Atmosferski tlak

Standardni atmosferski tlak se definira kao srednji tlak na morskoj razini i on iznosi jednu standardnu atmosferu (simbol:atm). Standardna atmosfera je jednaka 101 325 Paskala, ili 760 mm Hg. U Anglosaksonskim mjerama jedna atmosfera je jednaka 29,92 in Hg ili 14,7 psi.

Jedna atmosfera odgovara stupcu vode od 10,3 m, što je ujedno najveća teoretska usisna visina sisaljki.

Od 1999. dogovoreno je da se standardna atmosfera definira na točno 100 000 Pa ili 750,01 mm Hg.

 

Srednji tlak na razini mora je tlak na razini mora ili ,ako je mjeren na nekoj nadmorskoj visini, pretvoren u tlak na morskoj razini podrazumjevajući da se radi o izotermičnom sloju na području mjerenja.

To je tlak koji se uobičajeno daje u prognozi vremena na radiju, televiziji i drugim medijima. Kućni barometri su podešeni da mjere tlak pretvoren u tlak na nivou mora, a ne stvarni lokalni atmosferski tlak.

Usklađivanje tlaka na morsku razinu znači da je područje izražavanja vrijednosti jednako posvuda, te da vrijednosti neće varirati ovisno o području mjerenja. To omogućuje jednostavniju usporedbu izmjerenih vrijednosti.

Usklađivanje tlaka pomoću visinomjera u zrakoplovstvu je još jedan primjer. Podešenja visinomjera može biti izvedeno na dva načina:

- podešenje tako da visinomjer očitava vrijednost apsolutne nadmorske visine piste (engleska kratica QNH)

- podešenje tako da visinomjer očitava vrijednost nadmorske vrijednosti piste kao početnu ili nultu (engleska kratica QFE)

Najveći atmosferski tlak, pretvoren u tlak na morskoj razini je izmjeren u Sibiru, te iznosi 1032,0 mbar. Najniži tlakovi se mjere u središtima tropskih oluja (hurrican-a, taifun-a).

 

Atmosferski tlak se mjenja počevši od razine mora pa sve do mezosfere. Iako se atmosferski tlak mijenja ovisno o vremenu, NASA je izračunala srednje vrijednosti atmosferskog tlaka na Zemlji, za cijelu godinu. Slijedeća tablica prikazuje na kojim visinama se može naći pojedini atmosferski tlak.

Postoje dva različita načina za izračunati atmosferski tlak na raznim visinama ispod 86 km (ili 278 400 stopa). Prva formula se upotrebljava kada standardni pad temperature nije jednak nuli, a druga formula kada je jednak nuli.

Prva formula:

${\displaystyle {P}=P_{b}\cdot \left[{\frac {T_{b}}{T_{b}+L_{b}\cdot (h-h_{b})}}\right]^{\frac {g_{0}\cdot M}{R^{*}\cdot L_{b}}}}$ 

Druga formula:

${\displaystyle {P}=P_{b}\cdot \exp \left[{\frac {-g_{0}\cdot M\cdot (h-h_{b})}{R^{*}\cdot T_{b}}}\right]}$ 

gdje su:

${\displaystyle P}$  = statični tlak (paskala)

${\displaystyle T}$  = standardna temperatura (kelvina)

${\displaystyle L}$  = stopa opadanja standardne temperature (kelvina po m)

${\displaystyle h}$  = visina nad morem (metara)

${\displaystyle R^{*}}$  = opća plinska konstanta: 8,31432×10³ N·m / (kmol·K)

${\displaystyle g_{0}}$  = sila gravitacije(9,80665 m/s²)

${\displaystyle M}$  = molarna masa zraka na Zemlji (28,9644 g/mol)

Isto možemo izraziti i u Anglosaksonskim mjerama:

${\displaystyle P}$  = statični tlak palaca stupca žive)

${\displaystyle T}$  = standardna temperatura (kelvina)

${\displaystyle L}$  = stopa opadanja standardne temperature (kelvina po stopi)

${\displaystyle h}$  = visina nad morem (stopa)

${\displaystyle R^{*}}$  = opća plinska konstanta: (s upotrebom stopa, kelvina, grama i mola: 8,9494596×10⁴ kg·kvadratna stopa·s^-2·K^-1·kmol^-1)

${\displaystyle g_{0}}$  = sila gravitacije(32,17405 stopa/s²)

${\displaystyle M}$  = molarna masa zraka na Zemlji (28,9644 g/mol)

Vrijednost indeksa b se kreće od 0 do 6, prema sedam nivoa atmosfere, kao što je prikazano na donjoj tablici. Kod tih izraza g₀, M i R^* su jednoznačne, a P, L, T, i h promjenjive veličine.

Treba odrediti atmosferski tlak P na visini h=30.000 metara.

Prvo uzimamo u obzir da je po gornjoj tablici 30.000 u dijelu između h₂=20000 m i h₂=32.000 m, te stoga indeks b poprima vrijednost 2. Također, stopa opadanja standardne temperature nije jednaka nuli, te treba primjeniti prvu jednadžbu.

${\displaystyle {P}=P_{2}\cdot \left[{\frac {T_{2}}{T_{2}+L_{b}\cdot (h-h_{2})}}\right]^{\frac {g_{0}\cdot M}{R^{*}\cdot L_{2}}}}$ 

ili

${\displaystyle {P}=5474,89\cdot \left[{\frac {216,65}{216,65+0,001\cdot (30.000-20.000)}}\right]^{\frac {9,80665\cdot 28,9644}{8314,32\cdot 0,001}}}$ 

${\displaystyle {P}=5474,89\cdot \left[{\frac {216,65}{226,65}}\right]^{34,163195}}$ 

${\displaystyle {P}=5474,89\cdot 0,214044}$ 

${\displaystyle {P}\ =1171,867}$  paskala na 30.000 metara

 

Atmosferski tlak se znatno mijenja na Zemlji, a te promjene su vrlo bitne u proučavanju vremena i klime.

Najveći zabilježeni atmosferski tlak na Zemlji od 108,6 kPa (1086 mbar ili 32,06 palaca žive), dogodio se u Mongoliji, u mjestu Tosontsengel, Khövsgöl 19. prosinca 2001.

Najniži zabilježeni tlak (koji nije vezan uz pojavu tornada), od 87,0 kPa (870 mbar ili 25,69 palaca žive), dogodio se u zapadnom dijelu Tihog oceana tijekom uragana Tipa 12. listopada 1979.. Za Atlanski ocean ta je vrijednost 88,2 kPa (882 mbar ili 26,04 palaca žive) izmjerena tijekom uragana Wilme 19. listopada 2005.

Atmosferski tlak pokazuje dva put dnevnu promjenu uzrokovanu globalnim atmosferskim promjenama. Ovaj efekt je najprimjetniji u tropskom pojasu, s promjenama od nekoliko hPa, dok je u polarnim područjima skoro 0. Grafikon na početku stranice prikazuje ove promjene u sjevernoj Europi.

• Atmosfera
• Nadmorska visina
• Visinomjer
• Barometar

 

Atmosferski tlak na Wikimedijinoj ostavi

• (en) NASA page on the 1976 Standard Atmosphere Arhivirano 2006-05-13 na Wayback Machine-u
• (en) Source code and equations for the 1976 Standard Atmosphere Arhivirano 2005-11-25 na Wayback Machine-u
• (en) A mathematical model of the 1976 U.S. Standard Atmosphere Arhivirano 2007-03-10 na Wayback Machine-u
• (en) Calculator using multiple units and properties for the 1976 Standard Atmosphere