Калькулятор барометрической высоты
Укажите показание барометра и давление, принятое за начало отсчёта (на уровне моря), — и калькулятор определит соответствующую барометрическую высоту в футах, метрах и эшелонах по международной стандартной атмосфере.
Определение высоты по показанию барометра
Формула барометрической высоты
Где:
- \(h\) — барометрическая высота (м)
- \(p\) — измеренное атмосферное давление (давление на станции)
- \(p_0\) — давление на уровне моря, принятое за начало отсчёта (1013,25 гПа / 29,92 inHg для стандартной атмосферы)
По сути, это обратная задача к барометрической формуле международной стандартной атмосферы (МСА): значение давления переводится в высоту, на которой такое давление встретилось бы в МСА. Формула справедлива для тропосферы (ниже 11 км). Выше тропопаузы калькулятор переходит к изотермическому слою стратосферы с температурой −56,5 °C:
\[ h = 11000 + 6341.62 \times \ln\!\left( \frac{226.32}{p} \right) \quad \text{(м, } p \text{ в гПа)} \]
Барометрическая высота — пример расчёта
Пример: барометр на метеостанции показывает 1000 гПа, а за начало отсчёта принято стандартное давление 1013,25 гПа.
\[ h = 44330.77 \times \left[ 1 - \left( \frac{1000}{1013.25} \right)^{0.190263} \right] \]
\[ h = 44330.77 \times \left( 1 - 0.99750 \right) \approx 110.9 \text{ m} \approx 364 \text{ ft} \]
Результат: барометрическая высота составляет примерно 111 м (364 ft) над уровнем отсчёта. Температура МСА на этой высоте равна \( 15 - 0.0065 \times 110.9 \approx 14.3\ \text{°C} \).
Как пользоваться калькулятором барометрической высоты
- Введите Атмосферное давление (p), измеренное в вашей точке. Это должно быть фактическое давление на станции, а не приведённое к уровню моря.
- Выберите единицу измерения: гПа (мбар), inHg, кПа или мм рт. ст.
- Введите Давление начала отсчёта (p₀). Оставьте 1013,25 гПа (29,92 inHg), чтобы расчёт шёл по международной стандартной атмосфере, либо укажите текущее давление на уровне моря для вашего региона, если оно вам известно.
- Задайте единицу измерения для давления начала отсчёта — она может отличаться от единицы первого поля.
- Ознакомьтесь с результатами: барометрическая высота в футах, метрах и километрах, а также ближайший эшелон и параметры стандартной атмосферы — отношение давлений и температуру МСА.
Что такое барометрическая высота?
Барометрическая высота — это высота в международной стандартной атмосфере, на которой встречается заданное давление. Иными словами, она отвечает на вопрос: «В стандартной атмосфере на какую высоту нужно подняться, чтобы давление упало до только что измеренного значения?» Поскольку атмосфера разрежается с высотой предсказуемым образом, показание барометра можно обратить обратно в высоту с помощью приведённой выше формулы.
Прежде всего барометрическая высота важна в авиации. Авиационный высотомер — это, по существу, барометр, проградуированный по стандартной атмосфере: когда пилот устанавливает на высотомере 29,92 inHg (1013 гПа), прибор прямо показывает барометрическую высоту. Выше высоты перехода все воздушные суда летают с этой же установкой, поэтому высотомеры всех машин отсчитываются от общего начала отсчёта — на этом и построена система эшелонов. Кроме того, барометрическая высота служит отправной точкой для расчёта высоты по плотности, на которую опираются таблицы лётных характеристик самолётов.
За пределами авиации барометрической высотой пользуются туристы, метеорологи и операторы дронов — чтобы оценить превышение по барометру или датчику давления. Условие: показание должно быть фактическим давлением на станции, а давление начала отсчёта выбрано корректно. Результат может получиться и отрицательным: если измеренное давление выше давления начала отсчёта, соответствующий уровень МСА лежит ниже точки отсчёта (в стандартной атмосфере — ниже уровня моря).
Обратите внимание: барометрическая высота зависит только от давления — но не от температуры и влажности. Жаркий влажный день и холодный сухой при одном и том же давлении дадут одинаковую барометрическую высоту, хотя плотность воздуха будет сильно различаться.
Точность, допущения и практические советы
- Используйте давление на станции. В сводках погоды обычно приводится давление, приведённое к уровню моря (QNH). Если подставить такое значение, барометрическая высота получится сильно заниженной — часто ниже нуля. Если у вас есть только давление, приведённое к уровню моря, и вы примерно знаете своё превышение, сначала исправьте его.
- Давление начала отсчёта имеет значение. Со стандартными 1013,25 гПа вы получите барометрическую высоту по МСА. Для более реалистичной местной оценки возьмите за начало отсчёта текущее давление на уровне моря в вашем регионе (QNH) — тогда результат будет приближаться к вашему фактическому превышению.
- Границы слоёв. Формула тропосферы точна для МСА только ниже 11 км; выше используется изотермический слой стратосферы, а результаты выше 20 км — лишь грубые оценки.
- Погода смещает результат. Проходящие циклоны и антициклоны меняют давление на станции на десятки гектопаскалей, что соответствует сотням футов барометрической высоты. Показание, снятое при области низкого давления, даст более высокую барометрическую высоту, чем та же точка при высоком давлении.
- Барометрическая высота — не высота по плотности. Для взлётных характеристик самолёта нужны ещё поправки на температуру (и влажность) — одной барометрической высотой дело не ограничивается.
Смежные калькуляторы
Если вы работаете и с другими параметрами атмосферы, возможно, вам пригодятся наши калькулятор точки росы, калькулятор индекса жары и калькулятор охлаждения ветром — они помогут описать погоду на высоте, которую вы только что рассчитали.
Часто задаваемые вопросы
Есть ли простое правило для быстрой оценки барометрической высоты?
Да. В нижних слоях атмосферы давление меняется примерно на 1 гПа на каждые 27 ft (8,2 м) высоты, то есть около 1 inHg на 1000 ft. Так, если давление на станции на 10 гПа ниже давления начала отсчёта, барометрическая высота примерно на 270 ft выше точки отсчёта. Полная формула МСА, которую использует калькулятор, точнее, но такое правило удобно для быстрых прикидок в стиле пилотской кабины.
Как рассчитать барометрическую высоту вручную?
Разделите давление на станции на давление начала отсчёта, возведите результат в степень 0,190263, вычтите его из единицы и умножьте на 44330,77 — получите метры: \( h = 44330.77 \times [1 - (p/p_0)^{0.190263}] \). Для перевода в футы умножьте на 3,28. Например, при \( p = 980 \) гПа и \( p_0 = 1013.25 \) гПа получится около 280 м (920 ft).
Как переводить давление между гПа, inHg, кПа и мм рт. ст.?
Стандартное давление на уровне моря 1013,25 гПа соответствует 29,92 inHg, 101,325 кПа и 760 мм рт. ст. Полезные коэффициенты: 1 inHg = 33,8639 гПа, 1 кПа = 10 гПа, 1 мм рт. ст. = 1,33322 гПа. Умножьте показание на нужный коэффициент — или просто выберите разные единицы в двух списках калькулятора: каждое поле пересчитывается независимо.
Чем барометрическая высота отличается от высоты по прибору и высоты по плотности?
Высота по прибору — то, что показывает высотомер при установке местного значения QNH; барометрическая высота — то, что он показывает при установке 29,92 inHg (1013,25 гПа); истинная высота — фактическая высота над уровнем моря. Высота по плотности — это барометрическая высота с поправкой на температуру и влажность, и именно она, а не барометрическая высота, определяет взлётные характеристики и скороподъёмность самолёта. Этот калькулятор рассчитывает только величину, основанную на давлении.
Можно ли оценить своё превышение с помощью барометра телефона?
Да, если телефон выдаёт «сырое» давление с датчика, а не приведённое к уровню моря. Введите это показание как атмосферное давление, а в качестве давления начала отсчёта укажите текущее давление на уровне моря в вашем регионе (QNH) из прогноза погоды — а не стандартные 1013,25 гПа. Тогда результат будет приближаться к вашему фактическому превышению. Точность ограничена десятками футов, потому что погодные системы смещают местное давление.
Как барометрическая высота связана с эшелонами?
Эшелон — это просто барометрическая высота, округлённая до ближайших 100 ft и делённая на 100: барометрическая высота 18 000 ft — это эшелон FL180. Поскольку все воздушные суда выше высоты перехода устанавливают 29,92 inHg, все эшелоны отсчитываются от одного и того же уровня давления независимо от рельефа внизу. Калькулятор показывает ближайший эшелон вместе с высотой в футах и метрах.
Почему у меня получилась отрицательная барометрическая высота?
Отрицательный результат означает, что измеренное давление превышает давление начала отсчёта, поэтому соответствующий уровень МСА лежит ниже точки отсчёта. Две частые причины: вы ввели давление, приведённое к уровню моря (QNH), вместо более низкого давления на станции, либо мощный антициклон поднял местное давление выше 1013,25 гПа. В зонах высокого давления слегка отрицательная барометрическая высота вблизи уровня моря — вполне закономерное явление.