Korkeuslaskelmat

Ilmakehä on kaikkialla ympärillämme. Se on planeettaamme ympäröivä ohut kaasukerros. Ilmakehä koostuu pääosin typestä (78%) ja hapesta (21%). Jäljelle jäävä prosentti koostuu vesihöyrystä, hiilidioksidista ja muista hivenkaasuista. Maapallon ilmakehässä on eri kerroksia, joista kaikilla on eri ominaisuudet (lämpötila, paine, koostumus jne.)

Eri kerrokset ja ihmisten ja sään eri toiminnot näissä kerroksissa on esitetty kahdessa oheisessa kuvassa.

Toisin kuin CanSat, useimmat satelliitit toimivat eksosfäärissä. Siellä ilmakehän tiheys on hyvin alhainen. CanSat kuitenkin toimii troposfäärissä, joka on ilmakehän alin kerros. Troposfäärissä on noin 80 prosenttia ilmakehän koko massasta, ja se yltää 10 kilometrin korkeuteen. Suuri osa sääilmiöistä, joita näemme päivittäin (esimerkiksi tuuli ja pilvet), syntyy tässä kerroksessa.

Kuten oikeanpuoleisesta kuvasta näkyy, ilmakehän lämpötila ja paine vaihtelevat korkeuden mukaan.

Ympäristön lämpötila voi kuitenkin nousta ja laskea siirryttäessä ilmakehän kerrosten välillä.

Troposfäärissä lämpötilan ja korkeuden suhde on lineaarinen. Kun noustaan kilometri merenpinnasta, lämpötila laskee keskimäärin 6,5 celsiusastetta.

Seuraava yhtälö antaa suhteen:

korkeuslaskelmat.JPG

Paineen ja korkeuden suhde on jonkin verran monimutkaisempi. Paine vaihtelee paitsi korkeuden myös lämpötilan mukaan.

Aloitetaan paineen ja lämpötilan suhteella:

korkeuslaskelmat2.JPG

Kun tämä kaava lisätään lämpötilan ja korkeuden suhteeseen, saamme seuraavan lausekkeen korkeudelle lämpötilan ja paineen funktiona:

korkeuslaskelmat3.JPG
Maapallon ilmakehä

Maapallon ilmakehä

Maapallon ilmakehän kerrokset

Maapallon ilmakehän kerrokset