Công cụ này làm gì?
Đây là một công cụ vật lý và khoa học Trái Đất dùng được ở mọi nơi. Khi bạn nhập nhiệt độ, áp suất không khí và độ cao tại vị trí hiện tại, cùng với độ cao của điểm đến, công cụ sẽ dự đoán nhiệt độ và áp suất khí quyển mà bạn có thể gặp tại điểm đến dựa trên mô hình khí quyển chuẩn (standard atmosphere). Công cụ hoạt động ở bất kỳ đâu trên Trái Đất và xử lý được cả trường hợp điểm đến cao hơn hay thấp hơn điểm xuất phát.
Cách sử dụng
Nhập nhiệt độ hiện tại (chọn °C hoặc K), áp suất không khí hiện tại (hPa, Pa, kPa, atm hoặc mmHg) và độ cao hiện tại (m, km hoặc ft). Sau đó nhập độ cao của điểm đến theo đơn vị bạn muốn. Công cụ sẽ tự động quy đổi mọi giá trị sang hệ SI, áp dụng công thức gradien giảm nhiệt và công thức khí áp, rồi trả về nhiệt độ điểm đến theo °C (kèm K) và áp suất điểm đến theo đơn vị bạn đã chọn (kèm Pa).
Giải thích công thức
Trong tầng đối lưu, nhiệt độ giảm theo gradien giảm nhiệt môi trường chuẩn \(L = 0{,}0065\) K mỗi mét (tức 6,5 °C cho mỗi 1000 m). Với độ chênh độ cao \(\Delta h\) = độ cao điểm đến trừ độ cao hiện tại, nhiệt độ tại điểm đến là
$$T_1 = T_0 - L \times \Delta h$$trong đó \(T_0\) là nhiệt độ hiện tại tính bằng Kelvin.
Áp suất tuân theo công thức khí áp quy chiếu về mực hiện tại của bạn:
$$P_1 = P_0 \times \left(\frac{T_1}{T_0}\right)^{gM/(RL)}$$Với \(g = 9{,}80665\ \text{m/s}^2\), \(M = 0{,}0289644\ \text{kg/mol}\), \(R = 8{,}31447\ \text{J/(mol}\cdot\text{K)}\) và \(L = 0{,}0065\), số mũ xấp xỉ \(5{,}25579\). Tỉ số áp suất đòi hỏi nhiệt độ tuyệt đối (Kelvin), vì vậy \(T_0\) được quy đổi trước khi tính toán.
Ví dụ minh họa
Hiện tại: 15 °C, 1013,25 hPa, 0 m. Điểm đến: 1000 m. Khi đó \(T_0 = 288{,}15\ \text{K}\), \(P_0 = 101325\ \text{Pa}\), \(\Delta h = 1000\ \text{m}\). Nhiệt độ:
$$T_1 = 288{,}15 - 6{,}5 = 281{,}65\ \text{K} = \mathbf{8{,}5\ \degree C}$$Tỉ số áp suất \(281{,}65 / 288{,}15 = 0{,}977442\); lũy thừa \(5{,}25579\) cho ra \(0{,}886993\), nên
$$P_1 = 101325 \times 0{,}886993 \approx 89875\ \text{Pa} = \mathbf{898{,}75\ \text{hPa}}$$Các kết quả này khớp với giá trị khí quyển chuẩn ở độ cao 1 km.
Câu hỏi thường gặp
Có dùng được khi điểm đến thấp hơn không? Có. \(\Delta h\) âm sẽ làm nhiệt độ tăng và áp suất tăng, đúng như công thức dự đoán.
Độ chính xác ra sao? Đây là ước tính theo khí quyển chuẩn, có hiệu lực trong tầng đối lưu (đến khoảng 11 km). Công cụ bỏ qua độ ẩm, thời tiết cục bộ và sự biến thiên thực tế của gradien giảm nhiệt, nên hãy xem đây là một ước tính vật lý chứ không phải dự báo thời tiết.
Tại sao phải quy đổi sang Kelvin? Phần gradien giảm nhiệt cho kết quả giống nhau dù dùng °C hay K vì nó là một hiệu nhiệt độ, nhưng tỉ số áp suất \(T_1/T_0\) chỉ có ý nghĩa vật lý khi dùng nhiệt độ tuyệt đối (Kelvin).
