Понятие о барометрическом нивелировании

Барометрическое нивелирование основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает примерно на 1 мм ртутного столба.

Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле:

h = H2 - H1 = ΔH * (P1 - P2), (4.70)

где P1 и P2 - давление в первой и во второй точках;
ΔH - барометрическая ступень; значения ΔH выбирают из специальных таблиц.

Более точные формулы барометрического нивелирования получают, учитывая закономерности распределения плотности и температуры воздуха по высоте. Приведем полную формулу Лапласа:

h = K0*(1 + α *tm)*(1 + 0.378.em/Pm)* (1 + β*Cos2φfm)*(1 + 2/R*Hm) *lg(P1/P2).

В этой формуле:
P1, P2 - давление воздуха на высоте H1 и H2 соответственно,
Pm - среднее значение давления,
Hm - среднее значение высоты,
tm, em - среднее значение температуры и влажности воздуха,
fm - среднее значение широты,
α - температурный коэффициент объемного расширения воздуха, равный 0.003665 град.-1
β - коэффициент, равный 0.00265,
K0 - коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести.

Известны и так называемые сокращенные барометрические формулы, в которых значения некоторых параметров состояния атмосферы приняты фиксированными; так в формуле М.В. Певцова:

h = N*(1 + α*tm) *lg(P1/P2),

где N = 18470, принято: em = 9 мм рт.ст., fm = 55o, Hm = 250 м, Pm = 740 мм рт.ст.

Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования - геология и геофизика.

Топографические карты и планы