Атмосферное давление, температура и плотность

Атмосферное давление, температура и плотность








Определение атмосферного давления
Измерение давления
QFF, QFE, QNH
Изменение давления на поверхностном уровне
Изменение давления с высотой
Плотность
Международная стандартная атмосфера
Газовые законы
Атмосферное давление



Атмосферное давление — это сила
давление воздушного столба на единицу
площади.
Давление в пункте действует однородно во
всех направлениях.
Единицы давления:
 millibar
(mb).
 гектопаскаль (гПа).
 1mb = 1 гПа
Атмосферное давление
Атмосферное давление в каждой точке
атмосферы равно массе вышележащего
столба воздуха, имеющего основание в 1
единицу площади и простирающегося от
данного уровня до пределов атмосферы.
Давление в пункте "X"
верхние слои атмосферы
увеличивается, если вес
вес воздуха в колонке
воздуха выше его
оказывает давление к пункту
«X»
увеличивается.
Давление в пункте "X"
уменьшается, если вес
Поверхность
воздуха выше его
область единицы
уменьшается.
Измерение атмосферного
давления
Ртутный
барометр
Атмосферное
давление
Ртутная колонка
Вакуум
Атмосферное
давление
Барометр анероид
Система рычага
Анероидная ячейка
Барограф
защитный случай
усиление рычагов
полдень
анероидная клетка
след чернил
QFE

QFE (Q-code Field Elevation) - давление на ВПП
аэродрома. При установке этого давления
высотомер будет показывать высоту относительно
ВПП. Поэтому, находясь на самой ВПП, на
высотомере будет “0”.
QFF

Это только используется на
поверхностных синоптических
диаграммах
скорость ветра (15
кт)
воздушная
температура
Направление
ветра
Видимость (10 км)
форма высокого облака
форма среднего облака
высота и количество среднего
облака
изменение давления на
прошлые 3 часа
характерное изменение на
прошлые 3 часа
прошлая погода (гроза)
Погода на данное
время
общая сумма облаков
Точка росы
форма низкого облака
Количество самого
низкого облака
высота самого низкого облака
QNH


QNH (Q - code Nautical Height) - давление,
приведенное к уровню моря. При
установке этого давления высотомер на
ВПП будет
показывать превышение относительно
среднего уровня моря.
Стандартное атмосферное давление,
равное 760 мм рт.ст. (1013 ГПа).
Изменение давления


Давление значительно различается со дня на
день.
Обычный диапазон изменения,
 970

Самое низкое давление зарегистрировано,
 870

mb to 1030 mb.
mb, Typhoon Tip, Oct. 1979.
Самое большое давление зарегистрировано,
 1084
mb, Agata, Siberia, Dec. 1968.
Экстремальные
изменение
давления на
поверхности
1084 мб самое высокое давление на уровне
моря Агата, Сибериа (Декабрь, 1968)
1064 мб самое высокое давление на уровне
моря в США (Декабрь, 1983)
устойчивая система высокого давления
1013,25 мб среднее давление на уровне
моря
глубокая низкая барическая система
899 мб
870 мб самое низкое давление на уровне
моря (Октябрь, 1979)
уровень
моря
уровень
моря
60
изобары
Горизонтальное изменение
давления







Изобары
Максимумы/Антициклоны
Гребни
Минимумы/Циклоны
Градиент давления
Сила барического градиента
Изаллобары
Изобары


Изобара — изолиния на
географической карте,
соединяющая точки с
одинаковым атмосферным
давлением.
Значение давления выражается
в гектопаскалях (или millibars).
Примеры барических полей
СЕДЛО погода над землей
Седловина - зона
слабых градиентов со
спокойными или
легкими изменчивыми
ветрами
Гребень сформировано
продолжением
антициклона
Зима: Низкая видимость;
радиационный туман
Лето: CB/TS поздно днем
Седло
высокие
Азорские
острова
Примеры распределения
давления
Антициклоны или максимумы : -области, где давление в центре
является самым высоким по отношению к окружающей среде.
Циркуляция атмосферы в северном полушарии по часовой стрелке и
против часовой стрелки в южном полушарии.
 Гребень: область изобар, расположенных от высокого центра.
Давление вдоль линии гребня выше, чем его среда.

Примеры распределения
давления
Депрессии или минимумы (или циклоны): области, где давление в
центре является самым низким по отношению среды. Циркуляция
против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке
в южном полушарии.
 Седловина: область почти однородного давления, расположенная
между парой максимумов и парой минимумов.

Выше 99.9 %
Высота (км)
Высота
Изменение
давления с
высотой
Выше 99 %
Выше 90 %
Выше 50 %
Давление (мб)
Изменение давления с высотой



Давление уменьшается с высотой
Давление также изменяется горизонтально.
Это происходит из-за горизонтальных
изменений средней температуры в слоях, в
атмосфере.
Изменение давления с высотой


Темп уменьшения давления с высотой
уменьшается значительно ближе тропопаузы
Давление определяется плотностью воздуха
Высота
разность высот для
изменения 1мб
Плотность



Плотность = Масса за единицы объёма
(кг/m3)
Когда воздух нагревается, плотность
уменьшается
С увеличением высоты давление и
плотность уменьшаются.
Изменения плотности
теплая/низкая плотность
холодная/высокая плотность
Плотность сухого и влажного
воздуха




Плотность воздуха – масса газа атмосферы Земли
на единицу объёма
Сухой воздух = 78% N2 , 21% O2
Молярная масса : N2 (азот) = 28
O2 (кислород) = 32
= 60
H20 = 18- молярная масса воды 18 гр/мол
Поэтому влажный воздух менее плотен, чем сухой
воздух
Отношения между давлением,
температурой и плотностью
(Уравнение состояния газа)



Воздух изменяется согласно Газовому Закону
Давление = Температураe x Плотность x Газовая
константа
•p=TxxC
 или
•pTx
Давление непосредственно пропорционально
Температуре и Плотности
Уравнение состояния газа

Если Температура постоянная :
p


Таким образом воздух при более высоком
давлении более плотен, чем воздух при более
низком давлении.
Если считать давление постоянным:
T


x  = Constant
Таким образом при данном атмосферном
давлении, воздух, который является холодным,
более плотен, чем воздух, который является
теплым.
Резюме заключений из Газовых
Законов

Плотность воздуха
 Увеличивается, если давление воздуха увеличивается, то
есть с уменьшением высоты
 Увеличивается, если температура уменьшается
 Уменьшается, если давление воздуха уменьшается
 то есть с увеличением высоты
 Уменьшается, если температура увеличивается.
Давление и вычисления
высоты

На уровне моря давление 1013
гПа и 15°C
1 гПа = 27 ft изменение высоты
 В 500 гПа
 1гПа = 50 ft изменение высоты


Данные о радиозонде
используются, чтобы вычислить
плотность атмосферы в
различных местоположениях
воздушный
шар
радиолокаци
онный
отражатель
инструмен
тальный
Высота (м)
Международная стандартная атмосфера
температура
Международная стандартная
атмосфера
Средняя
температура на
уровне моря
15°C; 288K
Давление на
уровне моря
1013.25 mb
Плотность на
уровне моря
1225 gm/m3
Температура
Уменьшение 1.98°C/1000 ft (6.5°C/km) to 11000 m (36090 ft).
Изотермический –56.5°C to 20,000 m (65617 ft).
Увеличение 0.3°C/1000ft (1°C/km) to 32,000 m (104987 ft).
Стандартный уровень
давления
Давление (мб)
1000
700
500
400
300
250
200
150
Приблизительна
ая высота
Уровень моря
10,000 ft.
18,000 ft.
24,000 ft.
30,000 ft.
34,000 ft.
39,000 ft.
45,000 ft.