Высота

редактировать
Высота по отношению к указанной контрольной точке

Высота или высота (также иногда называемая «глубина») определяется в зависимости от контекста, в котором он используется (авиация, геометрия, географическая съемка, спорт, атмосферное давление и многое другое). В качестве общего определения, высота является измерением расстояния, как правило, в вертикальном или «вверх» направлении, между ссылкой ИГД и точкой или объектом. Базовые данные также часто меняются в зависимости от контекста. Хотя термин «высота» обычно используется для обозначения высоты над уровнем моря местоположения, в географии термин высота часто является предпочтительным для этого использования.

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

Содержание

  • 1 В авиации
  • 2 В исследованиях атмосферы
    • 2.1 Слои атмосферы
    • 2.2 Большая высота и низкое давление
    • 2.3 Температурный профиль
  • 3 Воздействие на организмы
    • 3.1 Люди
      • 3.1.1 Спортсмены
    • 3.2 Другие организмы
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки
  • 6 Внешние ссылки

В авиации

Обычный Боинг 737-800, курсирующий на высоте 32 000 футов. Под ним - пачка облаков. Выше - яркое голубое небо. Самолет на крейсерской высоте. Сравнение вертикального расстояния

В авиации термин высота может иметь несколько значений и всегда уточняется явным добавлением модификатора (например, «истинная высота»), или неявно через контекст сообщения. Стороны, обменивающиеся информацией о высоте, должны четко понимать, какое определение используется.

Авиационная высота измеряется с использованием либо среднего уровня моря (MSL), либо местного уровня земли (над уровнем земли или AGL), как опорная точка.

Барометрическая высота, разделенная на 100 футов (30 м), составляет эшелон полета и используется выше высоты перехода (18000 футов (5500 м) в США)., но может быть ниже 3000 футов (910 м) в других юрисдикциях); поэтому, когда высотомер показывает 18 000 футов при стандартной настройке давления, говорят, что летательный аппарат находится на «эшелоне полета 180». При полете на эшелоне высотомер всегда устанавливается на стандартное давление (29,92 дюймов рт. Ст. или 1013,25 гПа ).

В кабине экипажа основным инструментом для измерения высоты является манометрический высотомер, который представляет собой барометр-анероид с передней панелью, указывающей расстояние (футы или метры). вместо атмосферное давление.

В авиации существует несколько типов высоты:

  • Указанная высота - это показание альтиметра, когда он установлен на местное барометрическое давление на среднем уровне моря. В британской авиационной радиотелефонии - расстояние по вертикали до уровня, точки или объекта, рассматриваемого как точка, измеренное от среднего уровня моря; по радио это обозначается как высота . (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 «радарная высота» или футы / метры над уровнем земли (AGL).
  • Истинная высота - это фактическая высота над средним уровнем моря. Это указанная высота, скорректированная с учетом нестандартных температуры и давления.
  • Высота - это расстояние по вертикали над контрольной точкой, обычно высота местности. использование радиотелефонии, вертикальное расстояние уровня, точки или объекта, рассматриваемого как точка, измеренное от заданной точки отсчета; по радио это обозначается как высота, где указанная точка отсчета представляет собой высоту аэродрома (см. QFE )
  • Барометрическая высота - это высота над стандартной базовой плоскостью атмосферного давления (обычно 1013,25 мбар или 29,92 дюйма рт. ст.). ed для обозначения «эшелона полета», который является стандартом для сообщений о высоте в воздушном пространстве класса A (выше примерно 18 000 футов). Барометрическая высота и отображаемая высота совпадают, если настройка альтиметра составляет 29,92 дюйма рт. Ст. Или 1013,25 миллибар.
  • Высота по плотности - высота, скорректированная для атмосферных условий, не соответствующих стандарту ISA Международная стандартная атмосфера. Летно-технические характеристики воздушного судна зависят от высоты по плотности, на которую влияют атмосферное давление, влажность и температура. В очень жаркий день высота по плотности в аэропорту (особенно на большой высоте) может быть настолько высокой, что препятствует взлету, особенно для вертолетов. или сильно загруженный самолет.

Эти типы высоты можно объяснить проще как различные способы измерения высоты:

  • Указанная высота - высота, отображаемая на высотомере.
  • Абсолютная высота - высота по отношению к расстоянию над землей непосредственно под
  • истинная высота - высота по высоте над уровнем моря
  • Высота - вертикальное расстояние над определенной точкой
  • барометрическая высота - давление воздуха в по высоте в Международной стандартной атмосфере
  • Плотность на высоте - плотность воздуха по высоте в Международной стандартной атмосфере в воздухе

В исследованиях атмосферы

Слои атмосферы

Атмосфера Земли разделена на несколько высотных областей. Эти регионы начинаются и заканчиваются на разной высоте в зависимости от сезона и расстояния от полюсов. Указанные ниже высоты являются средними значениями:

линия Кармана, на высоте 100 километров (62 миль) над уровнем моря, по соглашению определяет демаркацию между атмосферой и космосом. Термосфера и экзосфера (наряду с более высокими частями мезосферы) - это области атмосферы, которые условно определяются как пространство.

Большая высота и низкое давление

Области на поверхности Земли (или в ее атмосфере), которые находятся высоко над средним уровнем моря, называются большая высота . Иногда считается, что большая высота 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 находиться как можно ближе к земле; и теплосодержание воздуха, которое заставляет молекулы отскакивать друг от друга и расширяться.

Температурный профиль

Температурный профиль атмосферы является результатом взаимодействия между излучение и конвекция. Солнечный свет видимого спектра падает на землю и нагревает ее. Затем земля 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 ° C). F), и температура будет экспоненциально спадать 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 воздушный шарик на заданной высоте имеет ту же плотность, что и его окружение. Воздух - плохой проводник тепла, поэтому частицы воздуха будут подниматься и опускаться без теплообмена. Это известно как адиабатический процесс, который имеет характерную кривую давление-температура. При понижении давления температура понижается. Скорость снижения температуры с увеличением высоты известна как адиабатический градиент, который составляет примерно 9,8 ° C на километр (или 5,4 ° F [3,0 ° C] на 1000 футов) высоты.

Обратите внимание, что присутствие воды в атмосфере усложняет процесс конвекции. Водяной пар содержит скрытую теплоту парообразования. Когда воздух поднимается и охлаждается, он в конечном итоге становится насыщенным и не может удерживать необходимое количество водяного пара. Водяной пар конденсируется (образуя облака ) и выделяет тепло, которое изменяет градиент от сухой адиабатической градиентной скорости до влажной адиабатической градиентной скорости (5.5 ° C на километр или 3 ° F [1,7 ° C] на 1000 футов). В среднем Международная организация гражданской авиации (ИКАО) определяет международную стандартную атмосферу (ISA) с температурой градиентом 6,49 ° C на километр (3,56 ° F на 1000 футов).). Фактическая скорость может варьироваться в зависимости от высоты и местоположения.

Наконец, обратите внимание, что только тропосфера (примерно до 11 километров (36 000 футов) высоты) в атмосфере Земли испытывает заметную конвекцию; в стратосфере наблюдается небольшая вертикальная конвекция.

Воздействие на организмы

Люди

Медицина признает, что высота над уровнем моря выше 1500 метров (4900 футов) начинается воздействовать на людей, и нет данных о людях, живущих на экстремальных высотах выше 5 500–6 000 метров (18 000–19 700 футов) более двух лет. По мере увеличения высоты атмосферное давление снижается, что влияет на людей, уменьшая парциальное давление для кислорода. Недостаток кислорода на высоте более 2400 метров (8000 футов) может вызвать серьезные заболевания, такие как высотная болезнь, высокогорный отек легких и высотный отек мозга. Чем выше высота, тем больше вероятность серьезных последствий. Человеческое тело может адаптироваться к большой высоте, дыша быстрее, имея более высокую частоту сердечных сокращений и регулируя химический состав крови. На адаптацию к большой высоте могут уйти дни или недели. Однако на высоте более 8000 метров (26000 футов) (в «зоне смерти ») высотная акклиматизация становится невозможной.

Общий уровень смертности постоянных жителей на больших высотах значительно ниже.. Кроме того, существует зависимость "доза-реакция" между увеличением и уменьшением распространенности ожирения в Соединенных Штатах. Кроме того, недавняя гипотеза предполагает, что большая высота может защищать от болезни Альцгеймера за счет действия эритропоэтина, гормона, выделяемого почками в ответ на гипоксию. Однако у людей, живущих на возвышенностях, статистически значимо выше уровень самоубийств. Причина повышенного риска суицида пока неизвестна.

Спортсмены

Для спортсменов большая высота оказывает два противоречивых эффекта на результативность. Для взрывных мероприятий (спринт на 400 метров, прыжок в длину, тройной прыжок ) снижение атмосферного давления означает меньшее атмосферное сопротивление, что обычно приводит к улучшению спортивных результатов. В соревнованиях на выносливость (бег на 5000 метров и более) преобладающим эффектом является снижение количества кислорода, которое обычно снижает работоспособность спортсмена на большой высоте. Спортивные организации признают влияние высоты на производительность: например, Международная ассоциация спортивных федераций (ИААФ) отмечает рекордные выступления, достигнутые на высоте более 1000 метров (3300 футов), буквой «А».

Спортсмены также могут воспользоваться акклиматизацией на высоте, чтобы улучшить свои результаты. Те же изменения, которые помогают организму справляться с большой высотой, увеличивают производительность на уровне моря. Эти изменения лежат в основе высотной подготовки, которая составляет неотъемлемую часть подготовки спортсменов в ряде видов спорта на выносливость, включая легкую атлетику, бег на длинные дистанции, триатлон, велоспорт и плавание.

Другие организмы

Пониженная доступность кислорода и пониженная температура усложняют жизнь на большой высоте. Несмотря на эти условия окружающей среды, многие виды были успешно адаптированы на больших высотах. У животных развились физиологические приспособления для увеличения поглощения и доставки кислорода тканям, которые могут использоваться для поддержания метаболизма. Стратегии, используемые животными для адаптации к большой высоте, зависят от их морфологии и филогении. Например, мелкие млекопитающие сталкиваются с проблемой сохранения тепла тела при низких температурах из-за их небольшого отношения объема к площади поверхности. Поскольку кислород используется в качестве источника метаболического производства тепла, гипобарическая гипоксия на больших высотах является проблемой.

Существует также общая тенденция к меньшим размерам тела и меньшему видовому богатству на больших высотах, вероятно, из-за более низкого парциального давления кислорода. Эти факторы могут снизить продуктивность в высокогорных средах обитания, а это означает, что будет меньше энергии, доступной для потребления, роста и активности.

Однако некоторые виды, например птицы, процветают на большой высоте.. Птицы процветают благодаря физиологическим особенностям, благоприятным для полетов на больших высотах.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-11 02:58:30
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте