Nadmořská výška - Altitude

Nadmořská výška nebo výška (někdy také známá jako hloubka ) je měření vzdálenosti, obvykle ve svislém směru nebo ve směru „nahoru“ mezi referenčním vztažným bodem a bodem nebo předmětem. Přesná definice a referenční datum se liší podle kontextu (např. Letectví, geometrie, geografický průzkum, sport nebo atmosférický tlak). Ačkoli termín nadmořská výška se běžně používá k označení výšky nad hladinou moře místa, v geografii je pro toto použití často preferován termín nadmořská výška .

Měření svislé vzdálenosti ve směru „dolů“ se běžně označuje jako hloubka .

V letectví

Generický Boeing 737-800, který létá ve výšce 32 000 stop.  Pod ním je balík mraků.  Nad ním je živá, okolní modrá obloha.
Boeing 737-800 křižování ve stratosféře , kde letadlo obvykle plavba, aby se zabránilo turbulenci bující v troposféře . Modrý paprsek je ozonová vrstva , která se dále šíří do mezosféry . Ozon ohřívá stratosféry, aby podmínky stabilní. Stratosféra je také výškovým limitem trysek a meteorologických balónů , protože vzduch je tam zhruba tisíckrát řidší než v troposféře.
Srovnání svislé vzdálenosti

V letectví může mít výraz nadmořská výška několik významů a je vždy kvalifikován výslovným přidáním modifikátoru (např. „Skutečná nadmořská výška“) nebo implicitně prostřednictvím kontextu komunikace. Stranám, které si vyměňují informace o nadmořské výšce, musí být jasné, jaká definice se používá.

Letecká výška se měří buď pomocí střední hladiny moře (MSL) nebo místní úrovně terénu (nad úrovní země nebo AGL) jako referenčního bodu.

Tlaková nadmořská výška děleno 100 stop (30 m) je letová hladina a používá se nad přechodovou nadmořskou výškou (18 000 stop (5500 m) v USA, ale v jiných jurisdikcích může být až 310 stop (910 m)). Když tedy výškoměr čte letovou hladinu specifickou pro danou zemi při standardním nastavení tlaku, letadlo je údajně na „letové úrovni XXX/100“ (kde XXX je přechodová výška). Při letu na letové hladině je výškoměr vždy nastaven na standardní tlak (29,92  inHg nebo 1013,25  hPa ).

V pilotním prostoru je definitivním nástrojem pro měření nadmořské výšky tlakový výškoměr , což je aneroidní barometr s čelní plochou udávající vzdálenost (stopy nebo metry) místo atmosférického tlaku .

V letectví existuje několik typů nadmořské výšky:

  • Udávaná nadmořská výška je údaj na výškoměru, když je nastaven na místní barometrický tlak na střední hladině moře . V britské letecké radiotelefonii je svislá vzdálenost úrovně, bodu nebo předmětu považována za bod, měřeno od střední hladiny moře ; toto je v rádiu označováno jako nadmořská výška . (viz QNH )
  • Absolutní nadmořská výška je svislá vzdálenost letadla nad terénem, ​​nad kterým letí. Lze jej měřit pomocí radarového výškoměru (nebo „absolutního výškoměru“). Označuje se také jako „výška radaru“ nebo stopy/metry nad úrovní země (AGL).
  • Skutečná nadmořská výška je skutečná nadmořská výška nad střední hladinou moře . Udává se nadmořská výška korigovaná na nestandardní teplotu a tlak.
  • Výška je svislá vzdálenost nad referenčním bodem, obvykle nadmořskou výškou terénu. Použití radiotelefonie, svislá vzdálenost úrovně, bodu nebo předmětu považovaného za bod, měřeno od zadaného data ; toto se v rádiu označuje jako výška , kde je zadaným vztažným bodem nadmořská výška letiště (viz QFE )
  • Tlaková nadmořská výška je nadmořská výška nad standardní rovinou nulového tlaku vzduchu (typicky 1013,25 milibarů nebo 29,92 "Hg). Tlaková nadmořská výška se používá k označení" letové hladiny ", což je standard pro hlášení nadmořské výšky ve vzdušném prostoru třídy A (nad zhruba 18 000 Tlaková nadmořská výška a uvedená nadmořská výška jsou stejné, pokud je nastavení výškoměru 29,92 "Hg nebo 1013,25 milibarů.
  • Hustota nadmořské výšky je nadmořská výška korigovaná naatmosférické podmínkyjiné než ISA International Standard Atmosphere . Výkon letadla závisí na hustotě nadmořské výšky, která je ovlivněna barometrickým tlakem, vlhkostí a teplotou. Ve velmi horkém dni může být nadmořská výška na letišti (zvláště ve vysokých nadmořských výškách) tak vysoká, že znemožňuje vzlet, zejména u helikoptér nebo silně naložených letadel.

Tyto typy nadmořské výšky lze vysvětlit jednodušeji jako různé způsoby měření nadmořské výšky:

  • Indikovaná nadmořská výška - nadmořská výška zobrazená na výškoměru.
  • Absolutní nadmořská výška - nadmořská výška, pokud jde o vzdálenost nad zemí přímo pod ní
  • Skutečná nadmořská výška - nadmořská výška, pokud jde o nadmořskou výšku
  • Výška - svislá vzdálenost nad určitým bodem
  • Tlaková nadmořská výška - tlak vzduchu z hlediska nadmořské výšky v mezinárodní standardní atmosféře
  • Hustota výšky - hustota vzduchu z hlediska nadmořské výšky v mezinárodní standardní atmosféře ve vzduchu

V atmosférických studiích

Atmosférické vrstvy

Na Zemská atmosféra je rozdělena do několika výškových oblastí. Tyto regiony začínají a končí v různých výškách v závislosti na ročním období a vzdálenosti od pólů. Nadmořské výšky uvedené níže jsou průměrné:

Kármán linka , v nadmořské výšce 100 kilometrů (62 mi) nad hladinou moře , konvencí definuje představuje hranici mezi atmosférou a prostor . Termosféra a exosféra (spolu s vyššími částmi mezosféry) jsou oblasti atmosféry, které jsou běžně definovány jako prostor.

Vysoká nadmořská výška a nízký tlak

Regiony na zemském povrchu (nebo v jeho atmosféře), které jsou vysoko nad střední hladinou moře, jsou označovány jako vysoká nadmořská výška . Někdy je definována vysoká nadmořská výška, která začíná ve výšce 2400 metrů nad mořem.

Ve vysokých nadmořských výškách je atmosférický tlak nižší než na úrovni hladiny moře. Je to dáno dvěma konkurenčními fyzikálními efekty: gravitací, která způsobuje, že vzduch je co nejblíže zemi; a tepelný obsah vzduchu, který způsobuje, že se molekuly od sebe odrážejí a expandují.

Teplotní profil

Teplotní profil atmosféry je výsledkem interakce mezi zářením a konvekcí . Sluneční světlo ve viditelném spektru dopadá na zem a ohřívá ji. Země pak ohřívá vzduch na povrchu. Pokud by záření bylo jediným způsobem přenosu tepla ze země do vesmíru, skleníkový efekt plynů v atmosféře by udržel zemi zhruba na 333 K (60 ° C; 140 ° F) a teplota by se exponenciálně rozpadala s výškou.

Když je však vzduch horký, má tendenci expandovat, což snižuje jeho hustotu. Horký vzduch má tedy tendenci stoupat a přenášet teplo nahoru. Toto je proces konvekce . Konvekce se dostává do rovnováhy, když kus vzduchu v dané výšce má stejnou hustotu jako jeho okolí. Vzduch je špatný vodič tepla, takže část vzduchu stoupá a klesá bez výměny tepla. Toto je známé jako adiabatický proces , který má charakteristickou křivku tlaku a teploty. Jak se tlak snižuje, teplota klesá. Rychlost poklesu teploty s nadmořskou výškou je známá jako adiabatická rychlost zániku , což je přibližně 9,8 ° C na kilometr (nebo 3,0 ° C na 5 stop) nadmořské výšky.

Všimněte si toho, že přítomnost vody v atmosféře komplikuje proces konvekce. Vodní pára obsahuje latentní výparné teplo . Jak vzduch stoupá a ochlazuje se, nakonec se nasytí a nedokáže zadržet množství vodní páry. Vodní pára kondenzuje (tvoří se mraky ) a uvolňuje teplo, které mění rychlost zániku ze suchého adiabatického cyklu na vlhký adiabatický čas (5,5 ° C na kilometr nebo 1,7 ° C na 1000 stop). Mezinárodní organizace pro civilní letectví (ICAO) v průměru definuje mezinárodní standardní atmosféru (ISA) s teplotní prodlevou 6,49 ° C na kilometr (3,56 ° F na 1000 stop). Skutečná rychlost zániku se může lišit podle nadmořské výšky a místa.

Nakonec si všimněte, že pouze troposféra (až do přibližně 11 kilometrů (36 000 ft) nadmořské výšky) v zemské atmosféře prochází pozoruhodnou konvekcí; ve stratosféře je malá vertikální konvekce.

Účinky na organismy

Lidé

Medicína uznává, že nadmořská výška nad 1 500 metrů (4 900 stop) začíná ovlivňovat člověka a neexistuje žádný záznam o tom, že by lidé žili v extrémních výškách nad 5 500–6 000 metrů (18 000–19 700 stop) déle než dva roky. Jako výška se zvyšuje, atmosférický tlak se zmenšuje, což škodí lidem snížením parciálního tlaku z kyslíku . Nedostatek kyslíku nad 2400 metrů (8000 stop) může způsobit vážná onemocnění, jako je výšková nemoc , plicní edém ve vysoké nadmořské výšce a edém mozku ve vysoké nadmořské výšce . Čím vyšší je nadmořská výška, tím pravděpodobnější jsou závažné efekty. Lidské tělo se dokáže přizpůsobit vysoké nadmořské výšce rychlejším dýcháním, vyšší srdeční frekvencí a úpravou chemie krve. Přizpůsobení se vysoké nadmořské výšce může trvat dny nebo týdny. Nad 8 000 metrů (26 000 stop) (v „ zóně smrti “) je však výšková aklimatizace nemožná.

U trvale žijících obyvatel ve vyšších nadmořských výškách je výrazně nižší celková úmrtnost. Kromě toho existuje vztah mezi reakcí na dávku mezi zvyšující se nadmořskou výškou a snižujícím se výskytem obezity ve Spojených státech. Nedávná hypotéza navíc naznačuje, že vysoká nadmořská výška by mohla chránit před Alzheimerovou chorobou působením erytropoetinu, hormonu uvolňovaného ledvinami v reakci na hypoxii. Lidé žijící ve vyšších nadmořských výškách však mají statisticky významně vyšší míru sebevražd. Příčina zvýšeného rizika sebevraždy zatím není známa.

Sportovci

Pro sportovce má vysoká nadmořská výška dva protichůdné účinky na výkon. U výbušných událostí (sprinty do 400 metrů, skok do dálky , trojskok ) znamená snížení atmosférického tlaku menší atmosférický odpor, což obecně vede ke zlepšení sportovních výkonů. U vytrvalostních závodů (závody na 5 000 a více metrů) je převládajícím efektem snížení kyslíku, což obecně snižuje výkon sportovce ve vysokých nadmořských výškách. Sportovní organizace uznávají vlivy nadmořské výšky na výkon: Mezinárodní asociace atletických federací (IAAF) například označuje rekordní výkony dosažené ve výšce větší než 1 000 metrů (3 300 stop) písmenem „A“.

Sportovci mohou také využít výhody aklimatizace ve výškách ke zvýšení svého výkonu. Stejné změny, které pomáhají tělu vyrovnat se s vysokou nadmořskou výškou, zvyšují výkon zpět na hladinu moře. Tyto změny jsou základem výškového tréninku, který je nedílnou součástí tréninku sportovců v řadě vytrvalostních sportů včetně atletiky, běhu na dálku, triatlonu, cyklistiky a plavání.

Jiné organismy

Snížená dostupnost kyslíku a snížená teplota činí život ve vysokých nadmořských výškách náročným. Navzdory těmto podmínkám prostředí bylo mnoho druhů úspěšně adaptováno ve vysokých nadmořských výškách . Zvířata si vyvinula fyziologické adaptace, aby zlepšila příjem kyslíku a dodávku do tkání, které lze použít k udržení metabolismu. Strategie používané zvířaty k přizpůsobení se vysoké nadmořské výšce závisí na jejich morfologii a fylogenezi . Například malí savci čelí výzvě udržovat tělesné teplo při nízkých teplotách kvůli jejich malému poměru objemu k povrchu. Jelikož se kyslík používá jako zdroj produkce metabolického tepla, je hypobarická hypoxie ve vysokých nadmořských výškách problematická.

Existuje také obecný trend menší velikosti těla a nižší druhové bohatosti ve vysokých nadmořských výškách, pravděpodobně kvůli nižším parciálním tlakům kyslíku. Tyto faktory mohou snížit produktivitu na stanovištích ve vysokých nadmořských výškách, což znamená, že bude k dispozici méně energie pro spotřebu, růst a aktivitu.

Některým druhům, například ptákům, se však ve vysoké nadmořské výšce daří. Ptákům se daří díky fyziologickým vlastnostem, které jsou výhodné pro lety ve vysokých nadmořských výškách.

Viz také

Reference

externí odkazy