大氣壓力與海拔高度如何轉換
標準大氣浮力Po=Pa=cmHg=mmHg
Po=1.01325×10^5Pa==
一個地方氣壓值常常有變化→其上空大氣柱中空氣質量的多少→大氣柱長度和密度改變的反映:大氣柱長度和密度與空氣質量應當是成反比關系
任何地方的氣壓值總是隨著海拔高度的降低而遞減。據實測,在地面層中,高度每升100m,氣壓平均減少12.7hPa,在高層則小于此數值。
確定空氣密度大小與氣壓隨高度變化的定量關系,通常是應用靜力學多項式和壓高多項式。
1、靜力學多項式
即便大氣相對于地面處于靜止狀態,則某一點的氣壓值等于該點單位面積上所承受空氣柱的重量。
公式是:h≈8000(1+t/273)/P(m/hPa)
其中h是氣壓高度差,t是攝氏溫標,P是氣壓
從公式可以看出
①在同一氣壓下,氣柱的氣溫越高,密度越小大氣壓強與高度的關系實驗,氣壓隨高度遞減越慢,單位氣壓高度差越大。
②在同一氣溫下,氣壓值越大的地方,空氣密度越大,氣壓隨高度遞減越快,單位高度差越小。
一般,大氣處于靜力平衡狀態,當氣層不太厚和要求精度不太高時,這公式可簡略計算氣壓與高度的定量關系。倘若研究的氣層高度變化范圍很大,氣柱中上下層室溫、密度變化明顯時,該公式就不適宜用了,這時侯可以用壓高多項式。
2、壓高多項式
為了精確地獲得氣壓與高度的對應關系大氣壓強與高度的關系實驗,一般將靜力學多項式從氣層頂部到底部進行積分,即得出壓高多項式,之后再將之替換簡化為:
Z2-Z1=18400(1+t/273)log(P1/P2)
式中P1、P2分別是高度Z2、Z1的氣壓值,t是攝氏溫標
從公式可以看出
①氣壓隨高度降低按指數規律遞減
②高度越高,氣壓降低得越慢
這公式是將大氣當作干空氣處理的,但當空氣中水汽濃度較多時,就必須用虛溫取代式中的溫度。
大氣密度與海拔高度和濕度間的換算
1、根據大氣壓力和空氣密度估算公式,以及空氣溫度經驗公式,可得出大氣壓、空氣密度、濕度與海拔高度的關系。
海拔高度(m)0100020002500300040005000
相對大氣壓力10.8810.7740.7240.6770.5910.514
相對空氣密度10.9030.8130.7700.7300.6530.583
絕對溫度(g/m3)117.645.304.423.682.541.77
注:標準狀態下大氣壓力為1,相對空氣密度為1,絕對溫度為11g/m3。
從表中可以看出,海拔高度每下降1000m,相對大氣壓力大概增加12%,空氣密度增加約10%,絕對溫度隨海拔高度的下降而減少。
2、空氣濕度與海拔高度的關系
在無熱源、無遮護的情況下,空氣濕度隨海拔高度的增高而增加。通常研究所采集的氣溫與海拔高度的關系:
海拔高度(m)1000150020002500300035004000
最高溫度(℃)4037.53532.53027.525
平均溫度(℃)2017.51512.5107.55
從表中可以看出:空氣濕度在通常情況下,海拔高度每下降1000m,最高氣溫會增加5℃,平均氣溫也會增加5℃。
西安海撥2300m氣壓760毫巴,可得海拔高度H和氣壓P經驗關系式P=(3/4)的(H/2300)次方.用帶函數的估算器可求近似值,也可用汁算機求出氣壓高度數值表.
高度(米)氣壓(豪巴)空氣密度(克/米3)含氧量(克/米3)相抱持海平面%沸點(℃)
7.0004205731334777
6.0004816441495280
5.0005497191665984
4.0006248021866587
3.0007078922067390
01013.21292260100100