標準大氣

標準大氣

標準大氣(standard atmosphere),又稱“參考大氣 (reference atmosphere)”。能夠反映某地區(如中緯度)垂直方向上氣溫、氣壓、濕度等近似平均分布的一種模式大氣。它能粗略地反映中緯度地區大氣多年年平均狀況,並得到一國或國際組織承認。

基本介紹

  • 中文名:標準大氣
  • 外文名:standard atmosphere
  • 別稱:參考大氣 
  • 英文名:reference atmosphere
原理,國內,參考大氣,國際提案,

原理

假定大氣是靜止的、乾潔的理想氣體,在給定海平面氣溫、氣壓、密度以及溫度隨高度變化的廓線的條件下,由流體靜力學方程和氣體狀態方程計算得到各高度的溫度、氣壓和密度的數據。另外,在標準大氣中還對各高度上大氣的成分、標高、重力加速度、空氣質點數密度、質點平均速度平均碰撞頻率平均自由程平均分子量音速粘滯係數熱傳導率等有所規定。它可作為壓力測高表校準、航空器性能計算、飛機和火箭設計、彈道查算表和氣象圖表製作的依據。
中國國家標準規定的標準大氣壓, 採用海平面溫度為15℃,氣壓為1013.25百帕,密度為1.2250千克/米3;在11千米以下,高度每增高100米,溫度降低0.65℃;在11~20千米,溫度保持-56.5℃。這樣規定的標準大氣壓,與中國中緯度(北緯45°)實際大氣十分接近。
大氣測量大氣測量

國內

鑒於多年來中國尚無統一的大氣標準,而USSA-1976是一個較為成熟的大氣模式,其50公里以下已為ISO選用,且同ICAO和WMO標準大氣的相應部分也一致,其30公里以下同中國中緯度(45°N)實際大氣又十分接近,故中國國家標準總局已將USSA-1976的30公里以下部分選作中國的國家標準(GB1920-80),自1980年5月1日起實施。當然,在考慮具體問題時,仍應注意緯度和季節對實際大氣的影響。

參考大氣

鉛直方向溫度、氣壓和密度按一種假定的規律分布的模式大氣。它能粗略反映中緯度地區多年的大氣年平均狀況,並得到一國或國際組織所承認。一種標準大氣,除相隔多年發現和實際情況相差較大應做修正外,不許經常變動。如果同時考慮大氣參數隨緯度和季節等變化而擬訂的大氣模式,則稱為參考大氣或標準大氣補充。

國際提案

1919年A.圖森提出了第一個國際標準大氣提案。該模式採用的海平面溫度為15℃;在11公里以下,高度每增加100米,溫度降低0.65℃;在11~20公里範圍內,溫度保持-56.6℃。這個標準,在1920年被作為制定早期航空標準大氣的基礎,1922年被歐洲很多國家所採用。該模式給定的對流層中溫度的分布,仍為現代各標準大氣所採用。多年來,國際上曾出現過多種大氣模式,其中除了有美、蘇等國編制的標準大氣外,還有為國際標準化組織(ISO)、世界氣象組織(WMO)、國際民用航空組織(ICAO)和空間研究委員會(COSPAR)等所採用的標準大氣或參考大氣,在國際上影響較大的是1962年和1976年的美國標準大氣。
1962年美國標準大氣(USSA-1962)是由美國標準大氣推廣委員會(COESA)提出的,它能反映太陽黑子數從最小值到最大值期間,中緯度地區在-5~700公里高度範圍的大氣全年平均狀況。1964年國際民用航空組織就採用它作為32公里以下大氣的國際標準,1973年也採用它作為50公里以下大氣的國際標準。ICAO和WMO參加了ISO的有關標準大氣的全部起草過程,這一標準在當時為美、蘇、英、法、日等20個成員國所贊成,並取得了國際上的廣泛承認。以後,從火箭和衛星探測的豐富資料中人們發現,1962年美國標準大氣規定的密度,在70~80公里範圍內,約偏大10%,在90公里附近,約偏小10%;所規定的外逸層溫度,偏高500K。因此,COESA對USSA-1962進行了修訂,編制出1976年美國標準大氣。它能代表中等太陽活動期間,中緯度地區由地面到1000公里的理想靜態大氣的平均結構。這個標準在位勢高度51公里以下和USSA-1962完全相同,50~80公里與ISO的暫用國際標準一致。COESA工作組認為,USSA-1976是表示大氣平均狀況的最佳模式。

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