Высота однородной атмосферы (обозначается , также встречается название шкала высоты) — величина, характеризующая протяжённость атмосферы. Она определяется как толщина условной атмосферы, имеющей всюду ту же температуру и плотность, что и на поверхности у реальной, и такую же массу.
Высоту однородной атмосферы можно рассчитать следующим образом:
или, что то же самое,
где:
k — постоянная Больцмана R — универсальная газовая постоянная T — температура атмосферы m — средняя масса молекулы μ — средняя молярная масса атмосферы g — ускорение свободного падения.
Если температура и состав атмосферы на всех высотах одинаковы, зависимость давления и концентрации от высоты описывается барометрической формулой:
,
то есть высота однородной атмосферы равна росту высоты, на котором давление и концентрация уменьшаются в e раз, и это справедливо для любого участка. Чем больше , тем медленнее убывает с высотой давление и тем более протяжена атмосфера.
В реальной атмосфере температура (а в верхних слоях — и состав) зависит от высоты, поэтому , описывающая быстроту уменьшения давления и концентрации с высотой, для разных высот (а в верхних слоях — и для разных газов) различна.
Значения для Земли Для Земли однозначно определено всё, кроме температуры; для разных температур (на разных высотах) можно получить следующие значения (описывающей быстроту уменьшения давления и концентрации с высотой):
T = 290 K, H = 8,5 км T = 273 K, H = 8 км T = 260 K, H = 7,6 км T = 210 K, H = 6 км
Эти значения справедливы для нижних слоёв атмосферы. В верхних слоях из-за отличий температуры и химического состава значительно отличается. На неё влияет солнечная активность. Так, для высоты 275 км были получены значения 60 км в 1958 году и 40 км в 1960—1961 годах.
Значения для других тел Солнечной системы Для некоторых объектов Солнечной системы значения следующие:
Венера: 15,9 км Земля: 8,5 км Марс: 11,1 км Юпитер: 27 км Сатурн: 59,5 км Титан: 21 км Уран: 27,7 км Нептун: 19,1—20,3 км Плутон: ~60 км
Разное Высота однородной атмосферы используется в астрономии для грубой оценки оптической толщины атмосферы.
Примечания
Литература
Категория:Атмосфера Категория:Физические величины