太阳大气标高
【中文词条】太阳大气标高
【外文词条】scale height
【作者】王振一
表徵太阳大气密度随著高度增加而减小的速率的量﹐简称为标高﹐以H 表示﹐其确切定义是﹕在引力场中﹐处于流体静力平衡的等温大气中﹐气体粒子数密度N 随高度 h 的分布符合气压定律﹐高度每升高一个“标高”H ﹐数密度就减小为原来的e 分之一(e =2.718)﹐即N =常数×e -(h/H)。容易求得密度标高的表达式为﹕H =kT /μmg ﹐式中k 为玻耳兹曼常数﹐T 为气体温度﹐m 为氢原子质量﹐g 为太阳表面的重力加速度﹐μ 为气体平均分子量﹐它同大气的化学成分和电离状态有关。在太阳大气的光球上层﹐标高约115公里﹔在色球中层﹐标高约330公里﹔在色球上层﹐标高增加到1﹐100公里左右﹔在日冕区域中﹐标高达50﹐000公里以上。这反映了太阳大气各层温度的巨大变化
实际上﹐太阳大气并不处于流体静力学平衡状态﹐而是到处存在著湍流。太阳大气中的湍流使得标高增大。标高增大量H 正比于湍流速度的平方。湍流速度为每秒3公里时﹐H 为11公里﹔湍流速度为每秒10公里时﹐H 便为121公里。在色球低层﹐湍流速度约为每秒2公里o而在色球中层﹐湍流速度可达每秒10公里左右﹐即H/H ≒0.37﹐可见湍流对标高H的影响很大。标高不仅应用于太阳大气﹐也应用于一般恒星大气。它也可用来表示气体的其他一些物理量﹐如气体压力﹑辐射等随高度的变化。与密度标高类似﹐分别设压力标高﹑辐射标高等