一個地方氣壓值經常有變化,其上空大氣柱中空氣質量的多少,大氣柱厚度和密度改變的反映:大氣柱厚度和密度與空氣質量應該是成正比關系
(一) 任何地方的氣壓值總是隨著海拔高度的增加而遞減。
據(jù)實測,在地面層中,高度每升100m,氣壓平均降低12.7hPa,在高層則小于此數(shù)值。
確定空氣密度大小與氣壓隨高度變化的定量關系,一般是應用靜力學方程和壓高方程。
1、靜力學方程
假使大氣相對于地面處于靜止狀態(tài),則某一點的氣壓值等于該點單位面積上所承受空氣柱的重量。
公式是:h≈8000(1+t/273)/P(m/hPa)
其中h是氣壓高度差,t是攝氏溫標,P是氣壓
從公式可以看出
①在同一氣壓下,氣柱的溫度越高,密度越小,氣壓隨高度遞減越慢,單位氣壓高度差越大。
②在同一溫度下,氣壓值越大的地方,空氣密度越大,氣壓隨高度遞減越快,單位高度差越小。
通常,大氣處于靜力平衡狀態(tài),當氣層不太厚和要求精度不太高時,這公式可粗略估算氣壓與高度的定量關系。如果研究的氣層高度變化范圍很大,氣柱中上下層溫度、密度變化顯著時,該公式就不適合用了,這時候可以用壓高方程。
2、壓高方程
為了精確地獲得氣壓與高度的對應關系,通常將靜力學方程從氣層底部到頂部進行積分,即得出壓高方程,然后再將之替換簡化為:
Z2-Z1=18400(1+t/273)log( P1/P2) 式中P1、P2分別是高度Z2、Z1的氣壓值,t是攝氏溫標
從公式可以看出
①氣壓隨高度增加按指數(shù)規(guī)律遞減
②高度越高,氣壓減小得越慢
這公式是將大氣當成干空氣處理的,但當空氣中水汽含量較多時,就必須用虛溫代替式中的氣溫。
(二)大氣密度與海拔高度和溫度間的換算
1:大氣壓、空氣密度、濕度與海拔高度的關系。
從表中可以看出:空氣溫度在一般情況下,海拔高度每升高1 000 m,最高溫度會降低5 ℃,平均溫度也會降低5 ℃。
(三)海拔高度和發(fā)電機功率的關系
由于海拔高度超過1000米后,空氣會變得稀薄,而發(fā)電機是靠風扇進行空氣冷卻的,故發(fā)電機的冷卻效果將會變差,所以對超過1000米的海拔高度要求
發(fā)電機降功率使用,以避免發(fā)電機過熱。但這并不表示海拔低于1000米時,發(fā)電機功率可以增加。對超過1000米時,發(fā)電機的實際輸出功率應乘以以下修正系數(shù):
1500 0.97
2000 0.94
2500 0.91
3000 0.85
3500 0.82