Атмосферное давление.
Атмосферное давление – давление, которое производит атмосфера на находящиеся в ней предметы и на земную поверхность. На уровне моря в среднем близко к тому давлению, какое производит столб ртути высотой 760 мм. Нормальное атмосферное давление на уровне моря 1013,25 гПа (760 мм р.с.). С высотой атмосферное давление уменьшается (приблизительно на 1 гПа на каждые 8 м).
Под барометрическим нивелированием подразумевается определение разности высоты двух точек на местности, в которых определено давление и температура воздуха при помощи барометра-анероида или гипсотермометра и термометра. Расчет превышения одной точки над другой осуществляется по барометрической формуле Бабине:
(1)
где Р1 −давление на нижнем уровне; Р2 −давление на верхнем уровне; α − коэффициент расширения воздуха (0,00366); t − средняя температура воздуха, на верхней и нижней точках; Z − превышение одной точки над другой.
Барическая ступень − приращение высоты, в пределах которого давление падает на единицу; величина – dz/dp, обратная вертикальному барическому градиенту. При р=1000 гПа, t=0ºC ступень равна 8 м/гПа.
Для определения барической ступени используют преобразованную формулу Бабине. Разность между давлением на крайних границах барической ступени Р1 −Р2 = 1, а сумма давления на этих границах примерно равная Р1 + Р2 = 2Р. Тогда формула Бабине принимает вид:
(2)
где h − величина барической ступени, выраженной в метрах.
Задания.
1. У поверхности земли в точке А температура 12°, давление 980 мб. В точке Б температура 8°, давление 960 мб. Найти превышение точки Б над точкой А.
2. При проведении барометрического нивелирования в горном районе атмосферное давление на уровне моря 978 гПа при температуре 6°, на вершине горы давление 922 гПа при температуре 8°. Определить высоту горы.
3. При входе в слоисто-кучевое облако определилось давление 910 гПа и температура 3°, а при выходе из облака давление уменьшилось на 55 гПа, температура снизилась на 2°С. Определить вертикальную мощность облака.
4. На метеорологической станции наблюдалось давление 1031 гПа температура 13,5°. В это время на радиозонде над станцией приборы определяли давление 947 гПа и температуру 8,5°. На какой высоте находился радиозонд?
5. На метеорологической станции атмосферное давление 980 гПа, а температура воздуха – 10°. Определить давление на высоте 600 м, где температура −20°С.
6. В момент запуска радиозонда возле поверхности земли давление равнялось 1013,4 ГПа, а температура 22,5°. При входе радиозонда в кучевое облако определялось давление 940,6 гПа и температура 18,7°. Какая высота нижней границы облака?
7. На вершине горы (высота 342 м) атмосферное давление 990 гПа и температура воздуха 8°. Определить давление на уровне моря.