|
17.11.2004
| Алексей Шелепин |
 |
| Проблемы барометрического определения глубины в пещерах |
 В
последнее время проблема баронивелирования
в пещерах становится особенно актуальной.
Многие спелеологи имеют часы с функцией
измерения давления, и основанные на измерении
давления оценки глубины стали массовыми.
Как отмечается в [1], "точность барометрического
нивелирования невысока; средняя квадратическая
ошибка измерения превышения колеблется от
0.3 м в равнинных районах до 2 м и более
в горных". В пещерах достижение такой
точности было бы прекрасным результатом;
однако в них вступают в действие ряд факторов,
усложняющих картину.
Основным таким фактором является наличие
тока воздуха - мы имеем дело не со стационарной
атмосферой, и необходимо учитывать перепады
давления, возникающие за счет движения воздуха
по пещере.
Тем не менее, мы начнем с анализа барометрической
формулы (справедливой в стационарном случае)
и дадим оценку влияния различных множителей,
описывающих зависимость от температуры,
влажности, а также географической широты
и высоты. Вычисления показывают [2], что
последними двумя множителями можно пренебречь
(их неучет приводит к погрешностям соответственно
0.1 и 0.3-0.6м на километр перепада высоты).
 В
результате приходим к следующей формуле:
h2-h1
= 18400*(1 + α *tm)*(1 +
0.378 em/Pm) *lg(P1/P2),
учитывающую средние температуру tm и влажность (парциальное давление) em,
где α=0.003665≈1/273 град.-1 - температурный коэффициент объемного расширения воздуха.
Отметим, что неучет влажности может дать
ошибку порядка 4-5м на километр перепада.
Основной вклад в возникающую при измерениях
погрешность вносит температурная зависимость
- при разнице подставляемых в формулу температур
в 150C разница в полученных высотах
составит 55м на километр перепада.
 Далее
в докладе была рассмотрена специфика баронивелирования
в пещерах, обсуждены имеющиеся экспериментальные
данные (п. Снежная и Красная), рассмотрен
вопрос о профиле давления внутри пещеры.
Это производилось близко к тексту трактата
автора "Баронивелирование в пещерах" [2],
к которому мы и отсылаем заинтересованного
читателя.
[1] Дьяков Б.Н. ГЕОДЕЗИЯ.
Электронная версия учебного пособия по дисциплине
"Геодезия" для студентов геодезических и
негеодезических специальностей Сибирской
государственной геодезической академии (СГГА).
[2] Шелепин А.Л. Баронивелирование
в пещерах.
|
