалях или гектопаскалях. Запишем вышеприведенное соотношение для случая, когда давление выражено в гектопаскалях. 1 мм рт. ст. =133,3 Па =1,333 гПа.

Теперь выразим соотношение высоты и атмосферного давления не через миллиметры ртутного столба, а через гектопаскали. ∆h/∆P=12 м/1,333 гПа. После вычисления получим: ∆h/∆P=9 м/гПа. Выходит, что когда мы поднимаемся на 9 метров, то давление уменьшается на один гектопаскаль. Нормальное давление — это 1013 гПа. Округлим 1013 до 1000 и примем, что на поверхности Земли именно такое АД.

Если мы поднимаемся на 90 м, как с высотой изменяется атмосферное давление? Оно уменьшается на 10 гПа, на 90 м — на 100 гПа, на 900 м — на 1000 гПа. Если на земле давление в 1000 гПа, а мы поднялись на 900 м вверх, то атмосферное давление стало нулевым. Так что, получается что атмосфера заканчивается на девятикилометровой высоте? Нет. На такой высоте есть воздух, там летают самолеты. Так в чем же дело?

Связь плотности воздуха и высоты. Особенности

Как с высотой изменяется атмосферное давление вблизи поверхности Земли? На этот вопрос уже ответила картинка выше. Чем больше высота, тем меньше плотность воздуха. Покуда мы находимся недалеко от поверхности земли, изменение плотности воздуха незаметно. Поэтому на каждую единицу высоты давление уменьшается примерно на одно и тоже значение. Два записанные нами ранее выражения нужно воспринимать как правильные, только если мы находимся недалеко от поверхности Земли, не выше 1-1,5 км.

График, показывающий как атмосферное давление изменяется с высотой

Теперь перейдем к наглядности. Построим график зависимости давления атмосферы от высоты. При нулевой высоте P=760мм рт. ст. Из-за того, что с ростом высоты давление уменьшается, атмосферный воздух будет менее сжат, его плотность станет меньше. Поэтому на графике зависимость давления от высоты не будет описываться прямой линией. Что это значит?

Читайте также:  Чем от чего отделено средиземное море

Как с высотой изменяется атмосферное давление? Над поверхностью земли? На высоте 5,5 км оно уменьшается в 2 раза (Р/2). Оказывается, что если мы поднимемся еще на такую же высоту, то есть на 11 км, давление уменьшится еще вдвое и будет равно Р/4 и т. д.

Соединим точки, и мы увидим, что график — это не прямая, а кривая. Почему, когда мы записывали соотношение зависимости, складывалось впечатление, что на высоте 9 км атмосфера заканчивается? Мы считали, что график является прямой на любых высотах. Это было бы так, если бы атмосфера была жидкой, то есть если бы ее плотность была постоянной.

Важно понимать, что этот график является лишь фрагментом зависимости на малых высотах. Ни на какой точке этой линии давление не снижается до нуля. Даже в глубоком космосе существуют молекулы газов, которые, правда, не имеют отношение к земной атмосфере. Ни в одной точке Вселенной не существует абсолютного вакуума, пустоты.

Источник

Атмосферное давление

Атмосферное давление – это сила, с которой давит на единицу площади земной поверхности столб воздуха, простирающийся от поверхности земли до верхней границы атмосферы.
Атмосферное давление в метеорологии принято измерять высотой ртутного столба в трубке барометра. Давление атмосферы удерживает столб ртути в трубке на определенной высоте. На уровне моря эта высота составляет около 760 мм.
Для измерения давления в единицах силы в 1930 г. была введена международная единица давления – бар, равная 1 млн. дин на площадь 1 см 2 . В практике использовалась тысячная часть бара – миллибар.
С 1980 г. в качестве международной единицы для измерения атмосферного давления принят Паскаль – давление, вызываемое силой в 1 Н на площадь 1 м 2 :

1 Па = 1 Н/м 2 =10 -5 бар=0,01 мбар.

Для практических целей используется гектопаскаль: 1гПа = 100 Па = 1 мб = 0,75 мм рт. ст.
Ускорение свободного падения на Земном шаре увеличивается от экватора к полюсам и уменьшается с высотой. Чтобы исключить зависимость измеренного атмосферного давления от этих факторов, его приводят к ускорению свободного падения на широте 45° и на уровне моря.
Давление, соответствующее массе ртутного столба высотой 760 мм, имеющего температуру 0°С и находящегося на широте 45° и на уровне моря, называют нормальным атмосферным давлением. Оно округленно составляет 1013 гПа.
Распределение давления характеризуется барическим градиентом dp/dz,где dp и dz – изменение давления и высоты. Величина обратная барическому градиенту h=dz/dp называется барической (или барометрической) ступенью. Это величина, обратная вертикальному барическому градиенту, представляет прирост высоты, при котором атмосферное давление падает на единицу. Для практического использования барическую ступень h, м/гПа, вычисляют по формуле:

Читайте также:  Пярну отдых у моря

где Р – давление, гПа;
t – температура, °С, в той же точке, для которой вычисляется барическая ступень;
α – температурный коэффициент расширения воздуха, равный 0,004 м/ о С.

Зная барическую ступень атмосферного давления, температуру воздуха и высоту над уровнем моря в одном из двух пунктов, лежащих на разной высоте, можно по разности давлений в этих пунктах определить разность их высот, а отсюда найти и высоту второго пункта над уровнем моря. Этот способ определения высоты пункта называется барометрическим нивелированием.

На станции, высота которой Н=200 м, давление равно Рн =1000 гПа, а температура 10°С. Вычислить давление на уровне моря Рум.
Для определения Рум сначала находим приближенное значение барической ступени h по величине атмосферного давления и температуры воздуха на станции:

Приближенно атмосферное давление на уровне моря можно определить по формуле:

где Рн – атмосферное давление на уровне станции, гПа; ΔР – разница в давлении на уровне моря и на уровне станции, гПа; Н – высота станции над уровнем моря, м; h – барическая ступень, м/гПа.

Для уточнения значения атмосферного давления на уровне моря определяем среднее давление слоя воздуха между уровнями моря и станции

Определяем температуру слоя воздуха на уровне моря (tум), учитывая, что в среднем в тро-посфере температура увеличивается с уменьшением высоты с градиентом 0,6°С на 100 м.

где tн – температура воздуха на станции, С.

Определяем среднюю температуру столба воздуха между станцией и уровнем моря,

По средним значениям Р и t находим уточненное значение барической ступени и вычисляем окончательное значение давления на уровне моря

h=8000(1+0,004/10,6)/1012=8,2 м/гПа,

Рум=1000+200/8,2=1024,4 гПа.

Дата добавления: 2015-04-12 ; просмотров: 14 | Нарушение авторских прав

Источник

Таблица значений для компенсации показаний барометров в зависимости от высоты местности, для приведения их значений к «давлению на уровне моря». Высоты: от -300 до +3050 м от уровня моря.

Таблица значений для компенсации показаний барометров в зависимости от высоты местности, для приведения их значений к «давлению на уровне моря». Высоты: от -300 до +3050 м от уровня моря.

Высота над уровнем моря / Altitude above sea level / Справочно: Перевод единиц измерения расстояния

Компенсационная добавка к показаниям барометра / Справочно: Перевод единиц измерения давления

футов метров дюймов рт.ст. / inches Hg мм.рт. ст. mm Hg psia = psi «абсолютного» кг/см 2 / kg/cm 2 кПа / kPa гПа = hPa мбар / mBar -1000 -305 -1.1 -28 -0.5 -0.04 -4 -37 -37 -800 -244 -0.9 -22 -0.4 -0.03 -3 -30 -30 -600 -183 -0.7 -17 -0.3 -0.02 -2 -22 -22 -400 -122 -0.4 -11 -0.2 -0.02 -1 -15 -15 -200 -61 -0.2 -6 -0.1 -0.01 -1 -7 -7 0 = «уровень моря» 0.0 0.0 0.00 200 61 0.2 6 0.1 0.01 1 7 7 400 122 0.4 11 0.2 0.015 1 15 15 600 183 0.6 16 0.3 0.022 2 22 22 800 244 0.9 22 0.4 0.030 3 29 29 1000 305 1.1 27 0.5 0.037 4 36 36 1200 366 1.3 33 0.6 0.044 4 43 43 1400 427 1.5 38 0.7 0.051 5 50 50 1600 488 1.7 43 0.8 0.058 6 57 57 1800 549 1.9 48 0.9 0.065 6 64 64 2000 610 2.1 54 1.0 0.073 7 71 71 2200 671 2.3 59 1.1 0.080 8 78 78 2400 732 2.5 64 1.2 0.087 8 85 85 2600 792 2.7 69 1.3 0.093 9 92 92 2800 853 2.9 74 1.4 0.100 10 98 98 3000 914 3.1 79 1.5 0.107 11 105 105 3200 975 3.3 84 1.62 0.114 11 112 112 3400 1036 3.5 89 1.72 0.121 12 118 118 3600 1097 3.7 94 1.81 0.128 13 125 125
Читайте также:  Море уровень которого принят за начало отсчета абсолютных высот

Высота над уровнем моря / Altitude above sea level / Справочно: Перевод единиц измерения расстояния

Компенсационная добавка к показаниям барометра / Справочно: Перевод единиц измерения давления

футов метров дюймов рт.ст. / inches Hg мм.рт. ст. mm Hg psia = psi «абсолютного» кг/см 2 / kg/cm 2 кПа / kPa гПа = hPa мбар / mBar 3800 1158 3.89 99 1.91 0.134 13 132 132 4000 1219 4.08 104 2.00 0.141 14 138 138 4200 1280 4.27 109 2.10 0.148 14 145 145 4400 1341 4.46 114 2.19 0.154 15 151 151 4600 1402 4.65 118.9 2.28 0.161 16 157 157 4800 1463 4.84 123.7 2.38 0.167 16 164 164 5000 1524 5.03 128.5 2.47 0.174 17 170 170 5200 1585 5.21 133.2 2.56 0.180 18 176 176 5400 1646 5.40 138.0 2.65 0.186 18 183 183 5600 1707 5.58 142.6 2.74 0.193 19 189 189 5800 1768 5.76 147.3 2.83 0.199 20 195 195 6000 1829 5.94 151.9 2.92 0.205 20 201 201 6200 1890 6.12 156.6 3.01 0.212 21 207 207 6400 1951 6.30 161.1 3.09 0.218 21 213 213 6600 2012 6.48 165.7 3.18 0.224 22 219 219 6800 2073 6.66 170.2 3.27 0.230 23 225 225 7000 2134 6.83 174.7 3.36 0.236 23 231 231 7200 2195 7.01 179.2 3.44 0.242 24 237 237

Высота над уровнем моря / Altitude above sea level / Справочно: Перевод единиц измерения расстояния

Компенсационная добавка к показаниям барометра / Справочно: Перевод единиц измерения давления

Источник

Adblock
detector