Jak obliczyć ciśnienie zredukowane do poziomu morza?

[Parasol]

Ciśnienie powietrza zmienia się w przybliżeniu wykładniczo wraz z wysokością nad poziomem morza, im wyższa wysokość tym ciśnienie jest mniejsze.

Ciśnienie bezwzględne (ang. absolute) - to ciśnienie, które występuje danego dnia w danej miejscowości w której znajduje się stacja pogody (barometr).

Ciśnienie względne (ang. relative) - to ciśnienie zredukowane do poziomu morza, czyli jest ciśnieniem, jakie wystąpiłoby danego dnia w danej miejscowości, gdyby znajdowała się ona na poziomie morza.

Niektóre stacje pogody wymagają podania ciśnienia względnego, możemy je obliczyć przy pomocy poniższego wzoru.

1. Obliczamy stopień baryczny

  Stopień baryczny jest to wysokość, na którą należy się wznieść bądź obniżyć by ciśnienie zmieniło się o jedną jednostkę.

    t_śr - temperatura średnia
    h' - stopień baryczny
    p - ciśnienie
    α = 0.004
    t_śr = (t₁+t₂ )/2
    przy założeniu, że p1 – p2 = 1 (hPa) i przy przyjęciu, że p1 + p2 = 2p
    gdzie:p1 – ciśnienie u podstawy słupa powietrza, p2 – ciśnienie na szczycie słupa powietrza,


    h'= 8000 x [(1+αt_śr) / p]

2. Liczymy przybliżoną wartość ciśnienia na poziomie morza

    P_bez - ciśnienie bezwzględne zmierzone przez stacje pogody (hPa)
    h_npm - wysokość nad poziomem morza na jakiej znajduje się stacja (m)
 
    P = P_bez + (h_npm /h')

3. Liczymy średnie ciśnienie dla warstwy pomiędzy poziomem morza a stacją

    P_śr =(P_bez + P) /2

4. Znalezienie średniej temperatury dla warstwy powietrza
 
  Pionowy gradient temperatury wynosi około 0.6C na 100 m, co znaczy, że na poziomie morza temperatura jest wyższa o 1.8 0C w porównaniu z temperaturą stacji.

    t - temperatura zmierzona przez stacje pogody
    t_pm - temperatura na poziomie morza

    t_pm = t + [(0,6ºC x h_npm) / 100]

5. Obliczamy bardziej dokładnie stopień baryczny, a następnie ciśnienie zredukowane
   
    P_n - ciśnienie zredukowane do poziomu morza

    t_śr = (t +t_pm) / 2

    h'= 8000 x (1+αt_śr /  P_śr)
    P_n = P_bez + (h_npm /h')


Przykład
Ciśnienie bezwzględne podawane przez stacje pogody wynosi 1001,9 hPa
Temperatura powietrza 26,6ºC
Wysokość na której wykonany był pomiar: 114m n.p.m.

  1. h'= 8000 x [(1+αt_śr) / p] = 8000 x [(1+0,004x26,6ºC) /1001,9hPa] = 8,8344m
  2. P = Pbez + (hnpm /h') = 1001,9hPa + (114m/8,8344m) = 1014,8041hPa
  3. Pśr =(Pbez + P) /2  = (1001,9hPa + 1014,8041hPa) /2 = 1008,352hPa
  4. tpm = t + [(0,6ºC x 114m) / 100] = 26,6ºC +0,684ºC = 27,284ºC
  5. tśr = (t +tpm) / 2 = (26,6ºC+27,284ºC)/2 = 26,942ºC
      h'= 8000 x (1+αtśr /  Pśr) = 8000 x [(1+ 0,004x26,942ºC )/1008,352hPa] = 8,788m
      Pn = Pbez + (hnpm /h') = 1001,9 hPa + (114m/8,788m) = 1014,8722hPa
     
  Ciśnienia zredukowane do poziomu morza wynosi 1014,8722hPa.

  Kalkulator ciśnienia zredukowanego: https://stacje-pogody.pl/cisnienie.php