均質大氣

假設密度不隨高度變化的一種虛擬的大氣。

基本介紹

• 中文名：均質大氣
• 外文名：Homogeneous atmosphere
• 相關術語：均質大氣高度，大氣標高
• 學科分支：大氣物理學

描述

大氣溫度和密度隨高度的分布是相當複雜的，為了研究方便，常對大氣溫度和密度的垂直分布進行一些假設。均質大氣就是一種假設的大氣模式，假設大氣密度在整個大氣層都保持其海平面值，而壓強隨高度線性減小，且減小較快。由於假設了密度不變，因此只需要考慮壓強和溫度的垂直變化情況，在處理某些理論問題時具有一定的意義。

均質大氣高度

該參數在大氣動力學和大氣光學中多有套用。由於假設大氣柱中的空氣為均勻分布且密度為常數，則此時大氣壓強隨高度線性遞減，當壓強較小為0時的高度，即為均質大氣高度。

若大氣為乾潔空氣，組成不變，分布均勻時，地面氣壓P為空氣密度ρ₀、重力加速度g及氣柱高度h三者的乘積，即

因為氣柱內空氣密度ρ₀為常數，則P亦為常數。此時氣柱高度為

或

R為氣體常數。取g為緯度45°處的海平面重力加速度，T₀為絕對溫度273開爾文，則可算得均質大氣高度h=7991米。

均質大氣垂直減溫率

均質大氣的密度不變，但溫度隨高度減小。根據靜力學方程和狀態方程可證明得到均質大氣的垂直減溫率Γ=34.2 開爾文/千米。當大氣垂直減溫率超過這個值，則空氣密度會發生改變，大氣會發生對流，因此將該值稱為自動對流減溫率。在均質大氣層頂，溫度為0開爾文，即分子運動停止，這是一種極限的情況，證明均質大氣是一種假設的大氣模式。