Warum wird an warmen Tagen der Druck erhöht?

Da ich für die PPL-Kenntnisprüfung lerne, hatte ich folgende Notiz:

An warmen Tagen werden die Druckniveaus erhöht und die angezeigte Höhe ist niedriger als die tatsächliche Höhe.

(Quelle: AOPA )

Aber ich verstehe nicht ganz warum.

Nach meinem Verständnis ist an warmen Tagen die Luftdichte geringer. Wenn die Luftdichte geringer ist, denkt das Flugzeug, dass es sich in einer höheren Höhe befindet, als es wirklich ist.

Zweitens, wenn Sie warme Luft haben und diese sich ausdehnen kann (da die Atmosphäre kein geschlossener Behälter ist), sollten die Druckniveaus abnehmen.

Daher erscheint die gesamte Aussage, dass der Druck an warmen Tagen ansteigt und die angezeigte Höhe geringer ist, falsch. Aber anscheinend stimmt es. Kann das jemand in Einklang bringen?

Ich denke, hier könnte eine Fehlinterpretation der Wörter vorliegen: Es heißt nicht, dass der Druck an warmen Tagen zunimmt, sondern dass der Druck steigt. Gemeint ist damit: Die geometrische Höhe einer Fläche gleichen Druckniveaus ist an warmen Tagen höher als an kalten Tagen.
Hervorragend, dass ASE dieses Problem angeht. Es gibt Leute da draußen, die denken, dass ein "Aneroid"-Höhenmesserwafer oder -balg bei 29,92 Druck und 15 ° C mit Gas gefüllt ist (von Santas kleinen Helfern?). Aneroid bedeutet "ein evakuierter Behälter". Die Fehler werden also beim Fliegen über einer Referenzhöhe eingeführt, wie von PilotDan erklärt.
Beantwortet das deine Frage? Aviation.stackexchange.com/a/43475/19
Heißes Wetter kann Flüge beeinträchtigen. Beispiel: Warum Deltas Athen-Atlanta-Flug einen Zwischenstopp in Boston hatte: youtube.com/watch?v=IYfJzsxR7kI

Antworten (4)

Denken Sie daran, dass Höhenmesser eher den Druck als die Dichte messen. Der Druck ist im Wesentlichen ein Maß für das Gewicht der Atmosphäre über einem bestimmten Punkt.

Sie können sich vorstellen, dass der Druck als das Gewicht einer Luftsäule gemessen wird, die am unteren Rand 1 × 1 Zoll im Quadrat misst und sich bis zum oberen Rand der Atmosphäre erstreckt (etwa 100 Meilen). An der Oberfläche wiegt diese Luftsäule etwa 14,7 Pfund. Bei 18.000 Fuß wiegt diese Säule mit etwa 7,4 Pfund etwa halb so viel.

Wenn sich also die Atmosphäre erwärmt, wird die Luftsäule höher, wiegt aber dasselbe. Daher würde sich der Höhenmesser auf Meereshöhe nicht ändern. Stellen wir uns vor, wir befinden uns an einem Standardtag auf 18.000 Fuß und der Höhenmesser ist auf 29,92 inHg eingestellt. In diesem Fall zeigt der Höhenmesser 18000 an.

Stellen Sie sich als Nächstes vor, dass die Temperatur steigt. Dadurch wird die Luftsäule weniger dicht und höher. Unter der Annahme, dass die Höheneinstellung und die Höhe des Flugzeugs gleich bleiben, wird die Höhe der Luftsäule über dem Flugzeug höher und damit schwerer, sodass der Höhenmesser niedriger als die tatsächliche Höhe des Flugzeugs anzeigt.

Was ist der Unterschied zwischen „Atmosphäre erwärmt“ und „Temperatur steigt“? In beiden Fällen wird die Luftsäule höher, aber in einem Fall wird die "Luft weniger dicht" (dh in dem Fall, in dem die Temperatur steigt)? Zweitens, wenn die Luftsäule höher, aber weniger dicht ist, warum sollte das Gewicht dann schwerer sein? Wäre das Wachstum in der Säule nicht gleichbedeutend mit dem Dichteverlust, wenn das Gewicht gleich bleibt? Ich denke, daher kommt meine Verwirrung.
Und im Allgemeinen wurde mir gesagt, dass, wenn die Temperatur wirklich heiß ist, die "Dichte" -Höhe eine höhere Höhe als die wahre Höhe anzeigt. Bedeutet das also, dass diese Aussage falsch ist?
@Jonathan Es gibt keinen Unterschied zwischen diesen Szenarien. Das Gesamtgewicht der Luftsäule hat sich nicht verändert. Da jedoch bei gleicher wahrer Höhe die wärmere Säule höher, aber weniger dicht bei gleicher Gesamtmasse ist, befindet sich ein höherer Prozentsatz dieser Masse über Ihnen als an einem kühleren Tag, daher höherer Druck und niedrigere Druckhöhe . Ihre Dichtehöhe wird jedoch tatsächlich höher sein. Höhenmesser messen die Druckhöhe, nicht die Dichtehöhe. Sie haben keine Methode zur Messung der Dichte.
@ Jonathan, die beiden Fälle sind nicht "Atmosphäre erwärmt" und "Temperatur steigt", die beiden Fälle sind "Temperatur steigt und Sie messen auf Meereshöhe" und "Temperatur steigt und Sie messen in Höhe".
Sicherlich ist die Luftsäule nicht unendlich hoch, sondern es ist die Höhe der Erdatmosphäre über diesem Punkt?
@reirab Aus irgendeinem Grund hat dein Kommentar in meinem Kopf irgendwie geklickt, danke, ich verstehe es jetzt.

Die Formel: PV = nRT wird vielen beigebracht, um die Beziehung zwischen Druck, Volumen, Dichte und Temperatur zu verstehen.

Aus Sicht der Luftfahrt ist es sehr wichtig zu wissen, wie man diese Formel auf ein offenes, nicht geschlossenes System anwendet .

Wenn sich Luft frei ausdehnen kann, bleibt der Druck konstant, steigende Temperatur erhöht das Volumen . Dadurch wächst unsere "Luftsäule" in die Höhe. Da es höher ist, ist sein Druckgradient von oben nach unten pro Einheit wahrer Höhe geringer, was zu einem höheren Druck bei einer gegebenen wahren Höhe über einem Bodenreferenzdruck führt . Der Höhenmesser zeigt einen Wert an, der niedriger ist als die wahre Höhe.

Dies darf nicht mit der Berechnung der Dichtehöhe am Boden für einen bestimmten Druck und eine bestimmte Temperatur verwechselt werden. Da die höhere Temperatur die Höhe unserer "Säule" erhöht, verringert sie die Dichte (gleiche Luftmenge in einem größeren Volumen).

Ein Heißluftballon ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie das funktioniert. Durch das Erhitzen der Luft im Inneren des Ballons kann ein Teil davon entweichen. Der Druck auf der Innenseite ist derselbe wie auf der Außenseite, aber die Dichte der erwärmten Luft ist viel geringer, wodurch der Ballon genügend Auftrieb hat, um aufzusteigen.

Diese Frage (oder ähnliche) wurde auf dieser Seite schon oft und in vielerlei Hinsicht gestellt. Leider kann eine Erklärung, die für eine Person vollkommen klar ist, für eine andere Person verwirrend sein. Hier ist meine Erklärung, die strukturiert ist, wenn man bedenkt, dass Sie gerade an Ihrer PPL arbeiten, die für mich als Antwort auf Ihre Frage sinnvoll ist:

Warum ist das so :

An warmen Tagen werden die Druckniveaus erhöht und die angezeigte Höhe ist niedriger als die tatsächliche Höhe.

Der Luftdruck wird geringer, je höher Sie in der Höhe sind. Wenn Sie also beispielsweise in einer Höhe fliegen, in der der Druck (Level) 25,00 Hg und der Druck auf mittlerer Meereshöhe (msl) 30,00 Hg beträgt (und dies ist, was Sie in Ihrem Höhenmesser eingestellt haben), ist Ihr "angezeigter" Die Höhe beträgt 5000 Fuß (ungefähr 1 Hg = 1000 Fuß).

Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass Ihre "wahre" Höhe ebenfalls 5000 Fuß beträgt. Wenn Sie nun während des Flugs auf wärmere Luft treffen, wird das Druckniveau von 25,00 Hg, mit dem Sie fliegen (was Ihren Höhenmesser weiterhin auf 5000 Fuß anzeigt), höher in Entfernung (wahre Höhe) über msl.

Da Sie mitfliegen und Ihr Flugzeug auf einem Druckniveau von 25,00 (immer noch 5000 ft anzeigend) halten und das Druckniveau von 25,00 jetzt wirklich/tatsächlich höher über NN liegt als zuvor, bevor Sie auf die wärmere Luft gestoßen sind, wird Ihr "wahres" (tatsächliches) ) Höhe über msl wird höher sein als Ihre "angegebene" Höhe von 5000 Fuß.

Am besten machst du es dir ganz einfach. Wenn ich 1,50 m groß bin (und das bin ich übrigens nicht) und in einem Raum mit einer 10 Fuß hohen Decke stehe, ist die Hälfte der Atmosphäre in diesem Raum über meinem Kopf. Wenn ich in einen Raum mit einer 20-Fuß-Decke umziehe, sind 3/4 der Atmosphäre über meinem Kopf. Wenn ich draußen bin, dehnt die Temperatur an einem warmen Tag die Atmosphäre aus und die "Decke" der Atmosphäre steigt. An kühleren Tagen sinkt die „Decke“. Wenn Sie eine feste Höhe auswählen, befindet sich ein größerer oder kleinerer Prozentsatz der Atmosphäre über diesem Punkt, abhängig von der Gesamthöhe der "Decke" in Bezug auf den festen Punkt. Je mehr Atmosphäre sich über diesem festen Punkt befindet, desto mehr Gewicht der Atmosphäre drückt auf diesen Punkt, daher ein höherer Druck.

Vorgeschlagene Bearbeitung: ". Wenn ich in einen Raum mit einer 20-Fuß-Decke umziehe, sind 3/4 der Atmosphäre in diesem Raum über meinem Kopf." Mag aus dem Kontext völlig offensichtlich erscheinen, aber ein mögliches Problem mit der „Raum“-Analogie ist, dass in der realen Welt die gesamte Atmosphäre über der Decke des Raums immer noch einen Einfluss auf den barometrischen Druck auf Bodenhöhe hat. Ihre Erklärung funktioniert immer noch, aber am besten machen Sie es so klar wie möglich, damit dieser kleine Mod helfen kann.
Die Mechanik dieser Analogie stimmt in mindestens zwei relevanten Punkten nicht mit der tatsächlichen Atmosphäre überein. Erstens ist Luft alles andere als einheitlich. Bei etwa 18.000 Fuß MSL befindet sich die Hälfte der Luftmoleküle unter Ihnen und die andere Hälfte ist in den über 100.000 Fuß über Ihnen verteilt, aber die Analogie postuliert Gleichförmigkeit. Zweitens, wenn es wirklich kalt würde und Ihre Decke auf 5 Fuß 1 Zoll abgesenkt würde, also kaum über Ihrem Kopf, hätten Sie in der Analogie fast keine Luft über sich, und Ihr Höhenmesser würde denken, dass Sie wirklich hoch sind, und Sie würden es tun tauchen, um die Höhe zu halten - das Gegenteil von dem, was tatsächlich passiert. DV aufgrund einer zutiefst fehlerhaften Analogie.
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