Вопрос 1. Состав и строение атмосферы Земли. Стандартная атмосфера, ее назначение.

Стратификация атмосферы - распределение температуры атмосферно­го воздуха по высоте. В зависимости от стратификации выделяют пять ос­новных слоев и четыре переходных слоя в атмосфере [33].

Основные слои атмосферы : тропосфера(0-11км), стратосфера(11-50), мезосфера50-90), термосфера(90-450) и экзосфера(>450). Переходные слои атмосферы - тропопауза, стратопауза, мезопауза, термопауза. Высоты переходных слоев могут значи­тельно отклоняться от средних значений в зависимости от географической широты и времени года,

В авиации широко используется стандартная атмосфера, которая является моделью реальной атмосферы. Стандартная атмосфера находит применение при расчётах и проектировании воздушных судов, для приведения результа­тов испытаний авиационной техники к одинаковым условиям, для приведе­ния к единообразию в области разработки и калибровки приборов, при обра­ботке данных метеорологических наблюдений, при оценке влияния метеоро­логических величин реальной атмосферы на лётно-эксплуатационные харак­теристики воздушных судов. На использовании стандартной атмосферы ос­нован барометрический метод определения высоты в авиации.

Стандартная атмосфера играет роль эталона, с которым сравнивается фи­зическое состояние реальной атмосферы. Знание характеристик стандартной атмосферы и фактических погодных условий на аэродроме или на эшелоне полёта позволяет авиационному специалисту оценить степень влияния ме­теорологических факторов на полёты воздушных судов.

Вопрос 2. Атмосферное давление, его изменение по высоте.

Давление атмосферного воздуха - сила, с которой атмосферный воздух да­вит на единичную горизонтальную площадку. Давление воздуха на каждом уровне в атмосфере равно весу воздушного столба единичного поперечного сечения высотой от данного уровня до верхней границы атмосферы.

На аэродромных метеорологических станциях в России атмосферное давле­ние определяется в гектопаскалях (гПа) или миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), В международной практике полётов в качестве единиц измерения давления воздуха используются также миллибары (мб) и дюймы ртутного стол­ба. В докумен­тах ИКАО рекомендуется измерять и вычислять давление воздуха в гек­топаскалях.

Вопрос 3. Барометрическая формула Лапласа.

Шкала барометрического высотомера тарируется в термобарокамерах в единицах высоты, являющейся функцией давления, для условий Стандартной атмосферы на основе использования барометрической формулы Лапласа:

Н = 18400*(0 + 0,004г) *lg(р_о/р_н)

Где Н - высота относительно уровня моря, м; t - средняя температура слоя и атмосферы высотой Н, °С; Р_о - давление воздуха на уровне моря, гПа; Р_н -давление воздуха на высоте Н, гПа.

Барометрическая формула Лапласа выводится путём интегрирования основного уравнения статики атмосферы при следующих предположениях:

1) ускорение силы тяжести равно стандартному ускорению силы тяжести;

2) водяной пар в атмосфере отсутствует;

3) вводится понятие средней температуры слоя, толщина которого Я, а атмо­сферное давление на нижней и верхней границах слоя соответственно Р₀ и Р.