Презентация на тему Атмосферное давление и плотность воздуха

сила, вызванная весом столба воздуха, простирающегося через всю атмосферу,

действующая на единицу горизонтальной поверхности.

Измерение давления проводится при помощи приборов, называемых барометрами.

Атмосферное давление измеряется в паскалях и миллиметрах ртутного столба. В системе СИ (Международная система единиц) давление измеряется в паскалях (Па).

из гПа в мм рт.ст необходимо число гектопаскалей умножить

на 3/4 (0,75).

Для перевода давления и мм рт.ст. в гПа необходимо число миллиметров умножить на 4/3 (1,333),

специальных таблиц

во времени.

Особенно большие вариации давления наблюдаются в его вертикальном

распределении.

Пределы изменения давления у земли в разных синоптических условиях и географических регионах также может быть изменчива в широких пределах. Например, давление в тропическом циклоне может быть от 877.0 гПа, а в центре Сибирского антициклона достигает 1083.0 гПа.

Обычно в однородной воздушной массе у земли атмосферное давление за сутки изменяется незначительно.

Но при определенных синоптических условиях: при приближении атмосферных фронтов и глубоких циклонов она может составлять несколько гПа за час.

барической тенденцией – величиной изменения давления за последние три

часа (±ppa), где
+ – повышение
– понижение
pp – величина изменения за последние три часа в гПа с десятыми долями;
а – характер изменения давления на ленте барографа.

кружка метеорологической станции наносится величина атмосферного давления, приведенного к

уровню моря (РРР), и барическая тенденция (±рра) в гПа с десятыми долями следующим образом:

PPP

±ppa

указанное значение давления менее 500 (более 500), то мысленно

впереди ставится 10(9) и последняя цифра отделяется запятой;
если указанное значение давления равняется 500, то мысленно впереди ставится цифра 9 или 10 в зависимости от общего поля давления в данном районе и последняя цифра отделяется запятой.

давление, приведенное
к уровню моря: 1013,4 гПа;
барическая тенденция: за

последние три часа давление увеличилось на 2,1 гПа, давление увеличивалось.

Атмосферное давление, приведенное
к уровню моря: 993,1гПа;
барическая тенденция: за последние три часа давление не изменилось.

с высотой, поскольку масса вышележащего столба воздуха уменьшается. Для

определения общего закона изменения давления с высотой возьмем систему координат с осью Н, направленной вертикально вверх. Представим, что ш плоскости ХУ давление воздуха равно Р. Выделим элементарный объем с сечением, равным 1 см², и высотой dH (рис. 1). Давление на верхней грани объема будет равно P - dP. Величина изменения давления dP равна весу воздуха, заключенного в рассматриваемом объеме (ρdH - масса, ρgdH- вес)
dP = - ρgdH
Где: ρ – плотность воздуха;
g – ускорение силы тяжести.

высотой, а также для приближенного расчета изменения высоты по

разности значений давления на практике пользуются барической ступенью.
Барическая ступень (h) - это высота, на которую нужно подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на одну единицу (на 1 гПа или 1 мм рт.ст.).
Величина барической ступени используется в авиации при расчетах безопасной высоты полета в равнинной и холмистой местности. С ее помощью можно приводить (в первом приближении) давление к уровню моря по формуле:
Pприв=Pаэр+Hаэр/h
где:
Рприв - давление аэродрома, приведенное к уровню моря (мм рт.ст. или гПа);
Pаэр - давление аэродрома (мм рт.ст. или гПа);
Hаэр - высота аэродрома над уровнем моря в метрах;
h - барическая ступень.

У земной поверхности при стандартном давлении Ро = 1013,2 гПа (760 мм рт.ст) h= 11 м/мм рт.ст. или h = 8 м/гПа

в виде бесчисленного, количества поверхностей, во всех точках которых

давление одинаково. Такие поверхносл называются изобарическими (изо - равный, барос - тяжесть, давление). Они располагаются одна над другой и не параллельны уровню моря, что объясняется неравномерным распределением по горизонтали температуры и давления воздуха, а, следовательно, и различной барической ступенью. Высоты изобарических поверхностей измеряются и от уровня моря в единицах геопотенииала.

Геопотенциал представляет собой работу, которую надо совершить, чтобы поднять единицу массы от уровня моря до данной высоты. Сила тяжести Р, действующая на единицу массы, равна Р=g • 1 = g, а работа Ф, затрачиваемая на поднятие единицы массы на высоту H, равна:

Ф=gH.

Эту работу и называют потенциалом силы тяжести или геопотенциалом.

Единицей геопотенциала является геопотенциальный метр (гпм), равный работе, которую надо совершить чтобы поднять массу в 1 тонну на высоту 1 метр при ускорении силы тяжести g = 9,8 м/с2.

км = 700 гПа
5,0 км =500 гПа
7,0 км

=400 гПа

моря вдоль земной поверхности представлено на приземных картах погоды.

На эти карты наносится давление, измеренное на метеорологических станциях и приведенное к уровню моря. Точки с одинаковым давлением на картах погоды соединяются плавными линиями, которые называются изобарами. Изобары обычно проводятся через 5 гПа для значений давления, кратных 5 (995,1000, 1005 и т.д.). Поле атмосферного давления, изображенное на картах погоды с помощью изобар, называется барическим полем или барическим рельефом. Формы барического поля носят название барических систем. Основными формами барического поля (барическими системами) являются: циклопы, антициклоны, ложбины, гребни и седловины (рис. 2.).

погоды замкнутыми изобарами, с минимальным давлением в центре. На

картах погоды в Украине и странах СНГ обозначается буквой “Н” (низкое давление), а на международных картах - “L ” (low pressure). Давление в циклоне уменьшается от периферии к центру.
Антициклон - область высокого давления, очерченная на картах погоды замкнутыми изобарами, с максимальным давлением в центре. На картах погоды в Украине и странах СНГ обозначается буквой “В ” (высокое давление), а на международных картах - “Н” (high pressure). Давление в антициклоне уменьшается от центра к периферии.
Ложбина - узкая вытянутая полоса пониженного давления, расположенная на периферии л циклона или между двумя антициклонами. Линия, соединяющая точки с наименьшим давлением в ложбине, называется осью ложбины.
Гребень — узкая вытянутая полоса повышенного давления, расположенная а периферии антициклона или между двумя циклонами. Линия, соединяющая точки с наибольшим давлением в гребне, называется осью гребня.
Седловина - это барическая система, которая образуется между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенными крестообразно.

В циклоне и ложбине, как правило, наблюдаются сложные условия погоды, в антициклоне и гребне - благоприятные, а в седловине - промежуточные.

БАРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

безопасности полетов установлены правила вертикального эшелонирования воздушных судов (ВС).

Эшелон полета - это выделенная для полетов ВС относительная барометрическая высота (Нр), отсчитываемая от изобарической поверхности с давлением 760 мм рт.ст. (1013,2 гПа).
Высота полета на эшелоне выдерживается с помощью барометрического высотомера, нуль шкалы которого установлен на давлении 760 мм рт.ст. Поэтому полет на эшелоне является полетом вдоль одной и той же изобарической поверхности. Истинная же высота полета (высота над рельефом местности), а также абсолютная (высота над уровнем моря) могут значительно отличаться от барометрической. Это обусловлено тем, что над различными районами уровень с давлением 760 мм рт.ст. располагается по-разному - выше или ниже уровня моря, т.е. изобарические поверхности к параллельны уровню моря. На рис. 3 схематически показано изменение абсолютной и барометрической высоты при полете на эшелоне.

высоты полета на эшелоне.

используют значения давления QFE, QNH.

Давление QFE [Question field

elevation (Q - code)] -давление на уровне аэродрома или порога ВПП.

Давление QNH [Question normal height - sea level pressure (Q - code)] - атмосферное давление, приведенное к среднему уровню моря по условиям стандартной атмосферы.

В сводках о фактической погоде в формате кодов METAR (SPECI) указывается давление QNH с округлением в меньшую сторону до целого гектопаскаля.

Аэродромные метеорологические органы предоставляют диспетчерскому органу подхода и аэродромной диспетчерской вышке информацию о фактическом значении ONH на регулярной основе, a QFE - в соответствии с договоренностью на регулярной основе или по запросу.

Районный диспетчерский центр обеспечивается данными о фактическом давлении QNH на аэродромах и прогнозируемом минимальном давлении QNH в пределах района полетной информации.

В местных регулярных и специальных сводках указывается информация о давлении QNH и QFE в гектопаскалях, а при потребности дополнительно указывается давление QFE в миллиметрах ртутного столба.

физических параметров атмосферы, оказывающим влияние на летные и эксплуатационные

характеристики ВС, является плотность воздуха.
Плотность воздуха (р) - это масса воздуха в единице объема. Измеряется в г/м3 или кг/м3. Непосредственно плотность воздуха не измеряется, она определяется из уравнения состояния газов:

ρ=P/RT= P/R(273+t)

Где: P-давление воздуха;
t- температура в 0С;
R- газовая постоянная.

прямой зависимости от давления и обратной - от его

температуры.
При постоянном давлении плотность воздуха зависит только от изменения температуры, поэтому при полете на эшелоне (Р = const) на лета эксплуатационные характеристики ВС влияет только температура воздуха.
С высотой плотность воздуха уменьшается, так как давление с высотой уменьшается быстрее, чем понижается температура. Так, до высоты 5 км давление уменьшается примерно в два раза, температура понижается только на 12%. Понижение температуры несколько замедляет уменьшение плотности, поэтому плотность с высотой падает медленнее, чем давление. На высоте 5 км плотность воздуха составляет 60% от плотности на уровне моря, а на высоте 10 км - около 35%.

его влажности. Плотность водяного пара при равных значениях температуры

и давления составляет 0,622 от плотности сухого воздуха. Поэтому влажный воздух легче сухого. При температуре 40°С и относительной влажности 100% влажный воздух легче сухого на 2,8%. Для вычисления плотности влажного воздуха используют виртуальную температуру (Тγ) - это такая температура, при которой плотность сухого воздуха равна плотности влажного воздуха, при том же давлении Р:
Тγ=T(1+0,378e/P)
Где: e – упругость водяного пара.

температуре воздуха выше +20°С и относительной влажности более 50%.

Уменьшение плотности воздуха из-за содержащегося в нем водяного пара при температуре +30°С равносильно повышению температуры на 5°С, а при температуре +40°С - почти на 9°С. Плотность воздуха также, и температура и давление, изменяется в пространстве и во времени. У экватора плотность воздуха в тропосфере меньше, чем в Европе. Зимой плотность воздуха больше, чем летом в Европе средняя величина плотности воздуха у земной поверхности равна 1258 г/м3, на высоте 5 км - 735 г /м3.

высотах
Задача №1 Дано: Р=850 гПа;

tср=100С;
α=0,004;
Найти барический ступень h=?

Решение:

tср=50С;
α =0,004.

Найти барический ступень h=?

Решение:

tср=-100С;
α= 0,004.
Найти барический ступень h=?

Решение: