多元大氣

假設溫度直減率（γ）不隨高度變化的大氣稱多元大氣（polytropic atmosphere），是套用較為廣泛的典型大氣模式之一。在多元大氣中，氣壓隨高度按指數規律遞減的。實際大氣與多元大氣更為接近。

基本介紹

• 中文名：多元大氣
• 外文名：polytropic atmosphere
• 其他大氣模式：等溫大氣、均勻大氣、標準大氣
• 假定：溫度直減率（γ）不隨高度變化
• 性質：氣壓隨高度也是按指數規律遞減
• 特點：實際大氣與多元大氣更為接近

定義

假設溫度直減率（γ）不隨高度變化的大氣稱多元大氣（polytropic atmosphere），是套用較為廣泛的大氣模式之一。

概念來源

大氣溫度及密度隨高度的分布很複雜，難以函式關係表達，因此對氣壓-高度公式直接求積分幾乎是不可能的。為此，需對密度和溫度的垂直分布作一些假定，討論在這些典型分布下壓強隨高度的變化關係。其中，套用較為廣泛的是標準大氣、等溫大氣、均勻大氣以及多元大氣等大氣模式。

壓高公式

通用壓高方程（1）：

圖1 氣壓隨高度的變化

式中，P1和P2分別是高度Z1和Z2的氣壓值，T為熱力學溫度，R是氣體常數，g是重力加速度。

假設溫度直減率（γ）不隨高度變化，若取海平面的氣溫為T₀，於是任意高度Z 處的氣溫T=T₀-γZ。

令Z₀=0，海平面氣壓為P₀，任意高度Z 上的氣壓為P_z，套用（1）式有

即得到（2）式：

（2）式表示在多元大氣中，氣壓隨高度也是按指數規律遞減的。當γ=0.6℃/100m，T₀=273K，P₀=1000hPa 時，氣壓隨高度降低的情況如圖1中的虛線所示。圖中實線是等溫大氣的情況，其氣壓隨高度的遞減比多元大氣慢一些。實際大氣與多元大氣更為接近。