---

; (A.6)

, (А.7)

где - характеристическая температура колебательной релаксации;

- молярная доля в сухом воздухе кислорода (индекс " ") и азота (индекс " ").

А.8 В настоящем стандарте приняты следующие значения величин и :

и ;

0,209 и 0,781 (см. 4.1).

Константа 1,559 рассчитана по выражению .

А.9 Формула (5) в 6.2 получена подстановкой в формулу (А.1) величин по формулам (А.2)-(А.7).

Приложение В

(рекомендуемое)

Определение концентрации водяных паров по относительной влажности

В настоящем стандарте приведен метод расчета снижения уровней звукового давления вследствие поглощения звука при распространении в атмосфере. Целью настоящего приложения является представление расчетных формул для определения концентрации водяных паров по результатам измерений или по заданным относительной влажности, температуре и точке росы. Если влажность охарактеризована температурами сухого и влажного термометров, то предварительно по ним должна быть определена относительная влажность, по которой затем рассчитывают концентрацию водяных паров.

В.1 Относительная влажность

Относительная влажность воздуха (в процентах) равна отношению давления водяных паров к давлению насыщенного пара над плоской водной поверхностью при тех же температуре и давлении, что у воздуха. Концентрацию водяных паров при заданных температуре, относительной влажности и давлении рассчитывают по формуле

, (B.1)

где - атмосферное давление, кПа;

- эталонное атмосферное давление по 4.2.

Примечание - Относительную влажность при температуре ниже 0 °С определяют по давлению насыщенного пара над водной поверхностью, но не над льдом.

В.2 Давление насыщенного пара

Давление насыщенного пара зависит только от температуры . Таблицы значений в зависимости от температуры и расчетные формулы можно найти в различных справочниках.

Однако для практических расчетов могут оказаться удобными нижеследующие формулы, дающие результаты, близкие к указанным в Международных метеорологических таблицах [3]:

, (B.2)

где показатель степени рассчитывают по формуле

, (В.3)

где - температура, К;

- температура в тройной точке на диаграмме изотерм, равная 273,16 К (+0,01 °С).

Чтобы определить концентрацию при заданных значениях , , , сначала находят отношение по формулам (B.2) и (В.3), затем рассчитывают по формуле (B.1), подставляя значение 101,325 кПа.

В.3 Точка росы

Точка росы при заданной концентрации , температуре и атмосферном давлении представляет собой температуру равновесия, до которой надо охладить воздух, чтобы достичь в нем состояния насыщения водяных паров.

Чтобы рассчитать концентрацию водяных паров по известной точке росы, сначала определяют отношение по формулам (B.2) и (В.3), подставляя вместо . Затем по формуле (B.1) определяют концентрацию, полагая относительную влажность 100%.

Примечание - Точка росы при пониженных температурах воздуха может соответствовать температуре замерзания (выпадения инея), что соответствует насыщению воздуха водяными парами над поверхностью льда, а не переохлажденной воды. Поэтому для правильного определения относительной влажности в этом случае следует принимать во внимание температуру замерзания. Однако формулы (B.2) и (В.3) действительны только для давления насыщенных паров над поверхностью воды, но не льда или инея.

Приложение С

(справочное)

Влияние неоднородности реальной атмосферы

В настоящем стандарте атмосферу считают однородной, т.е. вдоль траектории распространения звука давление, температура и концентрация водяных паров должны быть постоянны и известны. Влияние изменения метеорологических параметров вдоль траектории в неоднородной реальной атмосфере рассмотрено в настоящем приложении.

С.1 Изменения по высоте

В таблице С.1 указана среднегодовая концентрация водяных паров по высоте (в процентах) в зависимости от среднегодовой температуры в кельвинах и давления в килопаскалях для северной широты около 45° согласно стандартной атмосфере ИСО [1], определенная на основе наилучших имеющихся данных [4].

Для расчета использованы следующие формулы:

a) для высоты до 11 км над уровнем моря (тропосфера):

; (С.1)

; (C.2)

, (С.3)

где ;

- геопотенциальная высота, км;

b) для высоты от 11 до 20 км:

216,55; (С.4)

; (С.5)

; (С.6)

где ;

- среднегодовая температура, равная 288,15 К;

- давление на уровне моря, равное 101,325 кПа.

Константы в формулах имеют значения:

1,00271; -0,12223; 0,04546; -0,031545; 0,0076472;

-0,00079906; 0,000029429; 1,8395·10 ; 5,44894;

-0,60683; 0,0283643; -0,000474746.

Значения коэффициента затухания в таблице С.1 рассчитаны по формулам (3)-(5) для точных значений среднегеометрических частот октавных полос, рассчитанных по формуле (6). Обращает на себя внимание большая зависимость среднегодового значения коэффициента затухания от высоты на всех частотах.

C.2 Локальные изменения

С.2.1 Локальные изменения атмосферного давления, температуры и влажности по сравнению со средними значениями в таблице С.1 имеют сложный характер. Их влияние рассмотрено ниже.

Таблица С.1 - Зависимость температуры, давления, концентрации водяных паров и коэффициента затухания от высоты над уровнем моря в средних широтах

С.2.2 На заданной высоте над уровнем моря отклонения значений атмосферного давления от значений, указанных в таблице 1, редко превышают ±5%, что вызывает изменение коэффициента затухания не более чем на ±5%. Поэтому влиянием вариаций атмосферного давления обычно пренебрегают.

С.2.3 На заданной высоте наблюдаются большие изменения температуры воздуха и концентрации водяных паров в зависимости от времени и места. Например, вблизи земли эти изменения сравнимы с изменениями по высоте в таблице С.1. Поэтому при расчете коэффициента затухания необходимо учитывать температуру и концентрацию водяных паров в момент времени и в месте, для которых делают расчет. Однако обычно существуют усредненные по времени метеорологические данные для данного места, полученные измерением или прогнозированием температуры и концентрации водяных паров лишь на высоте примерно 10 м над поверхностью земли. Это не позволяет судить, насколько репрезентативны результаты расчета по усредненным данным для реальной ситуации распространения звука вблизи поверхности земли.

С.2.4 Если метеорологические данные имеются только для приземного слоя, то исходят из следующих предпосылок: