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空气柱里不同密度的空气各有多少3-大气密度分析6
张学文,20190115
前天在博客http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1156869.html 中介绍了我国冬季一月份克拉玛依、哈尔滨、海口当地空气柱内不同空气密度占有的空气质量几乎是相同的。现在提供7月份,即夏季这三个气象站的对应情况。下面是有关的数据表。
1960-1969 | 克拉玛依 | 哈尔滨 | 海口 |
经度 | 94.51 | 126.37 | 110.25 |
纬度 | 45.36 | 45.51 | 20 |
海拔:米 | 442 | 171.7 | 141 |
7月份 | |||
压力:百帕 | 空气密度 | kg/m3 | |
1000 | 1.160891 | ||
900 | 1.061785 | 1.074889 | 1.058202 |
850 | 1.012743 | 1.025722 | 1.009291 |
800 | 0.966725 | 0.975864 | 0.959404 |
700 | 0.872829 | 0.873454 | 0.85628 |
600 | 0.772755 | 0.767083 | 0.751907 |
500 | 0.665108 | 0.658321 | 0.645394 |
400 | 0.556301 | 0.549284 | 0.535769 |
300 | 0.445124 | 0.437119 | 0.424513 |
200 | 0.307895 | 0.312312 | 0.309537 |
150 | 0.2355 | 0.238292 | 0.247901 |
100 | 0.160545 | 0.161289 | 0.176665 |
80 | 0.128436 | 0.128852 | 0.140619 |
60 | 0.095666 | 0.096062 | 0.102416 |
50 | 0.079467 | 0.079395 | 0.083585 |
40 | 0.063661 | 0.062942 | 0.06564 |
30 | 0.047987 | 0.046742 | 0.048319 |
20 | 0.030735 | 0.031556 | |
15 | 0.02296 | ||
0 | 0 | 0 | 0 |
这个表提供了7月的三个气象站10年平均的空气柱内的空气密度是如何随着大气压力的减少而减少的。它们都是略有弯曲的光滑的线条。而用直线关系表示大气压力与大气密度的关系,其R平方值都很高。这说明我们可以初步用直线表达它们的关系是线性关系。
由于空气柱内的气压的变化对应于(等价于)大气质量的变化(大气中存在铅直方向的静力学关系),所以空气密度与大气压力是线性关系等价于不同的大气密度占有的空气质量是相同的。
下面给出对应的空气压力与空气密度的关系图。实际分布是蓝色的线,红色为线性拟合线。注意有关的拟合公式列在图中。另外为了与大气压力越小高度越高的图象对应,这三个图我们把大气压力的坐标改为底层大,高处小了。
显然,基于前面博客和本博客的事实和分析,我们已经可以推断:
全球各地的任何季节,全体大气中不同密度的空气占有的百分比比例几乎是相同的。或者用统计学语言说:大气密度有一个最小值是零,也有个最大值(例如是.1.4千克/立方米),大气密度为此范围内的任何数值的概率几乎是相同的。
当然我们也注意到实际的分布线与直线是存在一点系统性的微小偏差的。这些我们以后另外讨论。
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GMT+8, 2024-12-26 22:45
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