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输入计算

数学公式

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结果

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海平面气压(P0)
1,101.91
hPa(已订正至海平面)
测站海拔高度(h) 1,000 m
测站气压(P) 980 hPa
气温递减率 / 指数 a = 0.0065 K/m, g/(aR) ≈ 5.2558

这个计算器能做什么

本工具可将在测站实际海拔高度上测得的气压,订正(换算)为相当于海平面处读数的等效气压。由于气压会随高度自然下降,处于不同海拔的两个气象站无法直接比较读数。把每个读数都订正到海平面后,气象工作者就能得到可相互比较的数值,用于地面天气图和高度表拨正值(即 QNH/QFF 一类的订正方法)。这套换算基于气压公式,属于通用物理原理,不针对任何特定国家。

示意图显示位于海平面以上山丘的气象站,带有垂直高度箭头和两个气压读数
测站气压在高度 h 处测得,并校正为海平面的等效值。

如何使用

输入三个数值:测站相对海平面的海拔高度(单位:米)、在该测站测得的气压(单位:百帕,hPa),以及当地气温(单位:摄氏度)。计算器会先把气温换算为开尔文,套用标准气温递减率,最后给出以百帕(hPa)为单位的海平面气压(P0)。

公式详解

订正所用的公式为

$$P_0 = \text{Station Pressure} \cdot \left(1 + \frac{a \cdot \text{Altitude}}{T}\right)^{\frac{g}{a\,R}}$$

其中 \(a = 0.0065\ \text{K/m}\) 为标准气温递减率,\(g = 9.80665\ \text{m/s}^2\) 为标准重力加速度,\(R = 287.05\ \text{J/(kg}\cdot\text{K)}\) 为干空气的比气体常数,\(T_K = T_{^{\circ}\text{C}} + 273.15\) 为绝对温度。指数 \(g/(aR)\) 约等于 \(5.2558\)。当海拔高度为零时,该因子等于 \(1\),因此 \(P_0\) 与 \(P\) 相等。

大气压沿曲线随高度增加而降低的图表
气压随高度升高而降低;该公式逆推这一关系以求得海平面气压。

计算实例

设 \(h = 1000\ \text{m}\),\(P = 980\ \text{hPa}\),\(T = 15\ ^{\circ}\text{C}\):则 \(T_K = 288.15\ \text{K}\);\(a \cdot h = 6.5\);括号内项 \(= 1 + 6.5/288.15 = 1.022557\);取 \(5.25579\) 次方得因子 \(1.12440\);故

$$P_0 = 980 \times 1.12440 \approx 1101.9\ \text{hPa}$$

常见问题

计算结果有多准确?本工具假定采用标准气温递减率,在接近标准大气的条件下、海拔不超过数千米时,精度约为 1 hPa。

必须使用哪些单位?海拔以米为单位,气压以 hPa 为单位,气温以摄氏度为单位。由于订正结果只是一个无量纲的乘数,因此输出也以 hPa 为单位,与输入气压的单位一致。

在海平面处会怎样?当 \(h = 0\) 时,订正因子正好等于 \(1\),因此海平面气压就等于所输入的测站气压。

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