Jak obliczyć ciśnienie względne?

[Parasol]

Ciśnienie powietrza zmienia się w przybliżeniu wykładniczo wraz z wysokością nad poziomem morza, im wyższa wysokość tym ciśnienie jest mniejsze.

Ciśnienie bezwzględne (ang. absolute) - to ciśnienie, które występuje danego dnia w danej miejscowości w której znajduje się stacja pogody (barometr).

Ciśnienie względne (ang. relative) - to ciśnienie zredukowane do poziomu morza, czyli jest ciśnieniem, jakie wystąpiłoby danego dnia w danej miejscowości, gdyby znajdowała się ona na poziomie morza.

Ciekawa animacja wyjaśniająca o co chodzi z tymi ciśnieniami jest na stronie: http://www.scholaris.pl/uruchom/cisnienie,w,prognozach,pogody

Niektóre stacje pogody wymagają podania ciśnienia względnego, możemy je obliczyć przy pomocy poniższego wzoru.

1. Obliczamy stopień baryczny

   Stopień baryczny jest to wysokość, na którą należy się wznieść bądź obniżyć by ciśnienie zmieniło się o jedną jednostkę.

    t_śr - temperatura średnia
    h' - stopień baryczny
    p - ciśnienie
    α = 0.004
    t_śr = (t₁+t₂ )/2
    przy założeniu, że p1 – p2 = 1 (hPa) i przy przyjęciu, że p1 + p2 = 2p
    gdzie:p1 – ciśnienie u podstawy słupa powietrza, p2 – ciśnienie na szczycie słupa powietrza,


    h'= 8000 x [(1+αt_śr) / p]
 
2. Liczymy przybliżoną wartość ciśnienia na poziomie morza

    P_bez - ciśnienie bezwzględne zmierzone przez stacje pogody (hPa)
    h_npm - wysokość nad poziomem morza na jakiej znajduje się stacja (m)
 
    P = P_bez + (h_npm /h')

3. Liczymy średnie ciśnienie dla warstwy pomiędzy poziomem morza a stacją

    P_śr =(P_bez + P) /2

4. Znalezienie średniej temperatury dla warstwy powietrza
   
   Pionowy gradient temperatury wynosi około 0.6C na 100 m, co znaczy, że na poziomie morza temperatura jest wyższa o 1.8 0C w porównaniu z temperaturą stacji.

    t - temperatura zmierzona przez stacje pogody
    t_pm - temperatura na poziomie morza

    t_pm = t + [(0,6ºC x h_npm) / 100]

5. Obliczamy bardziej dokładnie stopień baryczny, a następnie ciśnienie zredukowane
   
    P_n - ciśnienie zredukowane do poziomu morza

    t_śr = (t +t_pm) / 2

    h'= 8000 x (1+αt_śr /  P_śr)
    P_n = P_bez + (h_npm /h')


Przykład
Ciśnienie bezwzględne podawane przez stacje pogody wynosi 1001,9 hPa
Temperatura powietrza 26,6ºC
Wysokość na której wykonany był pomiar: 114m n.p.m.

   1. h'= 8000 x [(1+αt_śr) / p] = 8000 x [(1+0,004x26,6ºC) /1001,9hPa] = 8,8344m
   2. P = Pbez + (hnpm /h') = 1001,9hPa + (114m/8,8344m) = 1014,8041hPa
   3. Pśr =(Pbez + P) /2  = (1001,9hPa + 1014,8041hPa) /2 = 1008,352hPa
   4. tpm = t + [(0,6ºC x 114m) / 100] = 26,6ºC +0,684ºC = 27,284ºC
   5. tśr = (t +tpm) / 2 = (26,6ºC+27,284ºC)/2 = 26,942ºC
       h'= 8000 x (1+αtśr /  Pśr) = 8000 x [(1+ 0,004x26,942ºC )/1008,352hPa] = 8,788m
       Pn = Pbez + (hnpm /h') = 1001,9 hPa + (114m/8,788m) = 1014,8722hPa
       
   Ciśnienia zredukowane do poziomu morza wynosi 1014,8722hPa.

   Kalkulator ciśnienia zredukowanego: http://stacjepogody.waw.pl/kalkulator_cisnien.php

[Kociak]

Ciekawe, od ponad miesiąca poszukuję takich informacji i nadal mam niedosyt.

Bardzo proszę o kolejne wyjaśnienia...

Zakupiłem La Crosse WS 9152.

Urządzenie działa na ustawieniach standardowych (1013 hPa), choć można ustawić "wartość odniesienia ciśnienia atmosferycznego". Tu zaczyna się problem.

Na podstawie wzoru z http://pl.wikipedia.org/wiki/Ci%C5%9Bnienie_atmosferyczne

wyliczyłem, iż ciśnienie na poziomie 100 m.n.p.m. (Inowrocław) wynosi 985 hPa. Tak naniosłem do urządzenia.

Serwisy pogodowe pokazują dla Inowrocławia na dziś (14.08.2007) 1010 hPa, moja stacja pokazuje 990 hPa.

Gdzie robię błąd?

--------------------

Wg wzoru na stronie forum: http://stacjepogody.waw.pl/kalkulator_cisnien.php

ciśnienie z serwisu Onet.pl http://pogoda.onet.pl/0,846,38,miasto.html 1010 hPa
temp. 22^oC
to wyliczona wartość 1021,7 hPa

czyli jako ciśnienie rel. w urządzeniu mam na dziś ustawić 1021,7 hPa? I od dziś stacja La Crosse już będzie pokazywała wartości zgodne z serwisami pogodowymi? Nie chce mi się wierzyć.
Mogę podesłać polską dokumentację urządzenia w pdf.

W tej kwestii cały czas mam wątpliwości. 

Pozdrawiam
Kociak

[Parasol]

Z tego co się na szybko zorientowałem to stacja pogody La Crosse WS 9152 pokazuje ciśnienie względne (ang. relative). Ciśnienie standardowo jest ustawione na 1013 hPa (ciśnienie normalne na poziomie morza w temperaturze  0° C, na szerokości geograficznej 45°). Wartość ciśnienia względnego należy ustawić z jakąś najbliższą stacją referencyjną (meteo) - poszukaj w internecie.

Jeżeli stacja podawałaby ciśnienie bezwzględne to wtedy prawidłową wartość ciśnienia względnego można obliczyć znając wysokość na której stacja pogody jest umieszczona i aktualną temperaturę - wysokość można uzyskać np. z Google Earth.


 

[Kociak]

... Wartość ciśnienia względnego należy ustawić z jakąś najbliższą stacją referencyjną - poszukaj najbliżej w internecie.

Próbowałem, nie rozumiem pojęcia stacja referencyjna, ale domyślam się, że chodzi o najbliższą stację meteo.

Wiem, że mamy coś takiego w naszym Parku Solankowym, ale nie mam pojęcia czy jest tam jakaś fachowa obsługa, czy tylko co jakiś czas przyjeżdża człowiek i robi odczyty.

Myślę, że uda mi się dostać wiadomości z bardziej wiarygodnego źródła, 56 Kujawski Pułk Śmigłowców Bojowych, co prawda oddalony od mojego miejsca zamieszkania o ok. 15 km. Myślę, że tam muszą mieć ludzi od pogody i może udostępnią taką informację.

Pozdrawiam

[Mateusz_R]

Witam wszystkich.
Trafiłem na to forum przez przypadek i znalazłem ten wątek. Zauważyłem, że redukcja ciśnienia jest dla wielu osób dużym problemem. Postanowiłem więc napisać jak się to wszystko robi(np. tak jak na stacjach IMGW).

By wyznaczyć wartość ciśnienia zredukowanego do poziomu morza wystarczy rozwiązać prostą całkę równania barometrycznego:

lub po przekształceniu:


Zakładając, że z2 = 0 można zapisać

gdzie:
p0 - ciśnienie na poziomie morza(w hPa)
pb - ciśnienie bezwzględne, tj. na poziomie stacji(w hPa)
g - przyspieszenie ziemskie równe ok. 9,81 m/s^2(lepiej jest jednak policzyć osobno dla konkretnej stacji znajac jej szerokość geograf. i wys. n.p.m.)
h - wysokość stacji n.p.m.(w metrach),
e -  liczbą Eulera, e = 2,7182818284  (w przybliżeniu)
R – stała gazowa równa 287,05
T - średnia temperatura słupa powietrza w Kelwinach. T możemy policzyć ze wzoru:

gdzie: Tb to temperatura na poziomie stacji w Kelwinach

Przykład:
Ciśnienie na poziomie stacji to 1002hPa, temperatura to 20st. C(ok. 293K). Stacja leży na wys. 200m.
1. Obliczamy średnią temperaturę T. Wynosi ona 293,6K.
2. Wszystkie wartości podstawiamy do wzoru. Ciśnienie zredukowane wynosi 1025,6hPa.

Mniej więcej w taki sposób redukuje się ciśnienie do poziomu morza na polskich stacjach synoptycznych. Przypominam, że zazwyczaj, jeśli stacja leży wyżej niż 500m n.p.m. ciśnienia się nie redukuje do poziomu morza a oznacza się wysokość odpowiedniego poziomu ciśnieniowego (geopotencjalnego).

Powyższy wzór redukcyjny można ulepszyć, wstawiając zamiast tb temperaturę wirtualną. Zazwyczaj(mimo że daje to dokładniejszy wynik) nie robi się tego.

Pozdrawiam,
Mateusz

[musstaffa]

Witam wszystkich.. jestem lajkonikiem :-) jeżeli chodzi o wszystkie zagadnienia o których tu piszecie.
Dostałem od żony stacje WS 9040 i mam pytanie. Jaka wartosc ustawic w urzadzeniu dla "wzglednej wartosci cisnienia powietrza" w mieście Lodzi.
Google Earth na mojej ulicy pokazuje wysokosc 198/199m. a czujnik bedzie wisial okolo 10m nad ziemia. ( 2 pietro w kamienicy)
Czy jest ktos kto mooglby odpowiedziec na to pytanie.
Google Earth dla Lodzi pokazuje w centrum 208m

Z checią postawie dobrego 4-paka lub flache jezeli to jest naprawde mega skomplikowane.
Pozdrawiam Kuba i dzieki...

[Serenator]

Witam wszystkich.. jestem lajkonikiem :-) jeżeli chodzi o wszystkie zagadnienia o których tu piszecie.
Dostałem od żony stacje WS 9040 i mam pytanie. Jaka wartosc ustawic w urzadzeniu dla "wzglednej wartosci cisnienia powietrza" w mieście Lodzi. [...]

To nie jest wcale trudne    Wpisujesz dane w odpowiednie pola kalkulatora i otrzymujesz wynik:
http://stacjepogody.waw.pl/kalkulator_cisnien.php

[Parasol]

Dostałem od żony stacje WS 9040 i mam pytanie. Jaka wartosc ustawic w urzadzeniu dla "wzglednej wartosci cisnienia powietrza" w mieście Lodzi.

Był już taki temat, korzystaj z wyszukiwarki -> La Crosse WS9040 - ustawienie ciśnienia