Барическая ступень

Бари́ческая ступе́нь — величина, определяющая изменение высоты в зависимости от изменения атмосферного давления. Применяется при барометрическом нивелировании и при пересчёте показаний статоскопа в разность высот.

Зависит от давления и температуры воздуха.

Наглядный смысл барической ступени — высота, на которую надо подняться, чтобы давление понизилось на 1 гПа.

Разговорный (не вполне корректный) вариант термина — барометрическая ступень.

Применение

Имеет место формула, являющаяся линеаризацией барометрической формулы Бабине:

$\mathrm{\Delta }h=-Q(p,T)\mathrm{\Delta }p,$

где

• $\mathrm{\Delta }h$ — изменение высоты $h$, метры
• $\mathrm{\Delta }p$ — изменение давления, кПа
• $Q(p,T)$ — значение барической ступени, м/кПа
• $T$ — температура, градусы Цельсия
• $p$ — давление, кПа в месте измерения

Формула практически точна при небольших (десятки метров) изменениях высоты.

Вычисление барической ступени

$Q(p,T)=\frac{8000}{p}(1+0,00367T)$

(смысл и размерности величин см выше, давление "p" в данной формуле - гПа, или мбар, температура "Т" в °C, результат - метры).

Так, для стандартной атмосферы на уровне моря при Т=15 °C, давлении 1013,25 гПа, барическая ступень равна 8000/1013,25 * (1+0,00367*15) = 8,33 м, или 27,3 фут

Поскольку мм.рт.ст., являющаяся внесистемной единицей измерения давления, пропорционально связана с единицей измерений гПа (Па), через коэффициент 1,333, в формулу барической ступени можно также применять давление "p" в мм.рт.ст; результат расчета в этом случае покажет барическую ступень для мм.рт.ст, т.е. высоту, на которую нужно подняться, чтобы давление снизилось на 1 мм.рт.ст.

Так, для стандартной атмосферы на уровне моря при Т=15 °C, давлении 760 мм.рт.ст, барическая ступень равна 8000/760 * (1+0,00367*15) = 11,11 м, или 36,43 фут

Таблица величины барической ступени (м/гПа) для некоторых значений давления и температуры

Давление, гПа	Температура, °C
	−40	−20	0	20	40
1000	6.7	7.4	8.0	8.6	9.3
500	13.4	14.7	16.0	17.3	18.6
100	67.2	73.6	80.0	86.4	92.8

Пример

При переносе барометра с уровня моря на холм давление уменьшилось на 2 мм.рт.ст. Температура комнатная. Какова высота холма?

1 мм.рт.ст = 101,325/760 мм = 0.13332 кПа.

Положим, что давление на уровне моря равно стандартному:

$p=101,325\text{ кПа.}$

Приращение давления:

$\mathrm{\Delta }p=-2\text{ мм.рт.ст.}=-2\cdot 0,13332\text{ кПа/мм.рт.ст}=-0,26664\text{ кПа}.$

Из формулы: $Q=84,7\text{ м/кПа (или 11,29 метра на 1 мм.рт.ст).}$

Изменение высоты (высота холма) $\mathrm{\Delta }h=84,7\cdot 0,26664=22,59\cong 22,6\text{ метра}.$

Разницу можно вычислить также по барометрической формуле

$\mathrm{\Delta }h=18400\cdot (1+a\cdot t)\lg (\frac{p1}{p2})$ (в метрах),

где $t$— средняя температура слоя воздуха между точками измерения в градусах, $a$ — температурный коэффициент объёмного расширения воздуха 0.00366. Или

$18400\cdot (1+0,00366\cdot 20)*\lg (760/(760-2\text{ мм}))=22,60\text{ метра}.$

См. также

• Стандартная атмосфера
• Барометрическая формула

Литература и ссылки

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• [bse.sci-lib.com/article097281.html статья «Барическая ступень» в БСЭ]