Атмосферное давление

 

Министерство образования и науки

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Институт военно-технического образования и безопасности

Кафедра «Защита в чрезвычайных ситуациях»









Контрольная работа

по дисциплине: «Климатология и метеорология»

«Атмосферное давление»




Выполнил

Ефимова М.А.






Екатеринбург

Содержание


1.Атмосфера

2.Атмосферное давление

.История

.Вес и давление воздуха

.Единицы измерения давления воздуха

.Стандартное давление

.Плотность воздуха

.Изменение давления воздуха и его плотности с высотой

.Барическая ступень

.Барический градиент

.Барометрическая формула Лапласа

.Изменчивость давления и его влияние на погоду

.Приведение давления к уровню моря

.Приборы для измерения атмосферного давления

Список используемой литературы


1. Атмосфера


Атмосфера - это газовая оболочка Земли с содержащимися в ней аэрозольными частицами. Атмосфера состоит из смеси газов, называемой воздухом. Кроме N2 (~78 %), O2 (~21 %) и Ar (~1 %) воздух содержит 0,03 % СО2 и очень мало остальных газов. Воздух, как известно, сжимаем, поэтому его плотность в нижних слоях атмосферы максимальна и убывает с высотой, постепенно сходя на нет(переходит в космическое пространство) без резкой границы:

50 % всей атмосферы сосредоточено в нижних 5 км;

75 % всей атмосферы сосредоточено в нижних 10 км;

90 % всей атмосферы сосредоточено в нижних 20 км.

Но присутствие воздуха обнаруживается до очень больших высот.


. Атмосферное давление


Атмосфемрное давлемние - давление <#"justify">. История


Наличие атмосферного давления привело людей в замешательство в 1638 году, когда не удалась затея герцога <#"justify">. Стандартное давление


В химии стандартным атмосферным давлением с 1982 года по рекомендации IUPAC считается давление, равное 100 кПа <#"justify">? =P/R*T.


Плотность влажного воздуха описывается уравнением состояния сухого воздуха, но с заменой истинной температуры на виртуальную - температуру, равную Т(1+0,378 e/p).


. Изменение давления воздуха и его плотности с высотой


Ссылаясь на опыты с торичеллиевой трубкой, мы выяснили, что давление воздуха с высотой уменьшается, так как с поднятием вверх слой воздуха становится более тонким и, следовательно, давление, которое он оказывает, будет меньше. Математические расчеты и непосредственные наблюдения показывают, что с поднятием вверх давление уменьшается очень быстро. Так, например, если у поверхности земли давление воздуха равно 760 мм, то на высоте 5,5 км оно составляет только 380 мм, на высоте 11 км - 190 мм и т. д. Быстрое уменьшение давления с высотой объясняется тем, что плотность воздуха на различных высотах неодинакова. Нижние слои атмосферы, на которые давит вся толща вышележащего воздуха, находятся как бы под прессом, поэтому они намного плотнее и, следовательно, тяжелее верхних. Нижние слои атмосферы, прилегающие к земной поверхности, находятся под наибольшим давлением. С увеличением высоты давление убывает, а потому и плотность воздуха также снижается: так, если у земной поверхности плотность воздуха с в среднем равна 1,258 кг/м 3, то на высотах:

Н = 5 км с = 0,735 кг/м 3;

Н = 10 км с = 0,41 кг/м 3;

Н = 20 км с = 0,087 кг/м 3.

Уменьшение плотности воздуха с высотой происходит не так быстро, как уменьшение давления. С увеличением высоты снижается температура воздуха, а это значит, что этот фактор направлен на увеличение плотности. Более того, в зависимости от температуры воздуха его плотность на каком-то диапазоне высот может не меняться, и даже увеличивается по сравнению с нижележащими слоями. Закономерность уменьшения давления довольно сложная и неопределенная, зависящая от сложной картины плотности воздуха. Для характеристики изменения давления применяют термин барическая ступень.


. Барическая ступень


Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль) <#"66" src="doc_zip1.jpg" />


Барометрическая формула Лапласа. помощью этой формулы решают следующие задачи:

барометрическое нивелирование (разность высот двух пунктов);

распределение давления по высоте;

приведение давления к значению на уровне моря;

определение средней температуры слоя воздуха по известной разности высот и давлений на этих уровнях.


. Изменчивость атмосферного давления и его влияние на погоду


Атмосферное давление является очень изменчивым метеорологическим элементом. Повышение и понижение давления как будто не подчиняются никакой видимой закономерности. Иногда давление меняется очень быстро во времени, иногда долго остается постоянным. На земной поверхности атмосферное давление изменяется от места к месту и во времени. Особенно важны определяющие погоду <#"justify">. Приведение давления к уровню моря


Приведение давления к уровню моря производится на всех метеостанциях, посылающих синоптические телеграммы. Так как большинство станций расположено выше уровня моря, то численное значение давления, измеренного на этих станциях, при приведении его к уровню моря увеличивается на вес столба воздуха, высота которого равна высоте станции над уровнем моря. Приведение давления к уровню моря делают во всех случаях, когда необходимо сравнить между собой данные наблюдений над давлением воздуха, полученные на станциях, расположенных на разной высоте. Поскольку в целях прогноза погоды используется именно «приведенное» давление, то в посылаемые станциями синоптические телеграммы включаются сведения об измеренном давлении только после приведения его к уровню моря.

Приведение давления на станциях производится с помощью готовых таблиц, составленных по барометрической формуле для разных значений давления и температуры. Очевидно, что на станциях, расположенных на разной высоте над уровнем моря, нельзя пользоваться одинаковыми таблицами.

Чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, на синоптические карты наносится давление, приведённое к единой эталонной отметке - уровню моря. При приведении давления к уровню моря используют сокращенную формулу Лапласа: z2-z1=18400(1+лt)lg(p1/p2). То есть, зная давление и температуру на уровне z2, можно найти давление (p1) на уровне моря (z1=0).

Вычисление давления на высоте h по давлению на уровне моря Po и температуре воздуха T:

= Poe-Mgh/RT


где Po - давление Па на уровне моря [Па]; - молярная масса сухого воздуха 0,029 [кг/моль]; - ускорение свободного падения 9,81 [м/сІ]; - универсальная газовая постоянная 8,31 [Дж/моль К]; - абсолютная температура воздуха [К],

= t + 273,


где t - температура в °C; - высота [м].

На небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается.


. Приборы для измерения атмосферного давления


Определяют барометрическое давление с помощью ртутных и металлических барометров.

Ртутный чашечный барометр. Чашечный барометр представляет собой вертикальную стеклянную трубку, наполненную ртутью. Верхний конец трубки запаян, а нижний погружен в чашку с ртутью. Воздух давит на поверхность ртути в чашке, поэтому часть ртути входит в трубку. Колебания давления воздуха отражаются на высоте столбика ртути. Верхнюю границу ртути определяют при помощи барометрической шкалы, нанесенной в пределах прореза на оправе, и нониуса. Нониус представляет собой металлическую пластинку со шкалой, позволяющей измерить давление с точностью до десятых долей миллиметра.

Барометр - анероид метеорологический (БАММ-1) предназначен для измерения атмосферного давления в наземных условиях при температуре от нуля до 400 С и относительной влажности до 80%. Прибор представляет собой металлическую гофрированную коробку, из которой выкачан воздух. При увеличении атмосферного давления стенки анероидной коробки прогибаются внутрь, а при уменьшении выпрямляются. С помощью системы рычажков эти колебания передаются стрелке, которая движется по циферблату. Шкала барометра - анероида градуирована в кПа. На циферблате барометра имеется ртутный термометр, по которому отсчитывают температуру для определения температурной поправки.

Барограф М-22 предназначен для непрерывной регистрации атмосферного давления. Барограф изготавливается двух типов: суточный М-22с с продолжительностью одного оборота барабана 26ч. И недельный М-22н с продолжительностью одного оборота барабана 176ч. Регистрация атмосферного давления производится на специальной ленте. Прибор состоит из чувствительного элемента - блока анероидных коробок, температурного компенсатора, передаточного механизма, регистрирующей части и корпуса.

Действие барографа основано на свойстве анероидных коробок деформироваться при изменении атмосферного давления. Суммарная деформация блока анероидных коробок через передаточный механизм передается стрелке с пером. Перо производит запись изменений атмосферного давления на диаграммной ленте, закрепленной на барабане, вращаемом часовым механизмом. Влияние температуры окружающего воздуха на величину деформации анероидных коробок компенсируется изгибом биметаллической пластинки термокомпенсатора. Диаграммная лента разделена по вертикали горизонтальными параллельными линиями с ценой деления 1 мбар, а по горизонтали - вертикальными дугообразными линиями с ценой деления 15 мин. для суточного барографа и 2ч. для недельного. Барограф устанавливают на прочной подставке вдали от источников тепловой радиации, рядом помещают контрольный ртутный барометр, по которому периодически производят сверку. Прибор имеет приспособление, позволяющее наносить пером на диаграммной ленте отметки времени в нужный момент.

атмосфера давление воздух барометрический

Литература


1.Сидоров В.В. Метеорология и климатология: учебное пособие / Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. 146 с.

2.Приходько М.Г. Справочник инженера-синоптика. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - С. 16. - 328 с.

.Хромов С.П. Метеорология и климатология. - Л.: Гидрометеорологическое изд-во, 1964. - С. 69. - 500 с.

4.Атмосфера давления <http://ru.wikisource.org/wiki/%D0%AD%D0%A1%D0%91%D0%95/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B0_%D0%B4%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F> // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BD%D1%86%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%BE%D0%BF%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D1%81%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D1%80%D1%8C_%D0%91%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B3%D0%B0%D1%83%D0%B7%D0%B0_%D0%B8_%D0%95%D1%84%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B0>: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб., 1890-1907.

.Куцкая Н.Б. Метеорология и климатология. - Л.: Рубежное. РФ ВНУ, 2002. - с. 167


Министерство образования и науки Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский феде

Больше работ по теме:

Вентиляция помещений морских судов
Контрольная работа
Визуализация звуковых волн
Контрольная работа
Внутренняя проводка
Контрольная работа
Возбуждение синхронных генераторов
Контрольная работа
Выбор двигателя для САУ
Контрольная работа

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ