Следующий шаг учесть изменение высоты по плотности и температуре. Следующая таблица дает такую возможность.
Мы видим, что высота по плотности увеличивается на 135–220 м на каждые 5 °C. проиллюстрируем на примере, как определить высоту по плотности.
Примем наше местное давление равным 812,1 гПа и температуру — 27 °C. Смотрим в таблицу стандартных атмосфер и находим, что 812,1 гПа соответствует 1829 м. Теперь наша реальная высота может быть больше или меньше в зависимости от того, какая барическая система на данной территории. Далее смотрим в таблицу высоты по плотности, находим 1829 м и под ней напротив 27 °C находим нашу высоту 2625 м.
Большинство спортивной авиации не сталкивается с условиями слепого полета, потому мы здесь не будем подробно останавливаться на факте изменения давления во время полета из-за перемещения барической системы или при дальних полетах при пересечении изобар. Но мы должны пони мать влияние изменения давления на высотомер. При повышении давления на данной территории, высотомер будет показывать уменьшение высоты.
Как же определить истинную высоту? Это возможно только в случае, если мы знаем местную истинную высоту. Международная система, называемая Q кодом, связывает соотношение давления и высоты. Код обозначает следующее:
QFE — давление на уровне аэродрома. Мы знаем QFE, когда перед взлетом выставляем наш высотомер на ноль. В4 этом случае прибор показывает высоту над аэродромом до тех пор, пока не произойдет изменение давления на аэродроме.
QNH — давление на аэродроме, приведенное к уровню моря по стандартной атмосфере. Ему соответствует барометрическая высота над уровнем моря. Если в высотомер ввести QNH, то он будет показывать высоту полета над уровнем моря.
QNE — высотомер показывает высоту, если давление над уровнем моря 1013,25 мб. QNE — тоже, что и барометрическая высота. QNH эквивалентно QNE, когда давление на уровне моря 1013,25 мб.
На самом деле наши высотомеры никогда не показывают истинную высоту потому, что условия, соответствующие стандартной атмосфере практически не встречаются, а приборы оттарированы на изменение показаний высоты в соответствии со стандартным изменением давления. Это общая проблема, и все высотомеры страдают этим в одинаковой мере. Точность их показаний вполне достаточна для полетов.
В векторном анализе сила отклонения, действующая на материальную точку определяется:
D = 2∙m∙V∙ω∙Sin φ,
где m — масса материальной точки,
V — скорость частицы
ω — угловая скорость земли = 2∙π — радиан/час
φ — широта
Из этой формулы видно, что чем больше широта, тем больше эффект Кориолиса. Эта сила максимальна на полюсах и равна нулю на экваторе. Также замечаем, что сила пропорциональна скорости точки. Если V = 0, то D = 0.
В северном полушарии эта сила направлена вправо от движущейся точки. Если точка движется от центра высокого давления, то она будет заворачивать вправо и двигаться вокруг центра. Это движение инициирует центробежную силу, которая имеет тенденцию уменьшать градиент давления. Противоположная картина наблюдается в области пониженного давления. Здесь ветер вокруг центра низкого давления имеет тенденцию быть сильнее, чем в антициклоне. Торнадо, ураганы, смерчи возникают именно в циклонах.
Причину возникновения теплых сухих ветров (chinook, фен и др.). которые дуют на подветренных склонах, можно понять проанализировав изменение температуры воздуха, движущегося над возвышенностью. На рисунке через дробь указаны слева температура воздуха, а справа температура точки росы.
Воздух поднимается адиабатически (без обмена теплом, охлаждаясь примерно 1 °C/100 м из-за расширения) пока не достигнет высоты точки росы (в данном случае 1220 м), где начнется конденсация. С превращением водяных паров в дождь выделяется дополнительное тепло и воздух уже меньше охлаждается (примерно 0,82 °C/100 м). Это продолжается до вершины горы. На подветренном склоне воздух быстро нагревается сжимаясь и конденсация прекращается. В дополнение воздух нагревается примерно 1 °C/100 м и температура на подветренном склоне выше чем на той же высоте наветренного склона. Кроме того воздух очень сухой из-за того, что отдал много влаги осадками.