Вопрос 9. Барометрич.ф-ла, ее применение. Что такое высота однородной атмосферы.

(самая нижняя)

T_m- средняя барометрическая температура

T_m= (T₁+T₂)/2

Формула показывает, как меняется атм. Давление с высотой в зависимости от температуры воздуха при наличии силы тяжести.

Применение баром.ф-лы —

С помощью барометрической формулы обычно решают две задачи:

1) задачу приведения давления от одного уровня к другому, т.е зная давление на одном уровне, разность высот и среднюю температуру слоя, найти давление на другом уровне; Важным вариантом первой задачи является приведение давления к уровню моря- p _у.м. = p_ст exp gz_ст/R_dT_m

2) задачу барометрического нивелирования, т.е. зная давление на двух уровнях и среднюю температуру столба воздуха, найти высоту превышения одного уровня над другим. Наиболее точная формула, использующаяся для барометрического нивелирования, - формула Лапласа. Она получена для влажного воздуха с учетом изменения g с широтой и высотой. В метеорологии в большинстве задач используется барометрическая формула реальной атмосферы:

z₂-z₁ = B(1+αt_m)lgp₁/p₂, где t_m – средняя температура слоя между р1 и р2, изм. в°С; α=1/273 – термический коэффициент объемного расширения газа; В – 18 400 м – барометрическая постоянная.

Для небольшого перепада высот используется формула Бабине

 

h= z₂-z₁= 8000*(2(p_н-p_в)/ p_н+ p_в)*(1-αt_m), где p_н – давление на нижнем уровне z₁; p_в – давление на верхнем уровне z₂.

Высота одн.атм. - высота слоя воздуха в столбе единичного сечения.

Если бы плотность воздуха была постоянной по высоте (тогда и температура должна быть постоянной по высоте), то атмосфера должна была бы иметь конечную вертикальную протяженность H, которую называют высотой однородной атмосферы.

Ее также можно вычислить зная массу атмосферного столба считая, что плотность воздуха постоянна и равна 1,28 кг/м³.

H= M/ρ=P_S/ρg=RT/g

Ее значение мало меняется при изменениях приземной температуры в реальном диапазоне значений. В действительности плотность воздуха с высотой убывает, поэтому истинная высота атмосферы равняется многим тысячам км.

Вопрос 10. Перечислите основные виды барических образований и укажите характерные значения давления в них.

Форма барического поля атмосферы непрерывно меняется во времени. Однако это многообразие можно расчленить на небольшое число барических систем. Прежде всего всегда можно выделить области пониженного и повышенного давления, являющиеся основными типами барических систем. Области пониженного давления – циклоны и области повышенного давления – антициклоны на приземных синоптических картах обрисовываются замкнутыми концентрическими изобарами неправильной, в общем округлой или овальной формы. Поскольку в циклоне самое низкое давление находится в центре, то горизонтальные барические градиенты в циклоне направлены от периферии к центру; в антициклоне самое высокое давление находится в центре, поэтому барические градиенты в нем направлены от центра к периферии. Характерные значения давления для циклонов 990 гПа. Характерные значения давления для антициклонов 1020 гПа.

К барическим системам с незамкнутыми изобарами относятся ложбина и гребень.

Ложбина – это полоса пониженного давления между двумя областями повышенного давления. Изобары в ложбине либо близки к параллельным, либо имеют вид латинской буквы V. В первом случае изобарические поверхности в ложбине напоминают желоба с ребром, обращенным вниз, во втором – ложбина является вытянутой периферийной частью циклона. Центра в ложбине нет, но есть ось, т.е. линия, на которой давление имеет минимальной значение. Барические градиенты в ложбине направлены от периферии к оси. Характерные значения давления для ложбин – 1010 гПа, 1005 гПа,1000 гПа.

Гребень представляет собой полосу повышенного давления между двумя областями пониженного давления. Изобары в гребне либо напоминают параллельные прямые, либо имеют вид обращенной латинской буквы V, если гребень является периферийной частью антициклона. Изобарические поверхности в гребне напоминают желоба или лотки, обращенные выпуклостью наверх. Гребень имеет ось, на которой давление максимальное. На оси изобары резко меняют направление. Барические градиенты в гребне направлены от оси к периферии.