ما هي حاسبة الضغط الجوي حسب الارتفاع؟
تقدّر هذه الأداة الضغط الجوي (البارومتري) عند ارتفاع معيّن اعتماداً على نموذج الغلاف الجوي القياسي ضمن طبقة التروبوسفير. فكلما ارتفعتَ أكثر، قلّت كمية الهواء فوقك، ومن ثَمّ ينخفض الضغط. وتعرض الحاسبة النتيجة بوحدات الهكتوباسكال (hPa، وهي تعادل المليبار)، والكيلوباسكال (kPa)، والضغط الجوي القياسي (atm).
طريقة الاستخدام
أدخل الارتفاع فوق مستوى سطح البحر بالأمتار، وضغط سطح البحر P0 بوحدة الهكتوباسكال. يبلغ ضغط سطح البحر القياسي 1013.25 hPa، لكن يمكنك استبداله بقيمة الضغط الفعلي المُسجَّل لموقعك للحصول على نتيجة أدق. ثم اضغط على «احسب» لمعرفة الضغط عند ذلك الارتفاع.
شرح المعادلة
يعتمد النموذج على الصيغة $$P = P_0 \left(1 - \frac{0.0065\,h}{288.15}\right)^{5.255}$$ وهنا يمثّل الرقم 0.0065 ك/م المعدّل القياسي لانخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع، و288.15 كلفن درجة الحرارة القياسية عند سطح البحر، أمّا الأُس 5.255 فيُشتق من تسارع الجاذبية والكتلة المولية للهواء وثابت الغازات. وتبقى هذه المعادلة صالحة حتى ارتفاع يقارب 11,000 م تقريباً (أي ضمن طبقة التروبوسفير).
مثال محلول
عند ارتفاع 1000 م مع \(P_0 = 1013.25\) hPa: يكون الأساس مساوياً $$1 - \frac{0.0065 \times 1000}{288.15} = 1 - 0.022557 = 0.977443$$ وبرفعه إلى الأُس 5.255 نحصل على نحو \(0.88699\)، ومن ثَمّ \(1013.25 \times 0.88699 \approx 898.76\) hPa، أي ما يعادل تقريباً 89.88 kPa.
الثوابت المستخدمة في صيغة الضغط الجوي
صيغة الضغط الجوي المستخدمة بواسطة هذه الآلة الحاسبة تمثل الغلاف الجوي السفلي (التروبوسفير) بمعدل تناقص درجة حرارة ثابت. الضغط على الارتفاع \(h\) (بالمتر) هو:
$$P = P_0\left(1 - \frac{L\,h}{T_0}\right)^{5.255}$$الثوابت الثابتة أدناه تأتي من الغلاف الجوي المعياري الدولي (ISA) وهي مدمجة في الصيغة.
| الرمز | المعنى | القيمة |
|---|---|---|
| \(P_0\) | الضغط القياسي على مستوى سطح البحر (الافتراضي؛ يمكنك إدخال قيمتك الخاصة) | 1013.25 hPa |
| \(L\) | معدل تناقص درجة الحرارة | 0.0065 K/m |
| \(T_0\) | درجة الحرارة القياسية على مستوى سطح البحر | 288.15 K (15 °C) |
| \(g\) | التسارع الجاذبي القياسي | 9.80665 m/s² |
| \(M\) | الكتلة المولية للهواء الجاف | 0.0289644 kg/mol |
| \(R\) | ثابت الغاز العام | 8.31447 J/(mol·K) |
من أين جاء الأس 5.255
الأس ليس تعسفياً — فهو المجموعة بلا أبعاد \(\frac{gM}{RL}\):
$$\frac{gM}{RL} = \frac{9.80665 \times 0.0289644}{8.31447 \times 0.0065} = 5.2558$$وهي تقرب إلى 5.255 المستخدم في صيغة العمل.
الصلاحية: يفترض هذا النموذج أحادي الطبقة معدل تناقص ثابت قدره 0.0065 K/m وصالح فقط ضمن التروبوسفير، حتى ارتفاع يبلغ حوالي 11,000 m (قاعدة التروبوبوز). فوق هذا الارتفاع يتغير ملف تعريف درجة الحرارة ويجب استخدام نموذج طبقة مختلف.
الأسئلة الشائعة
لماذا ينخفض الضغط مع ارتفاع المكان؟ لأنّ عمود الهواء فوقك يصبح أقصر وأخفّ وزناً، فيقلّ الثقل الذي يضغط به على ما تحته.
ما هي وحدة hPa؟ الهكتوباسكال هو الوحدة المعتمدة في النظام الدولي للأرصاد الجوية، حيث يساوي 1 hPa مليباراً واحداً.
هل هذه النتيجة دقيقة في كل مكان؟ تفترض الحاسبة وجود غلاف جوي قياسي. أمّا الظروف الفعلية (درجة الحرارة والأنظمة الجوية) فتغيّر القيمة الحقيقية، لذا استخدم قيمة ضغط سطح البحر المحلية للحصول على أعلى دقة ممكنة.
