Skaalakorkeus

  Skaalakorkeus H on planeetan kaasukehän tai sen osana olevan kaasun se korkeus, jossa kaasun osapaine pienenee e:nteen osaan pinnalla vallitsevasta paineesta. Tässä e on Neperin luku^[1] eli noin 2,718. Maalle hapen skaalakorkeus on 7 kilometriä, typen 8 kilometriä ja vedyn 120 kilometriä. Koko ilmakehän skaalakorkeus on 8,5 kilometriä. Vedyn korkea skaalakorkeus merkitsee sitä, että vetykaasu karkaa Maan ilmakehästä.^[lähde? ] Skaalakorkeus määräytyy kaasujen lämpöliikkeestä, eli lämpötilasta ja kaasuosasten massasta.

Skaalakorkeus

Maan ilmakehälle skaalakorkeus H = 8 500 m, kun lämpötila on 290 K eli noin +17 °C. Skaalakorkeus voidaan määritellä yhtälöllä

${\displaystyle H={\frac {kT}{mg}},}$

jossa

• k = Boltzmannin vakio = 1,38x10^-23 J·K^-1
• T = lämpötila kelvineinä
• m = keskimääräinen molekyylipaino, ilmalle 28,964
• g = gravitaatiosta johtuva painovoiman kiihtyvyys g = 9,81

Skaalakorkeuden H avulla voidaan laskea paineen väheneminen ylöspäin mentäessä, jos paine maan pinnalla tunnetaan

${\displaystyle P=P_{0}e^{(-{\frac {z}{H}})},}$

jossa H on skaalakorkeus, P₀ on paine korkeudella 0 (ilmalle 1,01×10¹⁰Pa) ja P = paine korkeudella z.

Huomattava on, että esimerkiksi Aurinkoa Maata lähempänä kiertävässä Venuksessa vesihöyryn skaalakorkeus on 40 km, Maassa se on 13 km. Venuksen vesihöyry karkaa avaruuteen Maata nopeammin ja planeetalla ei senkään takia ole meriä.^[2]

Muutamia skaalakorkeuksia

Muutamia kaasujen skaalakorkeuksia Maalle, Venukselle ja Marsille: ^[2]

Kaasu	Molekyyli- paino	Maa	Venus	Mars
Vety H2	2	120	360	290
Happi O2	32	7	23	18
Vesihöyry H2O	18	13	49	32
Hiilidioksidi CO2	44	5	16	13
Typpi N2	28	8	26	20

Katso myös

• Planeettojen kaasukehät

Lähteet

1. Skaalakorkeus Zubenelgenubi - Ursa ja Hannu Karttunen
2. Karttunen, Hannu (et al): Tähtitieteen perusteet. Tähtitieteen yhdistys URSA, 2003. ISBN 952-5329-30-5