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:

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

где

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

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

Вычисление барической ступени

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

(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 [1]

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:

${\displaystyle p=101,325{\text{ кПа.}}}$

Приращение давления:

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

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

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

Разницу можно вычислить также по барометрической формуле

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

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

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

См. также

• Стандартная атмосфера
• Барометрическая формула

Литература и ссылки

• 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]

Примечания

1. Барическая ступень (детальная таблица)  (неопр.). Дата обращения: 8 февраля 2014. Архивировано 21 февраля 2014 года.