15. Применения барометрической формулы

С помощью барометрической формулы можно решить три задачи:

1) зная давление на одном уровне и среднюю температуру столба воздуха, найти давление на другом уровне;

2) зная давление на обоих уровнях и среднюю температуру столба воздуха, найти разность уровней (барометрическое ни­велирование);

3) зная разность уровней и величины давления на них, найти среднюю температуру столба воздуха.

Для практического использования барометрическая формула приводится к рабочему виду. От натуральных логарифмов пере­ходят к десятичным, от абсолютной температуры — к темпера­туре по Цельсию и подставляют числовые значения для R и g. При этом в случае влажного воздуха берется значение R_d для сухого воздуха, умноженное на (1+0,377*e/p). Иначе можно сказать, что берется R_d для сухого воздуха, но температура за­меняется виртуальной температурой.

Кроме того, и ускорение силы тяжести g не есть величина строго постоянная — она меняется, хотя и немного, в зависимо­сти от географической широты и высоты над уровнем моря. На это также вводятся поправки.

Важным вариантом первой задачи, поставленной выше, является приведение давления к уровню моря. Зная давление на некоторой станции, расположенной на высоте z над уровнем моря, и температуру t на этой станции, вычисляют сначала во­ображаемую среднюю температуру между рассматриваемой станцией и уровнем моря (в действительности атмосферного столба между станцией и уровнем моря не будет). Для уровня станции берется фактическая температура, а для уровня моря — та же температура, но увеличенная в той мере, в какой в сред­нем меняется температура воздуха с высотой.

Средний верти­кальный градиент температуры в тропосфере принимается рав­ным 0,6° на 100 м. Следовательно, если станция имеет высоту 200 м и температура на ней +16°, то для уровня моря прини­мается температура +17,2°, а средняя температура столба между станцией и уровнем моря +16,6°. После этого по давле­нию на станции и по полученной средней температуре опреде­ляется давление на уровне моря. Для этого составляют особые таблицы для каждой станции.

Приведение давления к уровню моря является очень важной операцией. На приземные синоптические карты всегда наносится давление, приведенное к уровню моря. Этим исключается влия­ние различий в высотах станций на величины давления и стано­вится возможным выяснить горизонтальное распределение дав­ления.