我怎么找到水平压力级别,将大气分为2层的质量?

Question

表面压力给p= 1000 hPa。(沿着大气温度是常数(T=−10°C;流体静力学平衡假设)。我尝试使用色方程的高度大气顶级然后经历的结果,但它不是给我我期望的结果。我希望500 hPa因为我见过的解决方案,但是我得了700多分hPa。

Answer 1

简单的?

只有假设:水压关系dp = - g \ρdz美元

扩大RHS收益率

$ dp = - g \压裂{dM} {dV} dz \压裂{dA} {dA} = - \压裂{g} {dA} dM美元

(dA dz \枚美元)

所以任何美元\δp = c \ cdot \δM美元,这意味着

• 一个压差不同的质量成正比

(美元加元相对恒定,只要重力加速度不变,否则你必须集成液压eqn)。

如果总质量成正比\δp (x) hPa美元然后将等量的压力水平值的1/2。

Answer 2

我会回答我的问题。如果有流体静力学平衡,然后我们有

假设地表压力p(在这种情况下,1000 hpa)和大气的顶部为零(0)压力和无限的高度,

在这种情况下:

所以,上面的大气质量的表面积是ρ*积分dz,并假设这一领域是1 m ^ 2简化(dx.dy = 1):

巴勒斯坦权力机构

如果我们想要一半的质量,然后

确实是500 hPa Pa。

Answer 3

我总是发现这种风格问题有趣的气象学研究生助教,因为常常似乎是各种方式试图回答。

也是经常的一个抽象类型的问题早些时候在低层气象学课程,因此我很鼓励我的学生避免诉诸帮助回答得太快,就像练习这些证明持久性和创造力的发展至关重要在试图获得气象方程——如果你不能学会战斗通过这样的问题,你会迷失在热力学动力学/ / etc和超越……

如果你在一个与这种类型的问题分配,它是痛苦的,如果还没有得到自己的答案,请重试,重读自己直到你想出什么,即使只是部分或不确定。你会学到更多,比通过阅读答案从长远来看。然后回来在作业结束后,学习更多!

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但叫我疯狂或handwavy,但是我相信你可以早些时候回忆回到更简单的方程:

$ ${{压力}\≡\ \ \文本压裂{\文本{力}}{\文本{区域}}}$ $

假设我们说的大气压力,我们应该只谈论力由于上方空气的重量,所以$ ${\文本{力}}\ = \ {m_{以上}}\ cdot g $ $

和设置两个级别:

$ ${\文本{压力}_{(水平\ = \、地面)}}\ = \ {m_{(大气\ \,,列)}}\ cdot g $ $ $ ${\文本{压力}_{(\ \价值,1/2 \,质量)}}\ = \ 0.5 \ cdot m_{(大气\ \,,列)}\ cdot g $ $

我将离开一个或两个基本高中代数替换步骤为未来的读者需要适当的完整性,但它很快就会变得简单:

$ ${\文本{压力}_{(\ \价值,1/2 \,质量)}}\ = \ 0.5 \ cdot{\文本{压力}_{(水平\ = \、地面)}}$ $

$ $ \文本{所以}\ 0.5 \ cdot 1000 \{\文本{mb}} = \ fbox {500 mb} $ $

天真的唯一我甚至能看到有人试图在大气压力定义为简单的问题是空气的重量之上,俯瞰诸如垂直扰动压力。当然这些都是,扰动,因此不是其中的一部分的意思是大气压力。但也许我错了地方? ? ?

Answer 4

在流体压力,真的,液体的重量测量,单位面积上,所以如果你有一半的空气量(或水,上面的),那么您将测量压力的一半。

所以答案是500 hPa。

标准下有效流体静力学方法(没有动荡的力量;没有动态的力量)。