大氣標高（scale height）是指氣壓、密度隨高度的變化趨勢。對流層中氣壓標高與密度標高近似相等。
基本介紹
- 中文名：大氣標高
- 外文名：scale height
- 因素：高度增加
- 定義：氣壓、密度隨高度的變化趨勢
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簡介
大氣標高（scale height）是指氣壓、密度隨高度的變化趨勢。分為氣壓標高和密度標高。氣壓標高是指隨高度增加，氣壓減小到起始高度氣壓的1/e時的高度增量（e=2.718）。對流層中氣壓標高與密度標高近似相等。
密度標高
密度標高公式
表征太陽大氣密度隨著高度增加而減小的速率的量，簡稱為標高，以H表示，其確切定義是：在引力場中,處於流體靜力平衡的等溫大氣中,氣體粒子數密度N隨高度 h的分布符合氣壓定律,高度每升高一個“標高”H，數密度就減小為原來的e分之一(e=2.718)即N=常數×e。
密度標高的表達式為：H=kT/μm
k為玻耳茲曼常數，T為氣體溫度，m為氫原子質量，為太陽表面的重力加速度；μ為氣體平均分子量，它同大氣的化學成分和電離狀態有關。
密度標高測定
用衛星阻力資料反測密度標高，其方法通常是通過一顆衛星近地點高度和軌道周期的變化來測定，這種方法除了有很高的定軌精度（特別是近地面高度的測定精度）外，還需要有較大的近地點高度變化率，因此一般用衛星隕落期的照相和雷達的觀測資料綜合處理來反測密度高度。為了充分利用目視測觀資料，擴大密度標高的研究範圍，故引用兩顆（或多顆）衛星近地點高度差的變化來反測密度標高的方法。
當衛星發射時，往往有兩個目標同時進入軌道，這兩個目標有可能是一箭多星的衛星本體，或是衛星本體及末級運載火箭。在多數情況下，入軌初期這兩個目標具體相近的近地點高度和經緯度。對近地衛星而言，它們同時受大氣阻力效應，軌道周期的收縮依賴於各自的面積質量比和近地點附近的大氣密度。如果兩個目標的近地點高度相同，則軌道周期變化的比值等於面積質量比的比值，而這個比值在衛星面積質量比不變的情況下是常數。
具體面積質量比大的目標受到大氣阻力大，軌道收縮快，在以後一個持續的時間裡，這個目標的近地點高度就比另一個目標下降的快，通過觀測可以得到兩個目標的平運動變化率n及近地點的地面高度z，不同高度間的密度可以通過標高聯繫起來。因此利用兩顆衛星的近地點的高度差h的變化可以用來估算大氣密度標高。
氣壓標高
氣壓隨高度的變化趨勢，隨高度增加，氣壓減小到起始高度氣壓的1/e時的高度增量（e=2.718）。
（1）氣壓標高公式：Hp= -（dlnp/dz）-1
（2）90km以下的勻和層氣壓標高計算公式：
計算公式為：Hg=RdTv/g
（註：此公式僅適用於90km以下的勻和層，對100kmn以上的非勻和層並不適用）
（3）100kmn以上的非勻和層氣壓標高計算公式：Hpi=R*Tv / Mig
不同類型大氣標高
等溫大氣標高
Tv不隨著高度變化，故Hp也不隨著高度變化；對於等溫大氣，Hp在數量上等於氣壓減小到起始氣壓的1/e所需要的高度增量。
等溫大氣的壓強和密度隨高度增加而呈指數下降，且壓強標高和密度標高相等，等溫大氣沒有上界。
若氣層虛高為273K，則大氣低層氣壓標高Hp=7990m，實際大氣的氣壓和密度大約在8km處分別等於地面氣壓和密度的1/e。
太陽大氣標高
在太陽大氣的光球上層，標高約115公里;在色球中層,標高約330公里;在色球上層,標高增加到1,100公里左右；在日冕區域中,標高達50,000公里以上。這反映了太陽大氣各層溫度的巨大變異。
實際上,太陽大氣並不處於流體靜力學平衡狀態,而是到處存在著湍流。太陽大氣中的湍流使得標高增大。標高增大量H正比於湍流速度的平方。湍流速度為每秒3公里時，H為11公里；湍流速度為每秒10公里時,H便為121公里。在色球低層,湍流速度約為每秒2公里,而在色球中層,湍流速度可達每秒10公里左右,即H/H≈0.37,可見湍流對標高H的影響很大。 標高不僅套用於太陽大氣，也套用於一般恆星大氣。它也可用來表示氣體的其他一些物理量，如氣體壓力、輻射等隨高度的變化。與密度標高類似，分別設壓力標高、輻射標高等。
實際上,太陽大氣並不處於流體靜力學平衡狀態,而是到處存在著湍流。太陽大氣中的湍流使得標高增大。標高增大量H正比於湍流速度的平方。湍流速度為每秒3公里時，H為11公里；湍流速度為每秒10公里時,H便為121公里。在色球低層,湍流速度約為每秒2公里,而在色球中層,湍流速度可達每秒10公里左右,即H/H≈0.37,可見湍流對標高H的影響很大。 標高不僅套用於太陽大氣，也套用於一般恆星大氣。它也可用來表示氣體的其他一些物理量，如氣體壓力、輻射等隨高度的變化。與密度標高類似，分別設壓力標高、輻射標高等。
