Atmosfera estàndard internacional

L'Atmosfera Estàndard Internacional (ISA, per les seves sigles en anglès) és un model atmosfèric invariant de com varien la pressió, temperatura, densitat i viscositat de l'atmosfera terrestre a diferents altituds. Va ser creat per l'Organització d'Aviació Civil Internacional (ICAO) i s'utilitza bàsicament en navegació aèria.

No s'ha de confondre amb Condicions estàndard de pressió i temperatura.

Consisteix en taules amb valors tipificats per a diverses altituds, així com fórmules per a calcular-los. L'ISO (International Organization for Standardization) va reconèixer l'ISA com a l'estàndard internacional amb la denominació ISO 2533:1975.^[1]

Descripció

El model ISA divideix l'atmosfera en capes amb distribucions linears de temperatura.^[2] Les altres variables són calculades a partir de constants físiques i les relacions entre aquestes.

Per exemple al nivell del mar la pressió estàndard és de 1.013,25 hPa (1 atmosfera (unitat)) i una temperatura de 15 °C amb una relació de canvi de −6,5 °C/km. La sèrie continua fins a 11 km quan la pressió disminueix fins als 226,32 hPa i la temperatura fins a −56,5 °C. Entre 11 km i 20 km d'altitud la temperatura roman constant.^[3][4]

En la següent taula s'especifiquen els valors ISA:

Capes de l'ISA

Atmosfera estàndard del 1976

Capa	Nom del nivell	Altitud geopotencial h (km)	Altitud geomètrica z (km)	Gradient tèrmic (°C/km)	Temperatura base (°C)	Pressió base (Pa)
0	Troposfera	0,0	0,0	−6,5	+15,0	101.325
1	Tropopausa	11,000	11,019	+0,0	−56,5	22.632
2	Estratosfera	20,000	20,063	+1,0	−56,5	5.474,9
3	Estratosfera	32,000	32,162	+2,8	−44,5	868,02
4	Estratopausa	47,000	47,350	+0,0	−2,5	110,91
5	Mesosfera	51,000	51,413	−2,8	−2,5	66,939
6	Mesosfera	71,000	71,802	−2,0	−58,5	3,9564
7	Mesopausa	84,852	86,000	—	−86,2	0,3734

Per tal de calcular els valors anteriors el model utilitza el sistema internacional d'unitats i assumeix aquestes simplificacions com ara l'altitud geopotencial que és calculada a partir d'un model matemàtic on l'acceleració de la gravetat és constant.

• La gravetat es considera constant

${\displaystyle g={\text{constant}}=9{,}8\ {\frac {m}{s^{2}}}}$

• Es considera que la composició de l'aire és constant i que la seva massa molecular és

${\displaystyle M_{\text{molecular aire}}=28,9\cdot 10^{-3}\ {\frac {\text{kg}}{\text{mol}}}}$

i que la seva constant "R" és

${\displaystyle R_{\text{aire}}={\frac {R_{\text{gasos perfectes}}}{M_{\text{molecular aire}}}}={\frac {8{,}31}{28{,}9\cdot 10^{-3}}}=287\ {\frac {m^{2}}{s^{2}\cdot K}}}$

El model ISA es basa en els valors habituals a latituds mitjanes, tal com ho va determinar el comitè tècnic TC 20/SC 6 de l'ISO. Les dades s'han anat revisant des de l'establiment de l'estàndard a mitjans del segle xx.

Referències

1. International Organization for Standardization, Standard Atmosphere, ISO 2533:1975, 1975.
2. Gyatt, Graham (2006-01-14): "The Standard Atmosphere" Arxivat 2007-03-10 a Wayback Machine.. A mathematical model of the 1976 U.S. Standard Atmosphere.
3. Auld, D.J.; Srinivas, K. «Properties of the Atmosphere», 2008. [Consulta: 13 març 2008].
4. Batchelor, G. K., An Introduction to Fluid Dynamics, Cambridge Univ. Press, 1967.

• Davies, Mark. The Standard Handbook for Aeronautical and Astronautical Engineers. Nova York: McGraw-Hill, 2003. ISBN 0071362290.

Enllaços externs

• Calculador d'atmosfera estàndard de NewByte
• Estàndards de l'ICAO Arxivat 2009-09-16 a Wayback Machine.