Высота

Высота - это измерение расстояния, обычно в вертикальном или «вверх» направлении, между эталонной базовой и точкой или объектом. Точное определение и эталонная база варьируются в зависимости от контекста (например, авиация, геометрия, географическое обследование, спорт или атмосферное давление). Хотя термин высота обычно используется для значения высоты над уровнем моря местоположения, в географии термин высота часто предпочитает для этого использования.
В авиации высота обычно измеряется относительно среднего уровня моря или выше уровня земли, чтобы обеспечить безопасную навигацию и полетные операции. В геометрии и географических исследованиях высота помогает создавать точные топографические карты и понять высоту рельефа. Для высокогорного похода и спорта, знание и адаптация к высоте жизненно важно для производительности и безопасности. Более высокие высоты означают снижение уровня кислорода, что может привести к высотной болезни, если не будут приняты правильные меры акклиматизации.
Измерения вертикального расстояния в направлении «вниз» обычно называются глубиной .
В авиации
[ редактировать ]
В этом разделе нужны дополнительные цитаты для проверки . ( Декабрь 2018 г. ) |


Термин «высота» может иметь несколько значений и всегда квалифицируется путем явного добавления модификатора (например, «истинная высота») или неявно через контекст общения. Стороны обмена информацией о высоте должны быть ясны, какое определение используется.
Высота авиации измеряется с использованием среднего уровня моря (MSL) или локального уровня земли (над уровнем земли или AGL) в качестве эталонной даты.
Высота давления, разделенная на 100 футов (30 м), является уровнем полета и используется выше высоты перехода (18 000 футов (5500 м) в США, но может составлять всего 3000 футов (910 м) в других юрисдикциях). Таким образом, когда альтимер считывает уровень полета для конкретного страны на стандартном настройке давления, говорят, что на уровне полета XXX/100 »находится« Уровень полета XXX/100 »(где XXX-высота перехода). При полете на уровне полета Altimeter всегда устанавливается на стандартное давление (29,92 дюйма или 1013,25 гПа ).
На летной палубе определяющим инструментом для измерения высоты является альтимиметр давления , который представляет собой анероидный барометр с передней поверхностью, указывающей на расстояние (футы или метры) вместо атмосферного давления .
В авиации есть несколько типов высоты:
- Указанная высота - это показания на альтиметре, когда он устанавливается на локальное барометрическое давление на среднем уровне моря . В британском авиационном радиотелефонии использование вертикального расстояния уровня, точки или объекта, рассматриваемого в качестве точки, измеряемого по среднему уровню моря ; Это называется по радио как высота (см. QNH ) [ 2 ]
- Абсолютная высота - это вертикальное расстояние от самолета над местностью, по которой он летит. [ 3 ] : ii Его можно измерить с помощью радиолокационного альтиметра (или «абсолютного альтиметра»). [ 3 ] Также называется «высота радара» или футов/метры над уровнем земли (AGL).
- Истинная высота - это фактическая высота выше среднего уровня моря . [ 3 ] : ii Это указано, что высота корректируется для нестандартной температуры и давления.
- Высота - это вертикальное расстояние над контрольной точкой, как правило, высота местности. В британском авиационном радиотелефонии использование вертикального расстояния уровня, точки или объекта, рассматриваемого в качестве точки, измеряемого по указанной датумам ; Это называется по радио как высота , где указанная база - это высота аэродрома (см. QFE ) [ 2 ]
- Высота давления -это высота выше стандартной плоскости воздушного давления на дато-да ом (как правило, 1013,25 миллибар или 29,92 "рт. Ст. Примерно 18 000 футов).
- Высота плотности является скорректированной высотой для атмосферных условий международной атмосферной атмосферы, не являющейся ИСА . Производительность самолета зависит от высоты плотности, на которую влияет барометрическое давление, влажность и температура. В очень жаркий день высота плотности в аэропорту (особенно на высокой высоте) может быть настолько высокой, что исключает взлет, особенно для вертолетов или сильно загруженных самолетов.
Эти типы высоты можно объяснить более просто как различные способы измерения высоты:
- Указанная высота - высота, показанная на альтиметре.
- Абсолютная высота - высота в терминах расстояния над землей непосредственно внизу
- Истинная высота - высота с точки зрения высоты над уровнем моря
- Высота - вертикальное расстояние над определенной точкой
- Высота давления - давление воздуха с точки зрения высоты в международной стандартной атмосфере
- Высота плотности - плотность воздуха с точки зрения высоты в международной стандартной атмосфере в воздухе
В спутниковых орбитах
[ редактировать ]
- Трансатмосферная орбита (дао)
- Геоцентрические орбиты с высотами в апогее выше 100 км (62 мили) и перигея , которые пересекаются с определенной атмосферой . [ 4 ]
- Низкая земля орбита (Лео)
- Геоцентрические орбиты в диапазоне на высоте от 160 км (100 миль) до 2000 км (1200 миль) выше среднего уровня моря . При 160 км одна революция занимает приблизительно 90 минут, а круговая орбитальная скорость составляет 8 км/с (26 000 футов/с).
- Средняя орбита Земли (MEO)
- Геоцентрические орбиты с высотами в апогеи в диапазоне от 2000 км (1200 миль) и орбитой геосинхронной орбиты на уровне 35 786 км (22 236 миль).
- Геосинхронная орбита (гео)
- Геоцентрическая круговая орбита с высотой 35 786 км (22 236 миль). Период орбиты равен один сидеровский день , совпадая с периодом вращения земли. Скорость составляет приблизительно 3 км/с (9800 футов/с).
- Высокая земля орбита (HEO)
- Геоцентрические орбиты с высотами в апогее выше, чем у геосинхронной орбиты. Особым случаем высокой орбиты Земли является эллиптическая орбита , где высота в перигее составляет менее 2000 км (1200 миль). [ 5 ]
В атмосферных исследованиях
[ редактировать ]Атмосферные слои
[ редактировать ]Атмосфера Земли разделена на несколько областей высоты. Эти регионы начинаются и заканчиваются на разных высотах в зависимости от сезона и расстояния от полюсов. Высоты, указанные ниже, средние: [ 6 ]
- Тропосфера : поверхность до 8000 метров (5,0 миль) на полюсах, 18 000 метров (11 миль) на экваторе , заканчиваясь на тропопаузе
- Стратосфера : тропосфера до 50 километров (31 миль)
- Мезосфера : стратосфера до 85 километров (53 мили)
- Термосфера : мезосфера до 675 километров (419 миль)
- Экзосфера : термосфера до 10 000 километров (6200 миль)
Линия Кармана , на высоте 100 километров (62 мили) над уровнем моря , по конференции определяет, представляет демаркацию между атмосферой и пространством . [ 7 ] Термосфера и экзосфера (наряду с более высокими частями мезосферы) являются областями атмосферы, которые обычно определяются как пространство.
Высокая высота и низкое давление
[ редактировать ]Области на поверхности Земли (или в ее атмосфере), которые высоки выше среднего уровня моря, называются высокой высотой . Иногда высота определяется для начала 2400 метров (8000 футов) над уровнем моря. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
На большой высоте атмосферное давление ниже, чем на уровне моря. Это связано с двумя конкурирующими физическими последствиями: гравитацией, что приводит к тому, что воздух будет как можно ближе к земле; и тепловое содержание воздуха, которое заставляет молекулы отскакивать друг друга и расширяться. [ 11 ]
Температурный профиль
[ редактировать ]Температурный профиль атмосферы является результатом взаимодействия между радиацией и конвекцией . Солнечный свет в видимом спектре попадает на землю и нагревает его. Затем земля нагревает воздух на поверхности. Если бы излучение было единственным способом перенести тепло от земли в космос, парниковый эффект газов в атмосфере сохранил бы землю примерно на 333 К (60 ° C; 140 ° F), и температура была бы распадана в геометрической форме с высотой. [ 12 ]
Однако, когда воздух горячий, он имеет тенденцию расширяться, что снижает его плотность. Таким образом, горячий воздух имеет тенденцию подниматься и переносит тепло вверх. Это процесс конвекции . Конвекция достигает равновесия, когда участок воздуха на данной высоте имеет такую же плотность, как и его окружение. Воздух - плохой проводник тепла, поэтому посылка воздуха будет подниматься и упасть без обмена тепла. Это известно как адиабатический процесс , который имеет характерную кривую давления температуры. По мере того, как давление становится ниже, температура уменьшается. Скорость снижения температуры с повышением известна как адиабатическая скорость перерыва , которая составляет приблизительно 9,8 ° C на километр (или 5,4 ° F [3,0 ° C] на 1000 футов) высоты. [ 12 ]
Присутствие воды в атмосфере усложняет процесс конвекции. Водяной пары содержит скрытое тепло испарения . Когда воздух поднимается и охлаждается, он в конечном итоге становится насыщенным и не может удерживать свое количество водяного пара. Водяной пары конденсируется (образуя облака ) и выделяет тепло, что изменяет скорость прохождения от сухой адиабатической скорости до влажной адиабатической скорости (5,5 ° C на километр или 3 ° F [1,7 ° C] на 1000 футов). [ 13 ] В среднем Международная организация гражданской авиации (ICAO) определяет международную стандартную атмосферу (ISA) с скоростью температуры 6,49 ° C на километр (3,56 ° F на 1000 футов). [ 14 ] Фактическая скорость падения может варьироваться в зависимости от высоты и по местоположению.
Наконец, только тропосфера (примерно до 11 километров (36 000 футов) высоты) в атмосфере Земли подвергается заметной конвекции; В стратосфере есть небольшая вертикальная конвекция. [ 15 ]
Влияние на организмы
[ редактировать ]Люди
[ редактировать ]Медицина признает, что высоты выше 1500 метров (4900 футов) начинают влиять на людей, [ 16 ] И нет записей о людях, живущих на крайних высотах, превышающих 5500–6000 метров (18 000–19 700 футов) в течение более двух лет. [ 17 ] Когда высота увеличивается, атмосферное давление уменьшается, что поражает людей, снижая давление кислорода парциальное . [ 18 ] Отсутствие кислорода свыше 2400 метров (8000 футов) может вызвать серьезные заболевания, такие как высота болезнь , отек высокого легочного отек и отек высоты головного мозга . [ 10 ] Чем выше высота, тем более вероятно, что серьезные последствия. [ 10 ] Человеческое тело может адаптироваться к большой высоте , быстро дыша, имея более высокую частоту сердечных сокращений и регулируя химию крови. [ 19 ] [ 20 ] Чтобы адаптироваться к большой высоте может потребоваться дни или недели. Однако выше 8000 метров (26 000 футов) (в « зоне смерти ») акклиматизация высоты становится невозможной. [ 21 ]
Существует значительно более низкий общий уровень смертности для постоянных жителей на более высоких высотах. [ 22 ] Кроме того, существует взаимосвязь реакции дозы между увеличением повышения и уменьшением распространенности ожирения в Соединенных Штатах. [ 23 ] Кроме того, недавняя гипотеза предполагает, что большая высота может быть защитной против болезни Альцгеймера посредством действия эритропоэтина, гормона, выпущенного почками в ответ на гипоксию. [ 24 ] Тем не менее, люди, живущие на более высоких высотах, имеют статистически значимый более высокий уровень самоубийства. [ 25 ] Причина повышенного риска самоубийства до сих пор неизвестна. [ 25 ]
Спортсмены
[ редактировать ]Для спортсменов высокая высота оказывает два противоречивых эффекта на производительность. Для взрывных событий (спринты до 400 метров, прыжки в длину , тройной прыжок ) снижение атмосферного давления означает меньшую атмосферную сопротивление, что обычно приводит к улучшению спортивных показателей. [ 26 ] Для событий на выносливость (гонки 5000 метров или более) преобладающим эффектом является снижение кислорода, которое обычно снижает эффективность спортсмена на большой высоте. Спортивные организации признают влияние высоты на производительность: Например, Международная ассоциация спортивных федераций (IAAF) отмечает рекордные выступления, достигнутые на высоте более 1000 метров (3300 футов) с буквой «A». [ 27 ]
Спортсмены также могут воспользоваться преимуществами акклиматизации высоты, чтобы повысить свою производительность. Те же изменения, которые помогают организму справиться с высокой высотой, повышают производительность на уровне моря. [ 28 ] [ 29 ] Эти изменения являются основой для тренировок на высоте, которая составляет неотъемлемую часть тренировок спортсменов в ряде спортивных видов выносливости, включая легкую атлетику, дистанционную бег, триатлон, велосипедную или плавание.
Другие организмы
[ редактировать ]Снижение доступности кислорода и снижение температуры делают срок службы на высокой высоте. Несмотря на эти условия окружающей среды, многие виды были успешно адаптированы на больших высотах . Животные разработали физиологические адаптации для усиления поглощения и доставки кислорода в ткани, которые можно использовать для поддержания метаболизма. Стратегии, используемые животными для адаптации к большой высоте, зависят от их морфологии и филогения . Например, мелкие млекопитающие сталкиваются с проблемой поддержания тепла тела при холодных температурах из -за их небольшого объема к площади поверхности. Поскольку кислород используется в качестве источника метаболической тепловыделения, гипобарическая гипоксия на больших высотах проблематична.
Существует также общая тенденция меньшего размера тела и более низкого богатства видов на больших высотах, вероятно, из -за более низкого частичного давления кислорода. [ 30 ] Эти факторы могут снизить производительность в высокой высоте среды обитания, что означает, что для потребления, роста и активности будет доступно меньше энергии. [ 31 ]
Однако некоторые виды, такие как птицы, процветают на большой высоте. [ 32 ] Птицы процветают из-за физиологических особенностей, которые выгодны для высокогорного полета.
Смотрите также
[ редактировать ]- Атмосфера Земли
- Гробовой угол (аэродинамика) На более высоких высотах плотность воздуха ниже, чем на уровне моря. На определенной высоте очень трудно сохранить самолет в стабильном полете.
- Геоцентрическая высота
- Рядом с космосом
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Стратосфера - обзор» . Scied.ucar.edu . Университетская корпорация по атмосферным исследованиям . Получено 6 февраля 2021 года .
- ^ Jump up to: а беременный Руководство для радиотелефонии . Управление гражданской авиации Великобритании. 1 января 1995 г. ISBN 978-0-86039-601-7 Полем CAP413.
- ^ Jump up to: а беременный в Аэродинамическая навигация . Департамент ВВС. 1 декабря 1989 года. АСМ 51-40.
- ^ Макдауэлл, Джонатан (24 мая 1998 г.). «Космический отчет Джонатана» .
Трансатмосферная орбита (дао): орбитальный полет с перигеем менее 80 км, но более нуля. Потенциально используется миссиями Aerobraking и трансатмосферными транспортными средствами, а также на некоторых временных этапах орбитального полета (например, STS Pre OMS-2, некоторые неудачи при перезапуске с апогеем)
- ^ Определения геоцентрических орбит из Центра космического полета Годдарда Архивировали 27 мая 2010 г. на машине Wayback
- ^ «Слои атмосферы» . JetStream, Национальная метеорологическая служба онлайн -погоды . Национальная служба погоды. Архивировано из оригинала 19 декабря 2005 года . Получено 22 декабря 2005 года .
- ^ Доктор С. Санз Фернандес де Кордоба (24 июня 2004 г.). «Граница 100 км для астронавтики» . Fédération Aéronautique Internationale . Архивировано из оригинала 9 августа 2011 года.
- ^ Медицинский словарь Нового Света Вебстера . Уайли. 2008. ISBN 978-0-470-18928-3 Полем Архивировано из оригинала 8 декабря 2011 года . Получено 27 апреля 2010 года .
- ^ «Учебное пособие по высоте» . Международное общество горной медицины. Архивировано из оригинала 19 июля 2011 года . Получено 22 июня 2011 года .
- ^ Jump up to: а беременный в Cymerman, A; Рок, П.Б. (1994). «Проблемы со здоровьем в высокой горной среде. Справочник для медицинских работников» . USARIEM-TN94-2. Исследование армии США Inst. Технического отчета об экологической медицине Тепловая и горная медицина. Архивировано из оригинала 23 апреля 2009 года . Получено 5 марта 2009 года .
{{cite journal}}
: CITE Journal требует|journal=
( Помощь ) CS1 MANE: Непредный URL ( ссылка ) - ^ «Атмосферное давление» . Nova Online Everest . Общественная служба вещания. Архивировано из оригинала 25 января 2009 года . Получено 23 января 2009 года .
- ^ Jump up to: а беременный Гуди, Ричард М.; Уокер, Джеймс К.Г. (1972). «Атмосферные температуры» (PDF) . Атмосферы . Прентис-Холл. Архивировано из оригинала (PDF) 29 июля 2016 года . Получено 2 мая 2016 года .
- ^ «Сухая адиабатическая скорость» . tpub.com. Архивировано с оригинала 3 июня 2016 года . Получено 2 мая 2016 года .
- ^ Руководство по стандартной атмосфере ИКАО (продлено до 80 километров (262 500 футов)) (третье изд.). Международная организация гражданской авиации . 1993. ISBN 978-92-9194-004-2 Полем DOC 7488-CD.
- ^ «Стратосфера: обзор» . UCAR . Получено 2 мая 2016 года .
- ^ «Учебное пособие по высоте нефизика» . Международное общество горной медицины. Архивировано из оригинала 23 декабря 2005 года . Получено 22 декабря 2005 года .
- ^ West, JB (2002). «Высшее постоянное человеческое жилье». Высоко высокая медицинская биология . 3 (4): 401–407. doi : 10.1089/15270290260512882 . PMID 12631426 .
- ^ Павлин, Эндрю Дж (17 октября 1998 г.). «Кислород на большой высоте» . Британский медицинский журнал . 317 (7165): 1063–1066. doi : 10.1136/bmj.317.7165.1063 . PMC 1114067 . PMID 9774298 .
- ^ Янг, Эндрю Дж.; Ривз, Джон Т. (2002). "21" . Человеческая адаптация к высокой земной высоте. В кн.: Медицинские аспекты суровой среды . Тол. 2. Борденский институт, Вашингтон, округ Колумбия. Архивировано из оригинала 11 января 2009 года.
{{cite book}}
: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка ) - ^ Муза, ср; Fulco, CS; Cymerman, A (2004). «Руководство по акклиматизации высоты» . Исследование армии США Inst. Технический отчет по экологической медицине Тепловой и горной медицины (USARIEM - TN - 04–05). Архивировано из оригинала 23 апреля 2009 года . Получено 5 марта 2009 года .
{{cite journal}}
: Cs1 maint: непредвзятый URL ( ссылка ) - ^ «Эверест: зона смерти» . Новая Пбс. 24 февраля 1998 года.
- ^ Запад, Джон Б. (январь 2011 г.). «Захватывающие времена в изучении постоянных жителей большой высоты». Высоко высокая медицина и биология . 12 (1): 1. DOI : 10.1089/Ham.2011.12101 . PMID 21452955 .
- ^ Восс, JD; Масуока, P; Уэббер, BJ; Шер, ИИ; Аткинсон, Р.Л. (2013). «Ассоциация высоты, урбанизации и температуры окружающей среды с распространенностью ожирения в Соединенных Штатах» . Международный журнал ожирения . 37 (10): 1407–1412. doi : 10.1038/ijo.2013.5 . PMID 23357956 .
- ^ Исмайлов, RM (июль -сентябрь 2013 г.). «Эритропоэтин и эпидемиология болезни Альцгеймера». Альцгеймер Дис. Ассоциация Расстройство 27 (3): 204–6. doi : 10.1097/wad.0b013e31827b61b8 . PMID 23314061 . S2CID 32245379 .
- ^ Jump up to: а беременный Бреннер, Барри; Ченг, Дэвид; Кларк, воскресенье; Камарго, Карлос А. младший (весна 2011 г.). «Положительная связь между высотой и самоубийством в 2584 округах США» . Высоко высокая медицина и биология . 12 (1): 31–5. doi : 10.1089/ham.2010.1058 . PMC 3114154 . PMID 21214344 .
- ^ Ward-Smith, AJ (1983). «Влияние аэродинамических и биомеханических факторов на производительность прыжка в длину». Журнал биомеханики . 16 (8): 655–658. doi : 10.1016/0021-9290 (83) 90116-1 . PMID 6643537 .
- ^ «IAAF World Indoor Sistors 2012» (PDF) . Статистическое управление МАААФ. 9 марта 2012 года. Архивировано из оригинала (PDF) 22 октября 2013 года.
- ^ Wehrlin, JP; Zuest, P; Hallén, J; Marti, B (июнь 2006 г.). «Живи с высоким уровнем - в течение 24 дней в течение 24 дней увеличивает массу гемоглобина и объем красных клеток у элитных спортсменов на выносливость». J. Appl. Физиол . 100 (6): 1938–45. doi : 10.1152/japplphysiol.01284.2005 . PMID 16497842 .
- ^ Гор, CJ; Кларк, СА; Сондерс, Пу (сентябрь 2007 г.). «Негематологические механизмы улучшенной производительности на уровне моря после гипоксического воздействия» . Med Sci Sports Ream . 39 (9): 1600–9. doi : 10.1249/mss.0b013e3180de49d3 . PMID 17805094 .
- ^ Якобсен, Дин (24 сентября 2007 г.). «Низкое давление кислорода в качестве движущего фактора для высокого снижения богатства таксонов макробеспозвоночных на таксонах». Oecologia . 154 (4): 795–807. Bibcode : 2008oecol.154..795j . doi : 10.1007/s00442-007-0877-x . PMID 17960424 . S2CID 484645 .
- ^ Расмуссен, Джозеф Б.; Робинсон, Майкл Д.; Хонтела, Алиса; Хит, Даниэль Д. (8 июля 2011 г.). «Метаболические признаки шезродной форели, ввели радужная форель и их гибриды в экотональной гибридной зоне вдоль градиента высоты» . Биологический журнал Линневого общества . 105 : 56–72. doi : 10.1111/j.1095-8312.2011.01768.x .
- ^ МакКракен, кг; Баргер, CP; Bulgarella, M; Джонсон, КП; и др. (Октябрь 2009 г.). «Параллельная эволюция в основных генах гемоглобина восьми видов андских водоплавающих птиц». Молекулярная эволюция . 18 (19): 3992–4005. Bibcode : 2009molec..18.3992m . doi : 10.1111/j.1365-294x.2009.04352.x . PMID 19754505 . S2CID 16820157 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- «Калькулятор высоты давления» . Вершина (экспедиции физиологии высоты) . Получено 8 августа 2006 года .
- «Раса к стратосфере» . Centennial of Flight Commission. Архивировано из оригинала 9 марта 2006 года . Получено 25 января 2006 года .
- Загружаемая база данных Data Data Data (2 минута) (2 -минутная сетка)
- Загружаемая база данных Data Data Data (5 -минутная сетка) (5 -минутная сетка)