Augstums — definīcija, mērījumi un pielietojums (aviācija, ģeogrāfija)

Uzzini, kas ir augstums: definīcija, precīzi mērījumi un pielietojums aviācijā, ģeogrāfijā un mērniecībā — skaidri, praktiski un uzskatāmi.

Augstums ir vertikāls attālums — tas nozīmē, cik augstu kaut kas atrodas virs citas lietas vai referencpunkta. Bieži runājam par augstumu virs jūras līmeņa (piemēram, kalna virsotnes augstums) vai virs zemes (piemēram, ēkas augstums). Terminu izmanto daudzās jomās: aviācijā (lidojumi, izpletņlēkšana, planierisms), ģeogrāfijā/mērniecībā (reljefa aprakstīšanā) un ģeometrijā (objekta perpendikulārais augstums). Kopumā augstums ir attālums, kādā viena lieta atrodas virs citas lietas — tas ir vertikālā jeb "uz augšu" virzienā.

Terminoloģija un atšķirības

Latviešu valodā vārdi augstums un augstums dažkārt tiek lietoti savstarpēji, bet praksē parasti atšķir:

• Augstums virs jūras līmeņa (AMSL / elevation) — attālums no jūras līmeņa līdz punktam (bieži norāda kalnu, pilsētu vai zemes reljefa augstumu).
• Augstums virs zemes (AGL) — vertikālais attālums no zemes virsmas līdz objektam (piem., ēkas vai lidmašīnas augstums virs vietējā reljefa).
• Dziļums — vertikālais attālums "uz leju" (piemēram, aku vai jūras dziļums).
• Ģeometriskais augstums — perpendikulārais attālums, ko lieto ģeometrijā.

Mērīšanas vienības

Starptautiski parasti lieto metrus (m). Aviācijā dominē pēdas (ft). Precīza pārveide: 1 m = 3.28084 ft. Dažkārt izmanto arī kilometrus vai jūdzes atkarībā no konteksta.

Mērīšanas metodes

• Barometriskais altimetrs — mēra atmosfēras spiedienu un pārrēķina to uz augstumu pēc atmosfēras modeļa (ISA). Plaši lietots aviācijā un gludekļos. Rezultāts var būt ietekmēts ar laika apstākļiem (temperatūra un atmosfēras spiediena novirzes), tāpēc svarīgi iestatīt pareizu altimetra rādījumu (QNH/QFE).
• GNSS/GPS — sniedz augstumu attiecībā pret referencēto elipsoīdu; precizitāti var uzlabot ar diferencēto GNSS (RTK). GNSS augstums var atšķirties no jūras līmeņa, ja nav izmantots ģeoīda modelis.
• Radiolokācijas un lāzera (radar/laser altimetri) — izmanto aviācijā un kartēšanā, īpaši, lai noteiktu attālumu līdz zemes virsmai (piem., radar altimeter sniedz tiešo AGL lielumu).
• Nivelēšana — precīza zemes mērniecības metode, kas izmanto referencpunktus un vertikālu pārmērīšanu (brukas, ēku pamati, virsotnes).
• LiDAR un fotogrammetrija — attāluma mērīšana ar lāzeru no lidaparātiem vai droniem, izmanto reljefa un rastra modeļu (DEM) veidošanai.

Aviācijā: veidi un nozīme

• Indicated altitude — skaidras altimetra rādījums pēc iestatītā spiediena; pilotam pieejamais rādījums.
• True altitude — faktiskā augstuma vērtība virs jūras līmeņa.
• Pressure altitude — augstums, ko aprēķina, pieņemot standarta atmosfēru (lietots lidojumu līmeņu noteikšanai).
• Density altitude — spiediena augstuma korekcija pēc temperatūras un mitruma; svarīga lidmašīnu veiktspējai (pacelšanās garums, motora jauda).
• Flight level (FL) — lidojumu līmeņi, kas izteikti spiediena augstumā (piem., FL100 = 10 000 ft pressure altitude).

Praktiski: barometriskais altimetrs parāda nevis «absolūto» attālumu, bet to, ko dod spiediena pārrēķins; auksts laiks var izraisīt, ka reālais augstums ir zemāks par norādīto — tas ir svarīgi drošībai, īpaši pie kalniem vai pacelšanās/nostāšanās laikā.

Ģeogrāfija un mērniecība

Ģeogrāfijā augstumu izmanto reljefa aprakstam, kartēšanai un hidrografijā. Bieži lieto šādus elementus:

• Kontūrlīnijas kartēs — līnijas, kas savieno punktus ar vienādu augstumu.
• Augstuma punktu atzīmes (benchmark) — precīzi mērījumu punkti ar zināmu augstumu.
• Digitālie reljefa modeļi (DEM) — rastra dati, kas satur informāciju par reljefa augstumu katrā pikselī (izmanto hidrologijā, pilsētu plānošanā, noslīdes risku novērtēšanā).
• Vertikālie datumi — atsauces virsmas (piem., vidējais jūras līmenis, ģeoīds), pret kurām tiek mērīts augstums; dažādās valstīs izmanto savus datumu līmeņus.

Ģeometrijā un ikdienā

Ģeometrijā augstums ir perpendikulārais attālums no punkta līdz noteiktai līnijai vai plaknei (piemēram, trijstūra laukuma aprēķinam: laukums = (pamatne × augstums) / 2). Ikdienā saprotams kā ēkas, torņa vai koka vertikālais izmērs.

Praktiski padomi

• Ja lidojat, ievērojiet, kādus augstuma rādījumus izmanto jūsu reģionā (ft vs m) un vai norādīts QNH/QFE/FL.
• Kartēs pārbaudiet, vai augstumi ir norādīti virs jūras līmeņa vai pret lokālo nullpunktu.
• Ja nepieciešama augsta precizitāte (mērniecība, inženierija), izmantojiet nivelēšanu vai diferencēto GNSS; atceries par vertikālajiem datumiem un to atbilstību mērījumiem.

Vertikālā attāluma mērījumus virzienā "uz leju" parasti dēvē par dziļumu.

Augstums aviācijā un kosmosa lidojumos

Aviācijā augstumu var izmērīt un parādīt dažādos veidos. Augstums tiek mērīts vai nu no vidējā jūras līmeņa (saukta arī par vidējo jūras līmeni jeb MSL), vai no zemes (saukta arī par virszemes līmeni jeb AGL).

Lidmašīnas var noteikt savu augstumu, izmantojot gaisa spiedienu. Jo augstāk gaiss kļūst plānāks (un tajā ir mazāks spiediens, jo mazāk gaisa to spiež no augšas). Šo spiedienu var izmērīt, un to var pārvērst augstumā virs jūras līmeņa. Augstuma mērīšanas instruments ir altimetrs (no vārda augstums un metrs). Parastais spiediena altimetrs ir barometra veids, kura ciparnīca atmosfēras spiediena vietā rāda attālumu (pēdas vai metrus).

Ir vairāki aviācijas augstuma veidi.

Vienkārši šos augstuma veidus var izskaidrot kā augstuma mērīšanas veidus:

• Indikētais augstums - augstuma mērītāja rādītais augstums virs jūras līmeņa. Parasti tas ir diezgan labs, bet dažreiz to var nedaudz apmānīt, jo tas ir jānoregulē, lai izmantotu vietējo barometrisko spiedienu.
• Īstais augstums - augstums kā attālums virs jūras līmeņa.
• Absolūtais augstums - augstums kā attālums virs reljefa (zemes) tieši zem tā (Virszemes līmenis).
• Augstums - augstums, kas izteikts kā attālums virs kāda punkta. To var saukt arī par reljefa augstumu. Šo augstumu mēra ar radioviļņamērītājiem.
• Spiediena augstums - augstums, ko mēra, izmantojot gaisa spiedienu. Gaisa spiediens jūras līmenī parasti ir 1013,25 milibāri jeb 29,92" Hg, ja gaisa temperatūra ir 15 °C (59 °F). Spiediena augstums un norādītais augstums ir vienāds, ja altimetrs ir noregulēts, lai izmantotu šo standarta līmeni.
• Blīvuma augstums - augstums, ko mēra, izmantojot gaisa blīvumu. Tas ir atkarīgs no atmosfēras apstākļiem (galvenokārt karstuma un mitruma). Pastāv Starptautiskā standarta atmosfēras tabula, kurā blīvums ir pārvērsts augstumā.

Gaisa blīvums ietekmē arī lidmašīnas darbību. Blīvuma augstumu ietekmē barometriskais spiediens, mitrums un temperatūra. Ļoti karstā dienā blīvuma augstums lidostā (īpaši lidostā lielā augstumā) var būt tik liels, ka lidmašīna nevar pacelties. Tas visbiežāk ietekmē helikopterus vai gaisa kuģus, kas pārvadā lielu daudzumu kravas.

Vertikālā attāluma salīdzinājums

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir augstums?

J: Kādi ir daži izplatīti augstuma lietojumi?

J: Kā augstumu izmanto ģeometrijā?

J: Kāda ir vispārējā augstuma definīcija?

J: Kādu terminu parasti lieto, lai apzīmētu zemes augstumu?

J: Kādu terminu parasti lieto alpīnisti?

J: Kādu terminu parasti lieto vertikālā attāluma mērījumiem virzienā "uz leju"?

Meklēt pēc burta