離子高度表

高度計或高度表是用於測量物體高於固定水平的儀器。 高度的測量稱為高度表或高度計,這與術語“水深”,水深測量有關。

離子高度表是通過測量大氣層中離子濃度來確定高度的常用航空儀器。

基本介紹

  • 中文名:離子高度表
  • 外文名:Ion altimeter
  • 領域:航空航天
  • 性質:航空儀器
  • 作用:測量高度
  • 原理:測量大氣層離子濃度
大氣層,高度表的形式,

大氣層

大氣層(atmosphere),地質學專業術語,地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。大氣層的成分主要有氮氣,占78.1%;氧氣占20.9%;氬氣占0.93%;還有少量的二氧化碳稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣氙氣氡氣)和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小,越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上,但沒有明顯的界限。整個大氣層隨高度不同表現出不同的特點,分為對流層、平流層、中間層、熱層散逸層,再上面就是星際空間了。
對流層在大氣層的最低層,緊靠地球表面,其厚度大約為10至20千米。對流層的大氣受地球影響較大,雲、霧、雨等現象都發生在這一層內,水蒸氣也幾乎都在這一層記憶體在,還存在大部分的固體雜質。這一層的氣溫隨高度的增加而降低,大約每升高1000米,溫度下降5~6℃;動、植物的生存,人類的絕大部分活動,也在這一層內,因為這一層的空氣對流很明顯,故稱對流層。對流層以上是平流層,大約距地球表面20至50千米。平流層的空氣比較穩定,大氣是平穩流動的,故稱為平流層。在平流層內水蒸氣和塵埃很少,並且在30千米以下是同溫層,其溫度在-55℃左右,溫度基本不變,在30千米至50千米內溫度隨高度增加而略微升高。平流層以上是中間層,大約距地球表面50至85千米,這裡的空氣已經很稀薄,突出的特徵是氣溫隨高度增加而迅速降低,空氣的垂直對流強烈。中間層以上是暖層,大約距地球表面100至800千米,最突出的特徵是當太陽光照射時,太陽光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收,因此溫度升高,故稱暖層。散逸層在暖層之上,為帶電粒子所組成。
大氣層又稱大氣圈,是因重力關係而圍繞著地球的一層混合氣體,是地球最外部的氣體圈層,包圍著海洋和陸地,大氣圈沒有確切的上界,在離地表2000~16000公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子,在地下,土壤和某些岩石中也會有少量氣體,它們也可認為是大氣圈的一個組成部分,地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體,這些混合氣體被稱為空氣,地球大氣圈氣體的總質量約為5.136×10^21克,相當於地球總質量的百萬分之0.86,由於地心引力作用,幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度範圍內,其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對流層範圍內,根據大氣溫度垂直分布和運動特徵,在對流層之上還可分為平流層、中氣層、增溫層等。大氣層保護地表避免太陽輻射直接照射,尤其是紫外線;也可以減少一天當中極端溫差的出現。
除此之外,還有兩個特殊的層,即臭氧層電離層臭氧層距地面20至30千米,實際介於對流層和平流層之間。這一層主要是由於氧分子受太陽光的紫外線的光化作用造成的,使氧分子變成了臭氧。電離層很厚,大約距地球表面80千米以上。電離層是高空中的氣體,被太陽光的紫外線照射,電離層由帶電荷的正離子負離子及部分自由電子形成的。電離層對電磁波影響很大,我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點,來實現電磁波的遠距離通訊。
地球引力作用下,大量氣體聚集在地球周圍,形成數千公里的大氣層。氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍發現有稀薄大氣,有人認為,大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。據科學家估算,大氣質量約6000萬億噸,差不多占地球總質量的百萬分之一。大氣體積成分:氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外還有水汽、塵埃、氣溶膠及大粒度懸浮顆粒。由於地磁場的保護作用,使得大氣層在太陽風及宇宙高能射線流的刮蝕作用下得以保存。
自然狀態下,大氣是由混合氣體、水汽和雜質組成。除去水汽和雜質的空氣稱為乾潔空氣。 乾潔空氣的主要成分為78.09%的氮,20.94%的氧,0.93%的氬。這三種氣體占總量的99.96%,其它各項氣體含量計不到0.1%,這些微量氣體包括氖、、氪、氙等稀有氣體 。在近地層大氣中上述氣體的含量幾乎可認為是不變化的,稱為恆定組分

高度表的形式

海壓(QNH),場壓(QFE)和標準高度表設定(QNE)。海壓(QNH)是“使高度表指示飛機距平均海平面之高度的高度設定”(民用航空詞典1-119)。場壓(QFE)是“使高度表指示飛機距機場標高之高度的高度設定”(同上)。標準高度表設定(QNE)是指“29.92英寸汞柱,1013.2百帕斯卡,或1013.2毫巴的高度表設定”(同上)。
我國民航界關於飛機高度表設定的規定目前並不統一,但在絕大多數機場還是規定以使用場壓(QFE)為主。因歷史、地理或管理體制等方面的原因,在香港、澳門、深圳、珠海、昆明、拉薩、邦達等機場起降的飛機,其高度表的設定與歐美國家和地區近似,即在過渡高度和過渡高度層以下使用海壓(QNH),在過渡高度和過渡高度層以上使用標準高度表設定(QNE)。在其他絕大多數機場起降的飛機,其高度表的設定基本上都是在過渡高度和過渡高度層之下使用場壓(QFE),在過渡高度和過渡高度層之上使用標準高度表設定(QNE)。在過渡高度和過渡高度層的規定上每個機場都因實際情況而不盡相同。

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