Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Января 2013 в 09:53, лекция
В настоящее время, наряду с фотографическими методами наблюдений ИСЗ, широкое распространение получили лазерные и радиотехнические методы, позволяющие получать дальность и радиальную скорость спутника.
Результаты, полученные с помощью лазера боле точные, чем радиометрические. Однако, важным преимуществом последних является их всепогодность. К тому же точность радиометрических систем непрерывно повышается.
Плотность атмосферы изменяется от 1.22 г/ на уровне моря, до 4.1 г/ на h=10 км до 1.9 на H=30 км, 1.2 на H= 50км, 8.8 = 100км, 8 на h= 300км и 1 г/ на h=1000км. То есть, её изменение идет по экспоненциальному закону.
Значения плотности атмосферы не остаются постоянными на данной высоте.
Так по результатам наблюдений ИСЗ установлено, что максимальные и минимальные значения плотности отмечают явную тенденцию повторяться с интервалом 28 дней. Вероятная причина этого – влияние Солнца: потоки заряженных частиц, выбрасываемых из возмущенных областей Солнца , летят к Земле по радиальной траектории (напоминает струю из вращающегося водяного колеса). Земля, двигаясь по орбите, попадает в такой поток частиц, которые вызывают различные возмущения в атмосфере (м.Бури и др.).
На изменения плотности влияет так же время суток более плотная атмосфера на ночной, не освещенной Солнцем, стороне Земли и менее – на дневной. Атмосфера более плотная зимой или же – летом. (Циклоны, антициклоны)
Давление воздуха.
Собственный вес столба воздуха создает атмосферное давление, которое уменьшается по мере удаления от поверхности Земли. При подъеме на каждые 8 м. атмосферное давление падает на 100 Па = 1 мбар. = 0.75 мм.рт.ст. (0,0938 мм.рт.ст./1м).
Масса столба воздуха в 1 кг давит на 1 земной поверхности и на все предметы на ней на уровне моря с силой 101.3 Па или 760 мм.рт.ст., где 1 мм.рт.ст. = 1.333224 мбар.= 133.32 Па.
Если предположить, что температура воздуха с высотой не меняется, то атмосферное давление уменьшается с высотой по экспоненциальному закону.До высот около 100км. давление (при постоянной температуре рассчитывается по формуле
– атмосферное давление и плотность воздуха на уровне моря (у поверхности Земли) и на высоте (h).
– ускорение с.т. на высоте (h)
e=2.71828
Это барометрическая формула высоты. При точных вычислениях атмосферного давления следует учитывать понижение t воздуха с высотой. Для высот до 11000 м. (тропосфера) следует пользоваться международной формулой
h в км, 288 = 273. +15 ;
101.305кПа и 15 - нормальные среднегодовые значения давления и температуры воздуха на уровне моря.
С высоты давление меняется так (в мм.рт.ст.)
На Hкм = 0 – 760 мм.рт.ст. Hкм=100км – 4.4 мм.рт.ст.
5 – 405
10 – 196
20 – 42
70 – 0.06
Для каждой местности нужно знать нормальное значение атмосферного давления, относительно каждого (по повышению или понижению) судят об изменениях в погоде. Его можно рассчитать по формуле:
Так для местности с = 0.2 км =742.2 мм.рт.ст.
На всю поверхность площадью S= 4 действует сила S. Первоисточник этой силы ускорение силы тяжести ,
6371км , = 760 мм.рт.ст.
По второму закону Ньютона = m , отсюда масса атмосферы
1 мм.рт.ст. = 133.3224 Па = 1.332224 мбар.
1 Па = = =
1 дж =
1 атм = 1.01325 бар = 101,325 кПа
Уравнение состояния воздуха.
а) Для сухого воздуха
M = = 28.964 кг/к
Согласно уравнению Клайперона pv =RT
= при t =0 и p = 1013.250 мбар.(760 мм.рт.ст.)
1.2929 кг/
б) Для влажного воздуха (парообразного)
M = моль
Выражения (14.1) и (14.2) позволяют вычислить плотность влажного воздуха как плотностей , т. е.:
По малости отношение l/p и с учетом v= получим:
p – влажный воздух.
Объединив переменные и в одну, называемую виртуальной температурой, получим:
где – виртуальная температура – это такая температура, при которой сухой воздух будет иметь ту же плотность, что и данный при температуре (Т) и давление (p).