Какая температура на высоте 11000 метров
Температура за бортом самолета на высоте 10000 метров будет определяться соотношением субтропических широт со временем года. Средние показатели данной высоты достигают -55 °С.
Рассуждая логически, можно заключить: чем выше от земли, тем теплее, потому что ближе к солнцу. Ведь солнце — это источник тепла, а оно вверху. Однако, происходит обратное, чем выше взлететь, тем холоднее будет. А всё потому, что тепло поднимается от земли, прогретой солнечными лучами.
Что такое атмосфера?
Атмосфера — это воздушная масса, которая окружает землю и вращается вместе с ней с определённой скоростью. Атмосфера состоит из смеси газов (азот, озон, кислород, углекислый газ, гелий), а также примесей — замёрзшие частички влаги, пыль, морская соль, капельки воды, вещества горения. Некоторые погодные явления формируются высоко в атмосфере. Благодаря ей люди, животные, растения могут дышать. Проще говоря, земная жизнь возможна благодаря кислороду, содержащемуся в атмосфере.
Температурные показатели за бортом самолета на высоте 10000
Летом атмосфера охлаждается с каждым километром приблизительно на 6°С. Поэтому можно легко подсчитать: если около земли +15 °С, значит, на расстоянии 10 км от земли показатели термометра будут составлять -45°С.
Зимой температура высчитывается по-другому. На расстоянии 10 км она будет значительно ниже, чем летом. Температурные данные воздуха зимой на расстоянии 10000 км труднее вычислить, чем в летнее время.
Температурные показатели за бортом самолета на разной высоте полета
Зависимо от высоты полёта плотность воздуха будет отличаться. Воздух верхних слоёв тропосферы разряжен. А чем более разряжена газовая среда, тем меньше способна проводить и удерживать тепло. Поэтому солнечные лучи, проходя сквозь, не прогревают верхние слои атмосферы. Однако земная поверхность (суша и вода), поглощает тёплые солнечные излучения. Затем земля источает полученное тепло. Чем ближе к ней, тем больше тепла. Таким неравномерным образом прогревается весь слой тропосферы.
Излучение тепла, идущее от земной поверхности вверх, способно прогреть воздух всего лишь до 15–18 км. Выше этой границы температурные показатели значительно уменьшаются. Но пассажирские авиалайнеры так высоко не летают.
Структура атмосферы за бортом
Верхняя часть тропосферы варьируется от 8 до 18 км. Такая разница объясняется различием тропических, полярных и умеренных широт. Нижняя часть атмосферы вмещает 80% всей воздушной массы и почти все водяные пары, которые содержаться в воздухе.
В тропосфере образуются облака всех ярусов, формируются циклоны, антициклоны, выпадают осадки. Нижние её слои плотнее, что является причиной турбулентности. Содержание газов верхних слоёв тропосферы ограниченно, из-за чего снижается атмосферное давление и плотность. На больших высотах полёты проходят более комфортно.
Температурные данные за бортом авиалайнера
Какая температура за бортом самолета? На этот вопрос сложно дать конкретный ответ. Многое зависит от того, какое время года выбрано для полёта, а также местоположение лайнера относительно климатических поясов. От этих данных будет зависеть воздушная плотность, а значит, и формула, по которой рассчитываются показатели термодатчиков. В разных климатических поясах метеорологические данные будут сильно отличаться.
Для чего нужно знать температуру воздуха при полёте? Эти данные позволяют рассчитать тягу двигателя, подъёмную силу крыла, расход топлива и нагрузку на разные элементы самолёта. От этого зависит безопасность полёта.
Источник
Что вы знаете о небе над головой? Поговорим о воздушном океане, на дне которого мы с вами живем, и только очень изредка «всплываем» на его поверхность. Но это не точно! Ведь, уже утверждают, что он простирается до Луны.
© Коллаж «Познавательная копилка»
Часть первая. Подъем до линии Теодора фон Кармана. Первые 100 километров.
5–5,5 километров – Осторожно, физиологическая зона атмосферы заканчивается
На высоте 5 тыс. метров и атмосферное давление, и содержание кислорода в воздухе падает вдвое. Без предварительной и долгой акклиматизации вы не выдержите в таких условиях и пары часов.
Но, практически под «потолком» этой отметки, в Андах, на высоте 5 100 метров расположен самый высокогорный город в мире – Ла-Ринконада (Перу).
Нехватка кислорода хорошо «компенсируется» другим химическим элементом – золотом. Золотые рудники привлекают сюда массу людей. В 2012 году население города составило около 50 тыс. человек.
Для справки: 99 % населения планеты проживает до высоты 2 км.
9 километров – «дышите глубже»
9 тыс. метров – предел приспособляемости к кратковременному дыханию атмосферным воздухом. Вершина горы Эверест (Джомолунгма), что в Гималаях, немного не дотягивает до этого показателя. Она находится на высоте 8 848 метров над уровнем моря.
Подъем на Джомолунгму занимает от 2-х месяцев. Из них около месяца уходит на акклиматизацию.
Выше пешком человек подняться не может. А птицы, подняться могут?
10–11 километров – верхний эшелон пернатых
Как высоко летают птицы? Да и что их может заставить подняться на большие высоты? Ответ: Те же самые Гималаи – высочайшая горная система Земли. Через эти горы проходят миграции многих птиц. И понятно, что им приходится перелетать их на больших высотах.
Горные гуси Anser indicus обитают в высокогорных озерах по всей Центральной Азии. На зиму они мигрируют на юг через Гималаи. Это одни из самых высоко летающих птиц. Зафиксирован случай полета горных гусей на высоте 10 175 метров. Они способны пролететь над Гималаями всего за 8 часов. Серый журавль пока на втором месте – зафиксирован перелет через Гималаи на высоте 10 050 метров.
© theadventuremedic.com
Можно ли выше?
Африканский сип, он же гриф Рюппеля живет в саваннах на севере (южнее Сахары) и востоке Африки. В 1973 году зафиксирован случай столкновения птицы с самолетом на высоте 11 277 метров. Правда, не понятно, что заставило птицу так высоко подняться.
10–12 километров – «над погодой»
Здесь заканчивается тропосфера, «погодный» слой (страта) атмосферы, и начинается стратосфера. Граница между ними называется тропопауза (в средних широтах она находится на высоте 10–12 км).
Чтобы был понятен смысл выделения тропосферы в отдельный слой скажем: Практически все погодные явления протекают в тропосфере (нижней части атмосферы), и только отчасти, с некоторой условностью в стратосфере (до 50 километров). Тропопауза это граница подъема обычных облаков.
Прогноз погоды, который вы смотрите по телевизору, касается, прежде всего, тропосферы. В тропосфере сосредоточено более 80 % всей массы атмосферного воздуха. Здесь сосредоточена преобладающая часть водяного пара, образуются облака, формируются атмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны, происходят многие другие процессы, определяющие погоду и климат.
Все это осталось под нами, а нам еще есть куда подниматься..
12 км – потолок дозвуковых пассажирских авиалайнеров
Чтобы было понятно: сверхзвуковые пассажирские самолеты Ту-144 и «Конкорд» отличаются от простых «Эрбасов» и «Боингов» не только скоростью полет, но и высотой.
Обычные (дозвуковые) пассажирские самолеты летают на высотах 9-12 км. Ту-144 осуществлял полеты на высоте 16000-17000 метров со скоростью 2000 км/ч. Его практический потолок (максимальная высота реального применения летательного аппарата) с двигателем РД-36-51А составлял 20 километров.
20 км – «Ближний космос» начинается
Идеальное место для космического туризма. Вид из иллюминатора почти как на орбите, но спутники здесь еще не летают. Небо от темно-фиолетового до черно-лилового (на больших высотах). Горизонт имеет характерный изгиб.
20–22 км – верхняя граница биосферы
Жизнь сюда поднимается ветром. Но это, как правило, только споры и бактерии.
20–25 км – тот самый озоновый слой
Для справки (если вдруг кто-то не знает): озон это газ, состоящий из трехатомных молекул кислорода. Молекулы того кислорода, которым мы дышим, имеют только два атома. Трехатомные молекулы образующегося в результате воздействия ультрафиолетового излучения Солнца на обычный двухатомный кислород.
Озоновый слой появился в атмосфере только 500—600 млн лет назад, когда в ней вследствие фотосинтеза накопилось достаточно кислорода.
25–26 км — максимальная высота реального применения существующих реактивных самолетов
А вот здесь уже практический потолок и для реактивных самолетов военного назначения. Практический потолок стратегического сверхзвукового самолета-разведчика ВВС США Lockheed SR-71 «Blackbird» 25910 метров.
Но это совсем не значит, что самолеты не летают выше. Как же так? Читаем дальше.
30 км – мечта космических туристов: «В космос на воздушном шаре»
Американская компания World View планировала отправлять туристов на высоту около 30 километров. Но не в ракете или самолете, а в капсуле, прикрепленной к воздушному шару размером с футбольное поле. Полет 6 часов, из них 4 на заданной высоте. Напомню, внешне здесь практически космос. Только невесомости нет. Фантастика! Но пока не сложилось.
©World View
34,4 километров – прилетели на Марс
Шутка, но с долей истины. Этой высоте соответствует среднее давление у поверхности Марса. Парашютные системы посадки на Красную планету, NASA испытывает именно здесь.
Хотя «Аэродинамический надувной замедлитель сверхзвуковой скорости» (Supersonic Inflatable Aerodynamic Decelerators) не сильно похож на привычный нам парашют. Он больше похож на «летающую тарелку». Надувной замедлитель поднимали на воздушном шаре на высоту 36 км, а потом с помощью ракетных двигателей еще до высоты в 55 км. После чего сбрасывали.
37 км – динамический потолок для самолетов
Кроме практического потолка (см. выше) есть еще динамический. Для достижения динамического потолка летательный аппарат разгоняется до максимальной скорости, а затем выполняет маневр с набором высоты (горку).
Рекорд высоты полета для самолетов установлен 21 августа 1977 года летчиком-испытателем Александром Федотовым на МиГ-25 – 37 650 метров.
41 км – почему бы не спрыгнуть с парашютом?
41 425 метров — рекорд высоты стратостата, управляемого одним человеком, а также рекорд высоты прыжка с парашютом. 24 октября 2014 года Алан Юстас, на тот момент один из топ-менеджеров Google, был привязан к воздушному шару и таким образом добрался до стратосферы. От туда и сброшен. Все было добровольно и Алан был в скафандре.
«Естественно» это произошло в городе Розуэлл. Местным жителям так давно на голову ничего не падало.
50–55 км — Все стратосфера закончилась. Дальше только на ракете
Дальше мезосфера. Граница между стратосферой и мезосферой называется стратопауза. Известна мезосфера своими «подкосмическими» серебристыми облаками (75—85 км). Да, космос уже близко.
«Подкосмические» облака / © Подборка ЯндексКартинки
Кроме того, мезосфера это «святая инквизиция» для «пришельцев из космоса». Это, то самое место, где сгорают практически все «небесные камни» не сумевшие избежать притяжения нашей планеты. Видите в ночном небе метеор – значит наблюдаете действие очищающего огня мезосферы.
Мезосфера известна еще и тем, что в ней зажигают звезды. Искусственные. Кому и зачем это нужно мы разбираем здесь.
Воздух на такой высоте слишком разрежен, чтобы поддерживать полет самолетов или аэростатов, и в то же время слишком плотен для полетов искусственных спутников. Чтобы изучить этот слой атмосферы, сюда запускают только суборбитальные метеорологические ракеты. 20 сентября 2013 года к мезосфере подобрался (53,7 км) японский метеозонд BS13-08, и это рекорд высоты полета беспилотного газового аэростата.
► Если вы «поднялись» с нами до этого места, значит Вам интересно. Не забудьте поставить «лайк», он же «большой палец вверх», этой статье.
80 км — над США начинается космос
На самом деле граница между космосом и атмосферой чистая условность. Да и весь мир, пока, придерживается границы в 100 км. Но для ВВС США граница атмосферы и космоса — 50 миль (80,45 км) над уровнем моря. Преодолевшие эту высоту пилоты получают звание астронавта. То же делает и NASA.
100 км — космос начинается над остальным миром
Это официальная международная граница между атмосферой и космосом рубеж между аэронавтикой и космонавтикой (астронавтикой).
Считается, что на этой высоте атмосфера становится настолько разреженной, что аэродинамическая авиация становится невозможной, так как скорость летательного аппарата, необходимая для создания достаточной подъемной силы, становится больше первой космической скорости. Для достижения еще больших высот необходимо пользоваться средствами космонавтики.
Эту границу вычислил еще американский ученый венгерского происхождения Теодор фон Карман, в честь него она и названа.
Теперь, нужна небольшая передышка и автору и читателям. В любом походе и экскурсии нужен привал. Тем более, что далее нам предстоит подъем до Луны.
Чтобы продолжить экскурсию подпишитесь на канал и поставьте «лайк». Продолжение статьи, как только оно выйдет, появится в вашей ленте публикаций.
Пока можете почитать другие статьи серии «3 минуты чтения и все понятно» (Например: «Как устроены ракетные двигатели» и ее продолжение: «Фау-2, Розуэлл и бензиновые ракеты доктора Годдарда») и еще много чего интересного в каталоге канала.
Источник
Мы живем на дне воздушного океана, окутывающего Землю, а наши перемещения в толще этого незримого океана минимальны. Мы буквально прижаты к самой поверхности, редко поднимаемся на высоты более нескольких десятков метров. А подъемы на сотни метров и километры (при полетах на самолетах, походах в горы или прыжках с парашютом) случаются очень редко. Однако в эти моменты мы можем понять, что с ростом высоты атмосфера нашей планеты изменяется— она становится более холодной и разреженной.
Это подтверждает устоявшееся мнение о том, что с набором высоты становится все холоднее. Доказательством тому служит и информация о температуре воздуха за бортом во время полета на самолете. Все это так — с ростом высоты температура равномерно падает, достигая отрицательных величин. Но так происходит только до определенного момента, после которого атмосферу начинает буквально «лихорадить».
Земная атмосфера условно разделена на несколько слоев, обладающих различными физическими и химическими свойствами. В каждом из этих слоев наблюдается своя динамика изменения температур, и в этом есть немало удивительного.
Самая низкая часть атмосферы, прилегающая непосредственно к поверхности Земли, называется тропосферой. Именно в ней происходит основная масса погодных явлений и в ней же могут летать пассажирские самолеты. Высота тропосферы не везде одинакова: у полюсов она достигает 9-10 км, а у экватора — до 18 км. Интересной особенностью данного слоя является его температурный режим — каждые последующие 100 метров высоты холоднее предыдущих примерно на 0,65 °С. Это приводит к тому, что у «потолка» тропосферы наблюдается мороз от -50 до -56 °С.
Тропосфера венчается так называемой тропопаузой — слоем воздуха толщиной от сотен метров до 2-3 км. В этом слое температура практически перестает падать, однако над экватором она может достигать -70 °С. Как видно, до этого момента становится все холоднее и холоднее, а что же дальше?
А дальше все изменяется. Над тропосферой расположена стратосфера, ее нижние слои всегда остаются такими же холодными, как и верхняя часть тропопаузы. Однако с подъемом высоты температура начинает расти! До высоты в 25 км этот рост незначителен — стратосфера здесь прогревается всего до -56 °С. А далее происходит резкий скачок повышения температуры и на высоте в 40 км становится совсем тепло — около 0 °С. Такой температура остается на протяжении и последующих 15 км — до границы стратопаузы, очерчивающей собой переход от стратосферы к следующему слою.
Как объяснить рост температуры в стратосфере? В этом слое происходят довольно сложные явления, однако нагрев обеспечивается благодаря взаимодействию ультрафиолетового излучения с молекулами элементов, слагающих воздух, — в основном азота и кислорода. Ведь именно в стратосфере находится озоновый слой, как раз и образующийся из кислорода под воздействием жесткого ультрафиолета.
С высоты около 50 км начинается мезосфера — слой атмосферы, в котором температура сначала повышается (до высоты около 60 км), а потом падает, достигая к 90 км значений вплоть до -90 °С. Подъем температуры связан с тем, что в нижней части мезосферы еще идут реакции образования озона.
На высотах в 80-90 км расположена так называемая мезопауза — переходной слой от мезосферы к термосфере. Именно в мезопаузе наблюдается самая низкая температура в земной атмосфере — вплоть до -225 °С! После этого момента температура с увеличением высоты только поднимается.
Термосфера, лежащая над мезосферой, получила свое название как раз из-за господствующих в ней высоких температур. На высотах в 250-300 км она становится по-настоящему горячей — до + 1700 °С!
Здесь необходимо сделать одно очень важное замечание. О температуре в привычном нам понимании этого слова можно говорить лишь до высот порядка 100 км. Дело в том, что с ростом высоты плотность атмосферы резко падает — более 80 % массы атмосферного воздуха сосредоточено в тропосфере. А на высотах в 120-150 км (то есть фактически в атмосфере!) уже летают искусственные спутники и космические корабли. Известно, что температура газов определяется скоростями составляющих их молекул, вот и получается, что на больших высотах, где воздух крайне разрежен, молекулы и атомы движутся с большими скоростями, эквивалентными температурам от +400 до +2000 °С и более. Но этих молекул так мало, что они практически не в состоянии сколько-либо заметно поднять температуру летающих в термосфере, а также в экзосфере (следующем слое, располагающемся на высотах от 800 до 2000-3500 км) космических аппаратов.
Итак, с ростом высоты температура сначала падает, потом растет, потом снова падает и снова растет. Поэтому, с физической точки зрения, нельзя говорить о постоянном похолодании с набором высоты. Однако из-за резкого снижения плотности воздуха с высотой эти температурные колебания практически сглаживаются: ни сильнейший мороз на отметке в 85 км, ни 2000-градусная жара на высоте в 250 км практически не ощущается спутниками и людьми в скафандрах. Температуры тел на таких высотах уже в значительной степени зависят от солнечного нагрева, а не от степени теплоты атмосферы.
Источник
Часть материала из википедии
Термосфе́ра — слой атмосферы. Начинается на высоте 80—90 км и простирается до 800 км.
Температура воздуха в термосфере колеблется на разных уровнях, быстро и разрывно возрастает и может варьировать от 200 К до 2000 К, в зависимости от степени солнечной активности.
Все пилотируемые орбитальные полёты (кроме полётов к Луне) проходят в термосфере, преимущественно на высотах от 200 до 500 км — ниже 200 км сильно сказывается тормозящее действие воздуха, а выше 500 км простираются радиационные пояса, оказывающие на людей вредное действие.
Беспилотные спутники тоже по большей части летают в термосфере — вывод спутника на более высокую орбиту требует бо́льших затрат энергии.
Может ли жизнь существовать в расплаве
Автор – Дмитрий Байда
Ещё один пример, даже более впечатляющий, предлагает нам земная атмосфера – газовая оболочка, окружающая планету. Мы все знаем, что температура в Космосе очень низкая и составляет -273°К. Поэтому, когда мы в самолёте поднимаемся на высоту, удаляясь от поверхности Земли в Тропосфере (0-10 км), температура постепенно снижается на 0,65°/100м, до -56°С.
Дальше, по мере подъёма, в атмосфере идёт Стратосфера (11-50 км). Так вот в Стратосфере температура воздуха по какой-то причине не опускается ещё ниже, а опять поднимается с -56°С до 0°С!
После этого идёт следующий слой атмосферы, называемый Мезосфера (50-90 км). В Мезосфере температура почему-то опять падает на 0,3° каждые 100 метров.
Дальше вверх идёт слой атмосферы, называемый Термосфера (100-800 км). В ней температура растёт до высоты 200-300 км, где достигает 1500°К и остаётся постоянной до «больших высот».
И здесь возникает закономерный вопрос: за счёт чего прогревается до 1500° огромный объём пространства, наполненный сильно разреженным воздухом? Каким образом природа умудряется разогревать такую гигантскую сферу до полутора тысяч градусов? Ведь никакого сжигания углеводородов там не наблюдается!
Ответа на этот серьёзный вопрос наша больная «наука» тоже не даёт. Скорее всего, её это вовсе не интересует! «Научная братва» занята своими, очень важными делами – постоянным распилом гигантских средств, регулярно выделяемых на исследования, и её совершенно не интересуют наши мелкие вопросы и проблемы.
* * *
Кстати сказать, эта информация о Термосфере натолкнула меня на некоторые интересные мысли.
Во-первых, конечно, удивляет теплынь в космосе на такой высоте. Да, в Дуропедии об этом немного написано, но кто держит в голове эту информацию постоянно? Никто. Поэтому она и удивляет. А из этого следует много чего интересного!
Получается, что существование обитателей космических станций в комфортных температурных условиях, возможно именно благодаря наличию Термосферы! Именно эта сфера планеты обогревает и пространство вокруг Земли, и всё, что в нём находится! Так что космические станции и их обитателей приходится даже слегка охлаждать, а не обогревать.
И, если бы не Термосфера, то круглосуточный обогрев такого объекта как МКС, в случае, если бы за бортом была обычная «космическая» температура -273°К, сегодня не представляется технически возможным, при существующих технологиях получения электроэнергии с помощью солнечных батарей, КПДкоторых составляет, в лучшем случае, около 30%.
Для этого мощность батарей на Станции пришлось бы увеличить раз в 20-30, если не больше (сегодня потенциальная мощность солнечных батарей на МКС составляет около 100 кВт). Да и большую часть Станции занимала бы тепловая защита. И при всём этом, космонавты вряд ли когда-нибудь смогли бы щеголять на станции в майках и футболках с коротким рукавом.
Источник