標準大気の気温と気圧をジオポテンシャル高度0〜11 kmで計算

使い方

1. 対象となるジオポテンシャル高度を一次資料、仕様書、測定記録から確認して入力します。
2. 高度が0〜11 kmの標準対流圏内であることを同じ単位系と同じ対象条件で入力します。
3. 「計算する」を押し、K・°C・hPaと海面比の標準値を適用範囲と一緒に確認します。
4. 入力を小さく変えた感度比較と既知例の再計算を行い、重要用途では別手段でも照合します。

計算式・考え方

0≤H≤11,000 mでT=288.15−0.0065H K、P=101325×(T/288.15)^5.255876… Pa。指数はg₀M/(R*L)で、g₀=9.80665、M=28.9644 kg/kmol、R*=8314.32 J/(kmol·K)です。

注意事項

• 標準大気の気温と気圧は、U.S. Standard Atmosphere 1976の第1層におけるジオポテンシャル高度依存の標準温度・圧力です。このページは対象を明示した純粋な数式モデルであり、場所名、機種名、核種名だけから未入力の条件を推測しません。現場データや証明書に値がある場合は、その測定条件と単位を確認して入力してください。
• 式の組み立ては、温度を一定減率で下げ、静水圧式と理想気体式を積分した累乗則で圧力を求めます。分子、分母、指数、対数が表す量を確認し、途中の値を別の単位へ変えるときは換算係数も記録します。内部計算では表示用の丸めを行わず、すべての出力を求めた後で表示桁だけを整えます。
• 入力契約は、幾何高度ではなくジオポテンシャル高度mを0〜11,000へ固定し、海面基準値を変更しません。正の値が必要な分母や対数引数は0を拒否し、百分率、高度、温度、時間、半減期、相対量には用途別の上限を設けています。範囲外を外挿してもっともらしい数値を返すのではなく、入力エラーとして修正を促します。
• モデルの主要な仮定は、乾燥した静止標準大気、一定重力基準、平均分子量一定で、現地の気団や天候を表さないことです。実際の環境では時間変動、空間分布、装置制御、人体差、試料の開放系挙動などが加わります。仮定が成立しない場合は、この式の精度を上げるのではなく、対象に合う別モデルへ切り替えてください。
• 結果の読み方は、出力はその高度で標準と定義された温度・圧力であり、現時刻の予報値や観測値ではありません。計算値は入力と仮定に対する条件付き結果であり、将来の発電量、実際の天気、個人の放射線量、試料年代、健康影響を保証しません。結果を引用するときは式名、定数、単位、適用範囲も一緒に示してください。
• 適用範囲と境界は、0 mで288.15 K・101325 Paとなり、11 kmより上は別の等温層式が必要なので拒否します。等号を許す条件と許さない条件を区別し、cross-field constraintsに反する組合せは関連する入力欄へ同じ理由を表示します。境界の外側は同じ式が連続して見えても、物理モデルとして有効とは限りません。
• 浮動小数点誤差は、高度の測地変換、定数の丸め、実際の水蒸気を含まず、表示小数は標準表の実測精度を意味しません。計算はIEEE 754倍精度で行うため、非常に大きい値、小さい差、1に近い比、長い時間尺度では末尾桁が丸められます。表示された桁数を測定精度や定数の不確かさより高い精度だと解釈しないでください。
• 式と定数は、NASA TM-2005-213659 Appendix AとU.S. Standard Atmosphere 1976の0〜11 km層、定数、圧力式で独立確認しました。参照資料は数式、定義、単位、適用範囲を確認するために使い、文章や画面構成はこのツール向けに新しく作成しています。資料間で丸め値が異なる場合は、このページが採用した値を本文に明示します。
• リスク区分はR1です。教育用標準モデルであり、航空高度計設定や生命安全に関わる気圧判断へ直接使用できません。重要な設備設計、航空運用、医療、放射線防護、環境評価、学術的年代決定では、資格を持つ専門家、適用規格、校正済み機器、正式な解析ソフトによる確認を優先してください。
• このページで扱わない範囲は、海面から11 kmまでの標準対流圏だけで、負高度、成層圏、実気象、湿潤空気、局地気圧は含みません。単一式は比較や学習の出発点として便利ですが、入力に含まれない要因を補正することはできません。安全率、測定不確かさ、地域差、個体差、装置の性能曲線、複数過程のモデルは別途評価してください。
• 実際の天気や航空機の運航値ではなく標準大気です。飛行、登山、医療、気象警報には観測値と公式手順を使用してください。

よくある質問