Nadmorská výška - Altitude

Z Wikipédie, Voľnej Encyklopédie

Pin
Send
Share
Send

Nadmorská výška alebo výška (tiež niekedy známa ako „hĺbka“) je definovaná na základe kontextu, v ktorom sa používa (letectvo, geometria, geografický prieskum, šport, atmosférický tlak a mnohé ďalšie). Všeobecne platí, že nadmorská výška je meranie vzdialenosti, zvyčajne vo vertikálnom alebo „nahor“ smere, medzi referenciou údaj a bod alebo predmet. Referenčný údaj sa tiež často líši podľa kontextu. Aj keď sa výraz nadmorská výška bežne používa na označenie výška nad morom miesta, v geografia termín prevýšenie je pre toto použitie často preferovaný.

Merania vertikálnej vzdialenosti v smere „nadol“ sa bežne označujú ako hĺbka.

V letectve

Generický Boeing 737-800 križujúci 32 000 stôp. Pod ním je kopa mrakov. Nad ním je živá okolitá modrá obloha.
Lietadlo v cestovnej výške.
Porovnanie vertikálnej vzdialenosti

V letectve môže mať pojem nadmorská výška niekoľko významov a je vždy kvalifikovaný výslovným pridaním modifikátora (napr. „Skutočná nadmorská výška“) alebo implicitne v kontexte komunikácie. Strany, ktoré si vymieňajú informácie o nadmorskej výške, musia mať jasné, ktorá definícia sa používa.[1]

Letecká nadmorská výška sa meria pomocou buď priemerná hladina mora (MSL) alebo miestna úroveň terénu (nad úrovňou terénu alebo AGL) ako referenčný údaj.

Tlaková nadmorská výška delené 30 m je 100 stôp letová hladina, a používa sa nad prechodová nadmorská výška (18 500 stôp (5 500 m) v USA, ale v iných jurisdikciách môže byť až 3 000 stôp (910 m)); takže keď výškomer zobrazuje 18 000 stôp pri štandardnom nastavení tlaku, lietadlo sa údajne nachádza na „letovej hladine 180“. Pri lete v letovej hladine je výškomer vždy nastavený na štandardný tlak (29,92inHg alebo 1013,25hPa).

V pilotnom priestore je definitívnym prístrojom na meranie nadmorskej výšky tlak výškomer, čo je aneroidný barometer s prednou stranou označujúcou vzdialenosť (stopy alebo metre) namiesto atmosferický tlak.

V letectve existuje niekoľko typov nadmorských výšok:

  • Uvedená nadmorská výška je údaj na výškomere, keď je nastavený na miestny barometrický tlak pri strednej hladine mora. V Spojenom kráľovstve sa v oblasti leteckej rádiotelefónie vertikálna vzdialenosť úrovne, bodu alebo objektu považovaného za bod, meraná od strednej hladiny mora; toto sa cez rozhlas označuje ako nadmorská výška. (pozri QNH)[2]
  • Absolútna nadmorská výška je vertikálna vzdialenosť lietadla nad terénom, nad ktorým letí.[1]:ii Môže sa merať pomocou a radarový výškomer (alebo „absolútny výškomer“).[1] Tiež sa označuje ako „výška radaru“ alebo stopy / metre nad úrovňou terénu (AGL).
  • Skutočná nadmorská výška je skutočná nadmorská výška priemerná hladina mora.[1]:ii Zobrazuje sa nadmorská výška upravená o neštandardnú teplotu a tlak.
  • Výška je vertikálna vzdialenosť nad referenčným bodom, obvykle nadmorská výška terénu. využitie rádiotelefónie, vertikálna vzdialenosť úrovne, bodu alebo objektu považovaného za bod, meraná od určeného nulového bodu; toto sa cez rozhlas označuje ako výška, kde uvedený údaj je nadmorská výška letiska (pozri QFE)[2]
  • Tlaková nadmorská výška je nadmorská výška nad štandardnou referenčnou rovinou tlaku vzduchu (zvyčajne 1013,25 milibarov alebo 29,92 palca Hg). Tlaková nadmorská výška sa používa na označenie „letovej hladiny“, ktorá je štandardom pre hlásenie nadmorskej výšky vo vzdušnom priestore triedy A (nad zhruba 18 000 stôp). Tlaková nadmorská výška a uvedená nadmorská výška sú rovnaké, ak je výškomer nastavený na 29,92 palca Hg alebo 1013,25 milibarov.
  • Hustota je nadmorská výška opravená pre non-ISA Medzinárodná štandardná atmosféra atmosférické podmienky. Výkon lietadla závisí od nadmorskej výšky, ktorú ovplyvňuje barometrický tlak, vlhkosť a teplota. Vo veľmi horúci deň môže byť hustota na letisku (najmä na vysokej nadmorskej výške) taká vysoká, že znemožňuje vzlet, najmä pre vrtuľníky alebo silne zaťažené lietadlá.

Tieto typy nadmorskej výšky možno jednoduchšie vysvetliť ako rôzne spôsoby merania nadmorskej výšky:

  • Uvedená nadmorská výška - nadmorská výška uvedená na výškomere.
  • Absolútna nadmorská výška - nadmorská výška, pokiaľ ide o vzdialenosť nad zemou priamo pod ňou
  • Skutočná nadmorská výška - nadmorská výška z hľadiska nadmorskej výšky
  • Výška - vertikálna vzdialenosť nad určitým bodom
  • Tlaková nadmorská výška - the tlak vzduchu z hľadiska nadmorskej výšky v medzinárodnej štandardnej atmosfére
  • Hustota - hustota vzduchu vyjadrená ako nadmorská výška v medzinárodnej štandardnej atmosfére vo vzduchu

V atmosférických štúdiách

Atmosférické vrstvy

The Zemská atmosféra je rozdelená do niekoľkých výškových oblastí. Tieto regióny začínajú a končia v rôznych výškach v závislosti od sezóny a vzdialenosti od pólov. Nadmorské výšky uvedené nižšie sú priemerné hodnoty:[3]

  • Troposféra: povrch do 8 000 metrov (5 mi) pri póloch, 18 000 metrov (11 mi) pri Rovník, končiac tropopauzou
  • Stratosféra: Troposféra do 50 kilometrov (31 mi)
  • Mezosféra: Stratosféra na 85 kilometrov (53 mi)
  • Termosféra: Mezosféra na 675 kilometrov (419 mi)
  • Exosféra: Termosféra do 10 000 kilometrov (6 200 mi)

The Kármánova línia, v nadmorskej výške 100 kilometrov (62 mi) hladina mora, konvenciou definuje predstavuje vymedzenie medzi atmosférou a priestor.[4] Termosféra a exosféra (spolu s vyššími časťami mezosféry) sú oblasti atmosféry, ktoré sa konvenčne definujú ako priestor.

Vysoká nadmorská výška a nízky tlak

Regióny na ZemPovrch (alebo v jeho atmosfére), ktorý je vysoko nad priemernou hladinou mora, sa označuje ako vysoká nadmorská výška. Vysoká nadmorská výška sa niekedy definuje tak, že sa začína vo výške 2 400 metrov nad morom.[5][6][7]

Vo vysokých nadmorských výškach je atmosférický tlak nižší ako na úrovni mora. Môžu za to dva konkurenčné fyzikálne efekty: gravitácia, ktorá spôsobuje, že vzduch je čo najbližšie k zemi; a tepelný obsah vzduchu, ktorý spôsobuje, že sa molekuly od seba odrážajú a rozširujú sa.[8]

Teplotný profil

Teplotný profil atmosféry je výsledkom interakcie medzi žiarenie a konvekcia. Slnečné svetlo v viditeľné spektrum dopadne na zem a zahreje ju. Zem potom ohrieva vzduch na povrchu. Ak žiarenie boli jediným spôsobom prenosu tepla zo zeme do vesmíru, skleníkový efekt plynov v atmosfére by udržiavalo zem zhruba na 333 K (60 ° C; 140 ° F) a teplota by sa s výškou exponenciálne znižovala.[9]

Keď je však vzduch horúci, má tendenciu expandovať, čo znižuje jeho hustotu. Horúci vzduch má teda tendenciu stúpať a prenášať teplo nahor. Toto je proces konvekcia. Konvekcia prichádza do rovnováhy, keď má balík vzduchu v danej nadmorskej výške rovnakú hustotu ako jeho okolie. Vzduch je zlým vodičom tepla, takže väčšina vzduchu stúpa a klesá bez výmeny tepla. Toto je známe ako adiabatický proces, ktorá má charakteristickú krivku tlaku a teploty. Keď sa tlak zníži, teplota klesá. Rýchlosť poklesu teploty so stúpaním je známa ako adiabatická miera zániku, čo predstavuje približne 9,8 ° C na kilometer nadmorskej výšky (alebo 3,0 ° C na 1000 stôp).[9]

Upozorňujeme, že prítomnosť vody v atmosfére komplikuje proces konvekcie. Vodná para obsahuje latentné výparné teplo. Keď vzduch stúpa a ochladzuje, nakoniec sa stáva nasýtený a nedokáže zadržať svoje množstvo vodnej pary. Vodná para kondenzuje (formuje sa oblaky) a uvoľňuje teplo, ktoré mení rýchlosť zániku z rýchlosť suchého adiabatického zániku do vlhká adiabatická rýchlosť zániku (5,5 ° C na kilometer alebo 3 ° F [1,7 ° C] na 1000 stôp).[10]V priemere definuje Medzinárodná organizácia civilného letectva (ICAO) medzinárodná štandardná atmosféra (ISA) s teplotou rýchlosť zániku 6,49 ° C na kilometer (3,56 ° F na 1 000 stôp).[11] Skutočná rýchlosť zániku sa môže líšiť v závislosti od nadmorskej výšky a polohy.

Nakoniec si všimnite, že iba troposféra (do približne 11 kilometrov nadmorskej výšky) v zemskej atmosfére prechádza výraznou konvekciou; v stratosféra, je len malá vertikálna konvekcia.[12]

Účinky na organizmy

Ľudia

Medicína uznáva, že nadmorská výška nad 1 500 metrov (4 900 ft) začína ovplyvňovať ľudí,[13] a neexistujú žiadne záznamy o ľuďoch žijúcich v extrémnych nadmorských výškach nad 5 500–6 000 metrov (18 000–19 700 ft) dlhšie ako dva roky.[14] S pribúdajúcou nadmorskou výškou klesá atmosférický tlak, ktorý ovplyvňuje ľudí znižovaním čiastočný tlak z kyslík.[15] Nedostatok kyslíka nad 2 400 metrov (8 000 ft) môže spôsobiť vážne choroby ako napr výšková choroba, pľúcny edém vo vysokej nadmorskej výškea mozgový edém vo vysokej nadmorskej výške.[7] Čím vyššia je nadmorská výška, tým sú pravdepodobnejšie vážne účinky.[7] Ľudské telo môže prispôsobiť sa vysokej nadmorskej výške rýchlejším dýchaním, vyššou srdcovou frekvenciou a úpravou jeho krvnej chémie.[16][17] Môže trvať niekoľko dní alebo týždňov, kým sa človek prispôsobí vysokej nadmorskej výške. Avšak nad 8 000 metrov (26 000 ft) (v „zóna smrti"), výšková aklimatizácia sa stáva nemožnou.[18]

Celková úmrtnosť obyvateľov s trvalým pobytom vo vyšších nadmorských výškach je výrazne nižšia.[19] Okrem toho existuje vzťah medzi dávkou a reakciou medzi zvýšením nadmorskej výšky a znížením prevalencie obezity v Spojených štátoch.[20] Okrem toho nedávna hypotéza naznačuje, že vysoká nadmorská výška by mohla chrániť pred Alzheimerovou chorobou pôsobením erytropoetínu, hormónu uvoľňovaného obličkami v reakcii na hypoxiu.[21]Avšak ľudia žijúci vo vyšších polohách majú štatisticky významne vyššiu mieru samovrážd.[22] Príčina zvýšeného rizika samovrážd zatiaľ nie je známa.[22]

Športovci

Pre športovcov má vysoká nadmorská výška dva protichodné účinky na výkon. Pre výbušné udalosti (šprinty do 400 metrov, skok do diaľky, trojitý skok) Zníženie atmosférického tlaku znamená menší atmosférický odpor, ktorý všeobecne vedie k zlepšeniu športového výkonu.[23] Pri vytrvalostných pretekoch (preteky 5 000 metrov a viac) je hlavným účinkom zníženie kyslíka, ktoré všeobecne znižuje výkonnosť športovca vo vysokej nadmorskej výške. Športové organizácie uznávajú vplyv nadmorskej výšky na výkon: Medzinárodná asociácia atletických federácií (IAAF) napríklad označuje rekordné výkony dosiahnuté vo výške nad 1 000 metrov písmenom „A“.[24]

Športovci tiež môžu využiť zvýšenú aklimatizáciu na zvýšenie svojej výkonnosti. Rovnaké zmeny, ktoré pomáhajú telu vyrovnať sa s vysokou nadmorskou výškou, zvyšujú výkonnosť späť na hladinu mora.[25][26] Tieto zmeny sú základom výškový tréning ktorá je neoddeliteľnou súčasťou prípravy športovcov v mnohých vytrvalostných športoch vrátane atletiky, behu na diaľku, triatlonu, cyklistiky a plávania.

Iné organizmy

Znížená dostupnosť kyslíka a znížená teplota sťažujú život vo vysokej nadmorskej výške. Napriek týmto podmienkam prostredia sa veľa druhov úspešne darilo prispôsobené vo vysokých nadmorských výškach. Zvieratá vyvinuli fyziologické adaptácie na zvýšenie absorpcie a dodania kyslíka do tkanív, ktoré sa dajú použiť na udržanie metabolizmu. Stratégie, ktoré používajú zvieratá na prispôsobenie sa vysokej nadmorskej výške, závisia od ich tvaroslovie a fylogenéza. Napríklad malé cicavce čelia výzve udržiavania telesného tepla pri nízkych teplotách kvôli ich malému pomeru objemu a povrchu. Pretože sa kyslík používa ako zdroj produkcie metabolického tepla, je hypobarická hypoxia vo vysokých nadmorských výškach problematická.

Existuje tiež všeobecný trend menších a menších rozmerov tela druhová bohatosť vo vysokých nadmorských výškach, pravdepodobne v dôsledku nižších parciálnych tlakov kyslíka.[27] Tieto faktory sa môžu znižovať produktivita vo vysokohorských biotopoch znamená, že bude k dispozícii menej energie na spotrebu, rast a aktivitu.[28]

Niektorým druhom, napríklad vtákom, sa však darí vo vysokej nadmorskej výške.[29] Vtákom sa darí vďaka fyziologickým vlastnostiam, ktoré sú výhodné pre let vo vysokej nadmorskej výške.

Pozri tiež

Referencie

  1. ^ a b c d Letecká navigácia. Ministerstvo letectva. 1. decembra 1989. AFM 51-40.
  2. ^ a b Príručka o rádiotelefónii. Úrad civilného letectva Spojeného kráľovstva. 1. januára 1995. ISBN 978-0-86039-601-7. CAP413.
  3. ^ „Vrstvy atmosféry“. JetStream, národná meteorologická služba online, meteorologická škola. Národná meteorologická služba. Archivované z pôvodného 19. decembra 2005. Získané 22. decembra 2005.
  4. ^ Dr. Sanz Fernández de Córdoba (24. júna 2004). „Hranica 100 km pre astronautiku“. Fédération Aéronautique Internationale. Archivované od pôvodné dňa 9. augusta 2011.
  5. ^ Websterov nový lekársky slovník. Wiley. 2008. ISBN 978-0-470-18928-3.
  6. ^ „Výukový program pre nadmorskú výšku“. Medzinárodná spoločnosť pre horskú medicínu. Archivované od pôvodné dňa 19. júla 2011. Získané 22. júna 2011.
  7. ^ a b c Cymerman, A; Rock, PB (1994). „Lekárske problémy vo vysokohorskom prostredí. Príručka pre lekárov“. USARIEM-TN94-2. Výskumný ústav americkej armády technickej správy divízie environmentálnej medicíny tepelná a horská medicína. Citovať časopis vyžaduje | denník = (Pomoc)
  8. ^ "Atmosferický tlak". NOVA Online Everest. Služba verejného vysielania. Archivované z pôvodného dňa 25. januára 2009. Získané 23. januára 2009.
  9. ^ a b Goody, Richard M .; Walker, James C.G. (1972). „Atmosférické teploty“ (PDF). Atmosféry. Prentice-Hall.
  10. ^ „Suchá adiabatická rýchlosť zániku“. tpub.com. Archivované od pôvodné dňa 3. júna 2016. Získané 2. mája 2016.
  11. ^ Príručka k štandardnej atmosfére ICAO (rozšírená na 80 kilometrov (262 500 stôp)) (Tretie vydanie). Medzinárodná organizácia civilného letectva. 1993. ISBN 978-92-9194-004-2. Doc 7488-CD.
  12. ^ „Stratosféra: prehľad“. UCAR. Získané 2. mája 2016.
  13. ^ „Výukový program pre nelekárov“. Medzinárodná spoločnosť pre horskú medicínu. Archivované od pôvodné dňa 23. decembra 2005. Získané 22. decembra 2005.
  14. ^ West, JB (2002). "Najvyššie trvalé bydlisko človeka". Lekárska biológia s vysokou nadmorskou výškou. 3 (4): 401–407. doi:10.1089/15270290260512882. PMID 12631426.
  15. ^ Peacock, Andrew J (17. októbra 1998). „Kyslík vo vysokej nadmorskej výške“. British Medical Journal. 317 (7165): 1063–1066. doi:10.1136 / bmj.317.7165.1063. PMC 1114067. PMID 9774298.
  16. ^ Young, Andrew J .; Reeves, John T. (2002). "21". Adaptácia človeka na veľkú suchozemskú nadmorskú výšku. In: Lekárske aspekty drsného prostredia. 2. Borden Institute, Washington, DC. Archivované z pôvodného dňa 11. januára 2009.
  17. ^ Muza, SR; Fulco, CS; Cymerman, A (2004). „Sprievodca aklimatizáciou nadmorskej výšky“. Výskumný ústav americkej armády Technická správa divízie environmentálnej medicíny, tepelnej a horskej medicíny (USARIEM – TN – 04–05). Získané 5. marca 2009.
  18. ^ „Everest: Zóna smrti“. Nova. PBS. 24. februára 1998.
  19. ^ West, John B. (január 2011). „Vzrušujúce časy pri štúdiu obyvateľov s vysokou nadmorskou výškou“. Medicína a biológia veľkých výšok. 12 (1): 1. doi:10.1089 / šunka.2011.12101. PMID 21452955.
  20. ^ Voss, JD; Masuoka, P; Webber, BJ; Scher, AI; Atkinson, RL (2013). „Asociácia elevácie, urbanizácie a teploty okolia s prevalenciou obezity v Spojených štátoch“. Medzinárodný vestník obezity. 37 (10): 1407–1412. doi:10.1038 / ijo.2013.5. PMID 23357956.
  21. ^ Ismailov, RM (júl - september 2013). „Erytropoetín a epidemiológia Alzheimerovej choroby“. Alzheimer Dis. Doc. Disord. 27 (3): 204–6. doi:10.1097 / WAD.0b013e31827b61b8. PMID 23314061.
  22. ^ a b Brenner, Barry; Cheng, David; Clark, nedeľa; Camargo, Carlos A., Jr (jar 2011). „Pozitívne spojenie medzi výškou a samovraždou v 2584 štátoch USA“. Medicína a biológia veľkých výšok. 12 (1): 31–5. doi:10.1089 / šunka.2010.1058. PMC 3114154. PMID 21214344.
  23. ^ Ward-Smith, AJ (1983). "Vplyv aerodynamických a biomechanických faktorov na výkon pri skoku do diaľky". Časopis biomechaniky. 16 (8): 655–658. doi:10.1016/0021-9290(83)90116-1. PMID 6643537.
  24. ^ „Halové zoznamy sveta IAAF 2012“ (PDF). Štatistický úrad IAAF. 9. marca 2012. Archivované od pôvodné (PDF) dňa 22. októbra 2013.
  25. ^ Wehrlin, JP; Zuest, P; Hallén, J; Marti, B (jún 2006). „Ži na vysokej úrovni - trénuj nízko po dobu 24 dní zvyšuje hmotnosť hemoglobínu a objem červených krviniek u elitných vytrvalostných športovcov.“ J. Appl. Physiol. 100 (6): 1938–45. doi:10.1152 / japplphysiol.01284.2005. PMID 16497842.
  26. ^ Gore, CJ; Clark, SA; Saunders, PU (september 2007). „Nehematologické mechanizmy zlepšenia výkonu morskej hladiny po hypoxickej expozícii“. Med Sci Sports Exerc. 39 (9): 1600–9. doi:10,1249 / mss.0b013e3180de49d3. PMID 17805094.
  27. ^ Jacobsen, dekan (24. septembra 2007). „Nízky tlak kyslíka ako hybný faktor pre výškový pokles bohatosti taxónov prúdiacich makrobezobratlých“. Oecologia. 154 (4): 795–807. Bibcode:2008Oecol.154..795J. doi:10.1007 / s00442-007-0877-x. PMID 17960424.
  28. ^ Rasmussen, Joseph B .; Robinson, Michael D .; Hontela, Alice; Heath, Daniel D. (8. júla 2011). „Metabolické vlastnosti pstruha bezohľadného na západe predstaveného pstruha dúhového a jeho hybridov v ekotonálnej hybridnej zóne pozdĺž výškového gradientu“. Biologický vestník Linneanskej spoločnosti. 105: 56–72. doi:10.1111 / j.1095-8312.2011.01768.x.
  29. ^ McCracken, K. G .; Barger, CP; Bulgarella, M; Johnson, KP; a kol. (Október 2009). „Paralelný vývoj v hlavných génoch hemoglobínu ôsmich druhov vodného vtáctva Andského“. Molekulárna evolúcia. 18 (19): 3992–4005. doi:10.1111 / j.1365-294X.2009.04352.x. PMID 19754505.

vonkajšie odkazy

Pin
Send
Share
Send