Atmosfera wzorcowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Ciśnienie i temperatura w atmosferze wzorcowej ISA 1976

Atmosfera wzorcowa, atmosfera standardowa (ang. International Standard Atmosphere, ISA) – pionowy, umowny rozkład ciśnienia, temperatury, gęstości i lepkości kinematycznej powietrza oraz prędkości dźwięku przyjęty za wzorzec międzynarodowy do porównywania wyników badań statków powietrznych i zespołów napędowych przeprowadzanych w różnych warunkach. Parametry atmosfery wzorcowej są obliczane przy założeniu, że atmosfera jest układem statycznym, powietrze jest gazem suchym, a jego skład chemiczny nie zależy od wysokości. Ponadto przyjmuje się stałe wartości graniczne dla wysokości równej poziomowi morza:

  • temperatura:T0 = 288,15 K (15 °C)
  • ciśnienie: p0 = 1013,25 hPa
  • gęstość: ρ0 = 1,2255 kg/m³
  • lepkość kinematyczna: ν0 = 1,461·10−5 m²/s
  • prędkość dźwięku: a0 = 340,3 m/s
  • pionowy gradient temperatury do 11 km wynoszący –6,5 K/km (°C/km), od 11-20 km temperatura jest stała (–56,5 °C), a od 20 do 32 km dodatni gradient wynoszący 1 K/km (°C/km).

Do obliczania parametrów atmosfery wzorcowej do 11 000 m przyjmuje się wzory:

  • temperatura:
  • ciśnienie:
  • gęstość:
  • prędkość dźwięku:

Wiele przyrządów jest skalowanych w oparciu o założenia atmosfery wzorcowej, np. wysokościomierze barometryczne wskazujące wysokość na podstawie ciśnienia statycznego.

Warstwy atmosfery wzorcowej[edytuj]

Model ISA dzieli atmosferę na warstwy według liniowych zmian temperatury z wysokością (stałego gradientu temperatury)[1]. Inne wartości są obliczane z podstawowych stałych fizycznych i relacji między nimi. Standard składa się z tabeli wartości w podstawie warstwy, gradientu temperatury w warstwie[2][3].

Warstwy według ISA Standardowa atmosfera 1976
Warstwa Nazwa
sfery
Geopotencjalna
wysokość podstawy
h (w m)
Wysokość podstawy
geometryczna
z (w m)
Gradient
temperatury
(w °C/km)
Temperatura
podstawy
T (w °C)
Ciśnienie
w podstawie
p (w Pa)
0 troposfera 0,0 0,0 −6,5 15,0 101 325
1 tropopauza 11 000 11 019 +0,0 −56,5 22 632
2 stratosfera 20 000 20 063 +1,0 −56,5 5474,9
3 stratosfera 32 000 32 162 +2,8 −44,5 868,02
4 stratopauza 47 000 47 350 +0,0 −2,5 110,91
5 mezosfera 51 000 51 413 −2,8 −2,5 66,939
6 mezosfera 71 000 71 802 −2,0 −58,5 3,9564
7 mezopauza 84 852 86 000 −86,2 0,3734

Linki zewnętrzne[edytuj]

Przypisy

  1. Gyatt, Graham (2006-01-14): „The Standard Atmosphere”. A mathematical model of the 1976 U.S. Standard Atmosphere.
  2. D.J. Auld, K. Srinivas: Properties of the Atmosphere. 2008. [dostęp 2010-12-11].
  3. G.K. Batchelor, An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge Univ. Press, 1967.