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.