bugorwiki.info
на главную

Высота

Рост по отношению к указанной опорной точке
Для более широкого освещения этой темы см. Вертикальное положение.
Для использования в географии, см. Высота. Для использования в астрономии, см. Угол высоты. Для других применений см. Высота над уровнем моря.
Не путать с отношением.

Высота или высота (иногда известная как «глубина») определяется на основе контекста, в котором она используется (авиация, геометрия, географические съемки, спорт, атмосферное давление и многие другие). В качестве общего определения, высота является измерением расстояния, как правило, в направлении вертикальных или «вверх», между опорной точкой и точкой или объектом. Базовые данные также часто варьируются в зависимости от контекста. Хотя термин высота обычно используется для обозначения высоты над уровнем моря места, в географии термин высота часто предпочтительнее для этого использования.

Измерения вертикального расстояния в направлении «вниз» обычно называют глубиной.

В авиации

См. Также: Уровень моря § Авиация и Вертикальное разделение (авиация)
Основная категория: Высоты в авиации
Сравнение вертикального расстояния

В авиации термин высота может иметь несколько значений и всегда уточняется путем явного добавления модификатора (например, «истинной высоты») или неявно в контексте сообщения. Стороны, обменивающиеся информацией о высоте, должны четко понимать, какое определение используется.

Авиационная высота измеряется с использованием либо среднего уровня моря (MSL), либо локального уровня земли (над уровнем земли, или AGL) в качестве контрольного значения.

Высота давления, деленная на 100 футов (30 м), является уровнем полета и используется выше переходной высоты (18 000 футов (5500 м) в США, но может быть и ниже 3000 футов (910 м) в других юрисдикциях); поэтому, когда высотомер показывает 18 000 футов при стандартной настройке давления, самолет считается находящимся на «уровне полета 180». При полете на уровне полета альтиметр всегда устанавливается на стандартное давление (29,92 дюйма ртутного столба или 1013,25 гПа).

На полетной палубе основным инструментом для измерения высоты является альтиметр давления, который представляет собой анероидный барометр с лицевой панелью, показывающей расстояние (футы или метры) вместо атмосферного давления.

В авиации существует несколько типов высоты:

  • Указанная высота - это показание альтиметра, когда оно установлено на локальное атмосферное давление на среднем уровне моря. В Великобритании использование авиационной радиотелефонной связи - вертикальное расстояние уровня, точки или объекта, рассматриваемого как точка, измеренное от среднего уровня моря ; по радио это называется высотой (см. QNH).
  • Абсолютная высота - это вертикальное расстояние самолета над местностью, над которой он летит. Его можно измерить с помощью радиолокационного высотомера (или «абсолютного высотомера»). Также называется «высота радара» или футы / метры над уровнем земли (AGL).
  • Истинная высота - это фактическая высота над средним уровнем моря. Указана высота с поправкой на нестандартную температуру и давление.
  • Высота - это вертикальное расстояние над контрольной точкой, обычно это высота местности. В британской авиационной радиотелефонной связи - вертикальное расстояние уровня, точки или объекта, рассматриваемого как точка, измеренное по заданным данным ; по радио это называется высотой , где указанным значением является высота аэродрома (см. QFE)
  • Высота давления - это высота над стандартной базовой плоскостью давления воздуха (обычно 1013,25 миллибар или 29,92 "рт. Ст.). Высота давления используется для указания" уровня полета ", который является стандартом для представления данных о высоте в США в воздушном пространстве класса A (выше примерно 18 000 футов). Высота давления и указанная высота одинаковы, когда настройка высотомера составляет 29,92 "рт. ст. или 1013,25 мбар.
  • Плотность высоты - это высота, скорректированная для атмосферных условий, не соответствующих международным стандартам ISA. Характеристики самолета зависят от высоты над уровнем моря, на которую влияют атмосферное давление, влажность и температура. В очень жаркий день высота плотности в аэропорту (особенно на большой высоте) может быть настолько высокой, чтобы исключить взлет, особенно для вертолетов или самолетов с большой нагрузкой.

Эти типы высоты могут быть объяснены более просто как различные способы измерения высоты:

  • Указанная высота - высота, показанная на высотомере.
  • Абсолютная высота - высота в терминах расстояния над землей непосредственно ниже
  • Истинная высота - высота относительно высоты над уровнем моря
  • Высота - вертикальное расстояние над определенной точкой
  • Высота над уровнем моря - давление воздуха в высотах в Международной стандартной атмосфере
  • Плотность высоты - плотность воздуха по высоте в Международной стандартной атмосфере в воздухе

В атмосферных исследованиях

См. Также: Атмосферное давление. § Изменение высоты

Атмосферные слои

Основная статья: Атмосферные слои

Атмосфера Земли делится на несколько высотных областей. Эти регионы начинаются и заканчиваются на разной высоте в зависимости от сезона и расстояния от полюсов. Высоты, указанные ниже, являются средними:

  • Тропосфера: поверхность до 8000 метров (5,0 миль) на полюсах, 18 000 метров (11 миль) на экваторе, заканчивающаяся в тропопаузе
  • Стратосфера: тропосфера до 50 километров (31 миль)
  • Мезосфера: стратосфера до 85 километров (53 миль)
  • Термосфера: Мезосфера до 675 километров (419 миль)
  • Экзосфера: Термосфера до 10000 километров (6200 миль)

Линия Кармана на высоте 100 километров (62 мили) над уровнем моря, согласно условным обозначениям, представляет собой разграничение между атмосферой и космосом. Термосфера и экзосфера (наряду с более высокими частями мезосферы) являются областями атмосферы, которые обычно определяются как пространство.

Большая высота и низкое давление

Области на поверхности Земли (или в ее атмосфере), которые находятся высоко над средним уровнем моря, называются большими высотами . Иногда считается, что высота над уровнем моря начинается на высоте 2400 метров (8000 футов) над уровнем моря.

На большой высоте атмосферное давление ниже, чем на уровне моря. Это связано с двумя конкурирующими физическими эффектами: гравитацией, которая заставляет воздух быть как можно ближе к земле; и теплосодержание воздуха, которое заставляет молекулы отскакивать друг от друга и расширяться.

Профиль температуры

Основная статья: Скорость падения температуры
Дополнительная информация: температура воздуха

Температурный профиль атмосферы является результатом взаимодействия между излучением и конвекцией. Солнечный свет в видимом спектре падает на землю и нагревает ее. Земля затем нагревает воздух на поверхности. Если бы излучение было единственным способом передачи тепла от земли в космос, парниковый эффект газов в атмосфере поддерживал бы температуру земли примерно 333 K (60 ° C; 140 ° F), и температура уменьшалась бы экспоненциально с высотой.

Однако, когда воздух горячий, он имеет тенденцию расширяться, что снижает его плотность. Таким образом, горячий воздух имеет тенденцию подниматься и передавать тепло вверх. Это процесс конвекции. Конвекция приходит в равновесие, когда участок воздуха на заданной высоте имеет ту же плотность, что и его окружение. Воздух является плохим проводником тепла, поэтому воздушный пакет будет подниматься и опускаться без теплообмена. Это известно как адиабатический процесс, который имеет характерную кривую давление-температура. Когда давление становится ниже, температура снижается. Скорость снижения температуры с высотой известна как адиабатическая скорость, которая составляет приблизительно 9,8 ° C на километр (или 5,4 ° F на 1000 футов) высоты.

Отметим, что присутствие воды в атмосфере усложняет процесс конвекции. Водяной пар содержит скрытую теплоту испарения. Когда воздух поднимается и охлаждается, он в конечном итоге становится насыщенным и не может удерживать количество водяного пара. Водяной пар конденсируется (образуя облака) и выделяет тепло, которое изменяет скорость перерыва от скорости сухой адиабаты до скорости влажной адиабаты (5,5 ° C на километр или 3 ° F на 1000 футов. В среднем Международный Организация гражданской авиации (ИКАО) определяет международную стандартную атмосферу (ISA) с темпом перепада температуры 6,49 ° C на километр (3,56 ° F на 1000 футов). Фактическая скорость прохождения может варьироваться в зависимости от высоты и местоположения.

Наконец, отметим, что только тропосфера (до приблизительно 11 километров (36000 футов) высоты) в атмосфере Земли подвергается заметной конвекции; в стратосфере наблюдается небольшая вертикальная конвекция.

Воздействие на организмы

Люди

Основная статья: Воздействие большой высоты на людей

Медицина признает, что высоты более 1500 метров (4900 футов) начинают оказывать влияние на людей, и нет никаких данных о людях, живущих на экстремальных высотах выше 5500–6000 метров (18 000–19 700 футов) в течение более двух лет. По мере увеличения высоты атмосферное давление уменьшается, что влияет на человека, уменьшая парциальное давление кислорода. Нехватка кислорода выше 2400 метров (8000 футов) может привести к серьезным заболеваниям, таким как высотная болезнь, высокогорный отек легких и высокогорный отек мозга. Чем выше высота, тем больше вероятность серьезных последствий. Организм человека может адаптироваться к большой высоте, быстрее дыша, с более высокой частотой сердечных сокращений и регулируя химический состав крови. Это может занять несколько дней или недель, чтобы адаптироваться к большой высоте. Однако выше 8000 метров (26000 футов) (в «зоне смерти») акклиматизация по высоте становится невозможной.

Уровень смертности среди постоянных жителей на больших высотах значительно ниже. Кроме того, существует взаимосвязь доза-ответ между повышением уровня и снижением распространенности ожирения в Соединенных Штатах. Кроме того, недавняя гипотеза предполагает, что большая высота может защищать от болезни Альцгеймера посредством действия эритропоэтина, гормона, выделяемого почками в ответ на гипоксию. Однако люди, живущие на более высоких высотах, имеют статистически значимый более высокий уровень самоубийств. Причина повышенного риска самоубийства пока неизвестна.

Спортсмены

Для спортсменов высокая высота производит два противоречивых эффекта на производительность. Для взрывоопасных явлений (спринты до 400 метров, прыжки в длину, тройной прыжок) снижение атмосферного давления означает меньшее атмосферное сопротивление, что обычно приводит к улучшению спортивных результатов. Для соревнований на выносливость (бег на 5000 и более метров) преобладающим эффектом является снижение уровня кислорода, что обычно снижает работоспособность спортсмена на большой высоте. Спортивные организации признают влияние высоты на производительность: например, Международная ассоциация спортивных федераций (IAAF) отмечает рекордные результаты, достигнутые на высоте более 1000 метров (3300 футов), буквой «А».

Спортсмены также могут воспользоваться преимуществами акклиматизации по высоте, чтобы повысить свои показатели. Те же изменения, которые помогают телу справиться с большой высотой, повышают работоспособность обратно на уровне моря. Эти изменения являются основой высотных тренировок, которые являются неотъемлемой частью тренировок спортсменов в ряде видов спорта на выносливость, включая легкую атлетику, дистанционный бег, триатлон, езда на велосипеде и плавание.

Другие организмы

Основная статья: Организмы на большой высоте

Снижение доступности кислорода и снижение температуры делают жизнь на большой высоте сложной. Несмотря на эти условия окружающей среды, многие виды были успешно адаптированы на больших высотах. У животных разработаны физиологические приспособления для увеличения поглощения и доставки кислорода к тканям, которые можно использовать для поддержания метаболизма. Стратегии, используемые животными для адаптации к большой высоте, зависят от их морфологии и филогении. Например, мелкие млекопитающие сталкиваются с проблемой поддержания тепла тела при низких температурах из-за их небольшого соотношения объема и площади поверхности. Поскольку кислород используется в качестве источника метаболического тепловыделения, гипобарическая гипоксия на больших высотах является проблематичной.

Существует также общая тенденция меньших размеров тела и меньшего видового богатства на больших высотах, вероятно, из-за более низких парциальных давлений кислорода. Эти факторы могут снизить продуктивность в высокогорных местах обитания, что означает, что будет меньше энергии, доступной для потребления, роста и деятельности.

Тем не менее, некоторые виды, такие как птицы, процветают на большой высоте. Птицы процветают из-за физиологических особенностей, которые выгодны для полета на большой высоте.


просмотров: 138