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輸入計算

數學公式

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結果

該高度的空氣壓力
898.76
hPa(毫巴)
壓力(kPa) 89.876 kPa
壓力(atm) 0.887 atm

什麼是高度氣壓計算器?

這個工具會依據對流層的標準大氣模型,估算特定海拔高度的大氣壓力(氣壓)。當你爬得越高,頭頂上方的空氣就越少,壓力自然隨之下降。計算結果會同時以百帕(hPa,等同毫巴)、千帕(kPa)以及標準大氣壓(atm)三種單位呈現。

顯示大氣壓隨山峰與海平面之上海拔升高而降低的示意圖
海拔越高,大氣壓越低。

使用方式

請輸入海拔高度(以公尺為單位),以及海平面氣壓 P0(以 hPa 為單位)。標準海平面氣壓為 1013.25 hPa,但你也可以填入當地實際觀測到的海平面氣壓,藉此得到更貼近真實的數值。按下計算,即可看到該高度的空氣壓力。

公式解析

本模型採用 $$P = P_0 \left(1 - \frac{0.0065\,h}{288.15}\right)^{5.255}$$ 其中 0.0065 K/m 為標準氣溫遞減率,288.15 K 為標準海平面溫度,而指數 5.255 則由重力加速度、空氣莫耳質量與氣體常數推導而來。此公式適用範圍大約到 11,000 公尺(即對流層)以內。

氣壓隨海拔變化的曲線圖,呈曲線下降
根據氣壓公式,氣壓隨海拔呈非線性下降。

實際範例

假設高度為 1000 公尺、\(P_0 = 1013.25\) hPa:括號內的底數為 \(1 - (0.0065 \times 1000 / 288.15) = 1 - 0.022557 = 0.977443\)。將其取 5.255 次方約為 0.88699,再乘上 \(1013.25 \times 0.88699 \approx 898.76\) hPa,換算約等於 89.88 kPa。

氣壓公式中使用的常數

此計算機使用的氣壓公式將較低的大氣層(對流層)建模為具有恆定溫度遞減率。高度 \(h\)(單位:公尺)處的壓力為:

$$P = P_0\left(1 - \frac{L\,h}{T_0}\right)^{5.255}$$

下面的固定常數來自國際標準大氣(ISA),並內置在公式中。

符號 含義 數值
\(P_0\) 標準海平面壓力(預設值;您可以輸入自己的值) 1013.25 hPa
\(L\) 溫度遞減率 0.0065 K/m
\(T_0\) 標準海平面溫度 288.15 K(15 °C)
\(g\) 標準重力加速度 9.80665 m/s²
\(M\) 乾空氣的摩爾質量 0.0289644 kg/mol
\(R\) 通用氣體常數 8.31447 J/(mol·K)

指數 5.255 的來源

該指數不是任意的——它是無因次群 \(\frac{gM}{RL}\):

$$\frac{gM}{RL} = \frac{9.80665 \times 0.0289644}{8.31447 \times 0.0065} = 5.2558$$

四捨五入至工作公式中使用的 5.255。

有效性:此單層形式假設恆定遞減率為 0.0065 K/m,僅在對流層內有效,達到約 11,000 m(平流層底部)。超過該高度,溫度分佈會發生變化,必須使用不同的分層模型。

常見問題

為什麼壓力會隨高度下降?因為你頭頂上方的空氣柱變得更短、更輕,所施加的重量也就更小。

hPa 是什麼?百帕是氣象學中使用的 SI 國際單位;1 hPa 等於 1 毫巴。

這個結果到處都準確嗎?它假設的是標準大氣狀態。實際情況(如氣溫、天氣系統)會使真實數值有所變動,因此建議填入當地的海平面氣壓,才能得到最準確的結果。

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