Η Ατμόσφαιρα σε Υδροστατική Ισορροπία

Abstract

The reason for the presence of the atmosphere is the earth’s gravitational field. In this chapter, the atmospheric motions are ignored and the atmosphere is assumed to be in static equilibrium, which means that the force of gravity is balanced by the vertical pressure gradient force. First, the hydrostatic equation of the atmosphere is derived and then applied to investigate the variations with altitude of various atmospheric parameters, e.g., pressure, density, number density. Also studied here is the gravitational separation of heavy from light air constituents and the role of molecular diffusion.

Η ύπαρξη της ατμόσφαιρας οφείλεται στην ελκτική δύναμη που ασκεί το πεδίο βαρύτητας της γης επί του αέρα που την περιβάλει. Στο κεφάλαιο αυτό αγνοούνται ατμοσφαιρικές κινήσεις και λαμβάνεται η ατμόσφαιρα σε στατική ισορροπία, κατά την οποία η δύναμη βαρύτητας εξισορροπείται από τη κατακόρυφο δύναμη της βαροβαθμίδας. Το βασικό αντικείμενο του κεφαλαίου είναι η εξαγωγή της υδροστατικής εξίσωσης και εφαρμογή της στην περιγραφή των μεταβολών διάφορων ατμοσφαιρικών παραμέτρων με το ύψος. Επίσης μελετάται και το πρόβλημα του διαχωρισμού των βαρειών από τα ελαφρά συστατικά με το ύψος και ο ρόλος σε αυτό της μοριακής διάχυσης.