Высота однородной атмосферы (обозначается ${\displaystyle H}$ , также встречается название шкала высоты ) — величина, характеризующая протяжённость атмосферы . Она определяется как толщина условной атмосферы, имеющей всюду ту же температуру и плотность, что и на поверхности у реальной, и такую же массу.

Высоту однородной атмосферы можно рассчитать следующим образом:

${\displaystyle H={\frac {kT}{mg}},}$

или, что то же самое,

${\displaystyle H={\frac {RT}{\mu g}},}$

где:

• k — постоянная Больцмана
• R — универсальная газовая постоянная
• T — температура атмосферы
• m — средняя масса молекулы
• μ — средняя молярная масса атмосферы
• g — ускорение свободного падения .

Если температура и состав атмосферы на всех высотах одинаковы, зависимость давления и концентрации от высоты описывается барометрической формулой :

${\displaystyle p=p_{0}\exp \left(-{\frac {h-h_{0}}{H}}\right)}$ и ${\displaystyle n=n_{0}\exp \left(-{\frac {h-h_{0}}{H}}\right)}$ ,

то есть высота однородной атмосферы равна росту высоты, на котором давление и концентрация уменьшаются в e раз, и это справедливо для любого участка. Чем больше ${\displaystyle H}$ , тем медленнее убывает с высотой давление и тем более протяжена атмосфера.

В реальной атмосфере температура (а в верхних слоях — и состав) зависит от высоты, поэтому ${\displaystyle H}$ , описывающая быстроту уменьшения давления и концентрации с высотой, для разных высот (а в верхних слоях — и для разных газов) различна.

Значения для Земли

Для Земли однозначно определено всё, кроме температуры; для разных температур (на разных высотах) можно получить следующие значения ${\displaystyle H}$ (описывающей быстроту уменьшения давления и концентрации с высотой):

• T = 290 K, H = 8,5 км
• T = 273 K, H = 8 км
• T = 260 K, H = 7,6 км
• T = 210 K, H = 6 км

Эти значения справедливы для нижних слоёв атмосферы. В верхних слоях из-за отличий температуры и химического состава ${\displaystyle H}$ значительно отличается. На неё влияет солнечная активность . Так, для высоты 275 км были получены значения ${\displaystyle H}$ 60 км в 1958 году и 40 км в 1960—1961 годах .

Значения для других тел Солнечной системы

Для некоторых объектов Солнечной системы значения ${\displaystyle H}$ следующие :

• Венера : 15,9 км
• Земля : 8,5 км
• Марс : 11,1 км
• Юпитер : 27 км
• Сатурн : 59,5 км
  • Титан : 21 км
• Уран : 27,7 км
• Нептун : 19,1—20,3 км
• Плутон : ~60 км

Разное

Высота однородной атмосферы используется в астрономии для грубой оценки оптической толщины атмосферы .

Примечания

Литература

• // / Редкол.: Р. А. Сюняев (Гл. ред.) и др. — 2-е изд. — М. : Советская энциклопедия , 1986. — С. 455—456. — 783 с. — 70 000 экз.