均质大气
假设密度不随高度变化的虚拟大气
假设密度不随高度变化的一种虚拟的大气。
描述
大气温度和密度随高度的分布是相当复杂的,为了研究方便,常对大气温度和密度的垂直分布进行一些假设。均质大气就是一种假设的大气模式,假设大气密度在整个大气层都保持其海平面值,而压强随高度线性减小,且减小较快。由于假设了密度不变,因此只需要考虑压强和温度的垂直变化情况,在处理某些理论问题时具有一定的意义。
均质大气高度
该参数在大气动力学和大气光学中多有应用。由于假设大气柱中的空气为均匀分布且密度为常数,则此时大气压强随高度线性递减,当压强较小为0时的高度,即为均质大气高度。
若大气为干洁空气,组成不变,分布均匀时,地面气压P为空气密度ρ0、重力加速度g及气柱高度h三者的乘积,即
因为气柱内空气密度ρ0为常数,则P亦为常数。此时气柱高度为
R为气体常数。取g为纬度45°处的海平面重力加速度,T0为绝对温度273开尔文,则可算得均质大气高度h=7991米。
均质大气垂直减温率
均质大气的密度不变,但温度随高度减小。根据静力学方程和状态方程可证明得到均质大气的垂直减温率Γ=34.2 开尔文/千米。当大气垂直减温率超过这个值,则空气密度会发生改变,大气会发生对流,因此将该值称为自动对流减温率。在均质大气层顶,温度为0开尔文,即分子运动停止,这是一种极限的情况,证明均质大气是一种假设的大气模式。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 11:15
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概述
描述
均质大气高度
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