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.

ПрименениеПравить

Имеет место формула, являющаяся линеаризацией барометрической формулы Бабине:

$\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}h=-<!--\; -\; -->Q(p,T)\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}p,$$\Delta h=-Q(p,T)\,\Delta p,$ 

где

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

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

Вычисление барической ступениПравить

$Q(p,T)=\frac{8000}{p}(1+\mathrm{0,003}66T)$$Q(p,T)={\frac {8000}{p}}(1+0{,}00366\,T)$ 

(смысл и размерности величин см выше).

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

ПримерПравить

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.}$$p=101,325{\text{ кПа.}}$ 

Приращение давления:

$\mathrm{\Delta <!--\; \Delta \; -->}p=-<!--\; -\; -->2\text{ мм.рт.ст.}=-<!--\; -\; -->2\cdot <!--\; \cdot \; -->0,13332\text{ кПа/мм.рт.ст}=-<!--\; -\; -->0,26664\text{ кПа}.$$\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).}$$Q=84,7{\text{ м/кПа (или 11,29 метра на 1 мм.рт.ст).}}$ 

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

Разницу можно вычислить также по барометрической формуле

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

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

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

См. такжеПравить

• Стандартная атмосфера
• Барометрическая формула

Литература и ссылкиПравить

• Приходько М. Г. Справочник инженера-синоптика. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986. — С. 16. — 328 с.
• Хромов С. П. Метеорология и климатология для географических факультетов. — Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1964. — С. 69. — 500 с.
• [bse.sci-lib.com/article097281.html статья «Барическая ступень» в БСЭ]