ГОСТ 25645.154-90
Группа Т27
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ ВЕРХНЯЯ
Модель химического состава
Еarth uppеr atmosphere. Chemical composition model
ОКСТУ 0080
Дата введения 1992-01-01
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по гидрометеорологии
РАЗРАБОТЧИКИ
С.И.Авдюшин, д-р техн. наук; Г.Ф.Тулинов, канд. физ.-мат. наук (руководитель темы); М.Н.Власов, д-р физ.-мат. наук; А.А.Похунков, канд. физ.-мат. наук; В.Е.Давыдов, канд. физ.-мат. наук; А.Г.Федоров, канд. физ.-мат. наук; Н.И.Канцерская; И.И.Собельман, д-р физ.-мат. наук; Б.Ф.Гордиец, д-р физ.-мат. наук; Ю.Н.Куликов, канд. физ.-мат. наук; А.Н.Степанович, канд. физ.-мат. наук
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по управлению качеством продукции и стандартам от 27.12.90 N 3388
3. Срок первой проверки 1995, периодичность проверки 5 лет
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
| Обозначение НТД, на который дана ссылка | Номер пункта |
| ГОСТ 25645.102-83 | 1.4 |
| РД 50-25645.325-89 | 2 |
Настоящий стандарт устанавливает модель химического состава верхней атмосферы Земли на высотах от 80 до 800 км для различных гелио-геофизических условий.
Стандарт предназначен для разработки и обеспечения нормального функционирования космических систем, а также систем наземного базирования, надежная работа которых требует информации о состоянии околоземного космического пространства.
Требования настоящего стандарта являются обязательными.
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
1.1. Модель химического состава верхней атмосферы построена на основе обобщения и анализа мировых субспутниковых данных по масс-спектрометрическим измерениям состава атмосферы Земли с использованием для аппроксимации этих данных на меньшие высоты теоретического моделирования и результатов ракетного зондирования. Теоретическое моделирование атмосферы проводилось методом численного интегрирования системы уравнений квазигидродинамики в приближении Навье-Стокса (уравнение непрерывности, движения и энергии) для многокомпонентной смеси и позволило построить высотные распределения температуры и концентрации основных нейтральных составляющих верхней атмосферы: молекулярного азота, молекулярного и атомарного кислорода для различных гелио-геофизических условий, используя в качестве граничных условий спутниковые данные.
Метод численного интегрирования основан на замене переменных, приводящей исходную систему уравнений неразрывности многокомпонентной диффузии и теплового баланса к совместной системе уравнений параболического типа соответственно для компонент О, О
и N, решаемую конечно-разностным методом с применением потокового варианта метода прогонки, который позволяет получать устойчивое решение.
1.2. Модель химического состава верхней атмосферы представлена в табл.1-28 в диапазоне высот от 80 до 800 км с шагом. 10 км. Приведенные в табл.1-28 данные соответствуют конкретным значениям индексов солнечной и геомагнитной активности. В качестве индекса солнечной активности используется величина потока радиоизлучения Солнца с длиной волны 10,7 см (
), выраженная в общепринятых условных единицах. Представлены данные для трех уровней солнечной активности: низкого, среднего и высокого (70·10
Вт/м
·Гц; 150·10 Вт/м·Гц; 200·10 Вт/м·Гц).
В табл.1-28 представлены также данные, соответствующие разным условиям геомагнитной возмущенности, характеризуемой индексом 
. Спокойные условия соответствуют 
3 и сильновозмущенные условия
100.
1.3. Для разных уровней солнечной и геомагнитной активности представлены широтные и сезонные вариации для местного полудня. Пример суточного хода дан для средней солнечной активности и спокойных геомагнитных условий в табл.25-28.
Изменение химического состава в зависимости от широты приведено в табл.1-24 для широт 0, 40°, 80°, -40°, -80° (знак минус указывает на южную широту).
1.4. Относительное содержание 
-ой составляющей определяют по формуле
, (1)
где 
- абсолютная концентрация -ой составляющей;
- полная концентрация частиц (
).
Абсолютная концентрация 
-ой составляющей может быть определена по данным ГОСТ 25645.102 и настоящего стандарта из следующего соотношения
, (2)
где 
- плотность;
- молекулярный (атомный) вес -го сорта частиц.
2. ТАБЛИЦЫ ПАРАМЕТРОВ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВЕРХНЕЙ АТМОСФЕРЫ ЗЕМЛИ
2.1. В табл.1-28 приведено выраженное в процентах относительное содержание основных составляющих верхней атмосферы: гелий (Не), аргон (Аr), кислород (О и O), азот (N), водород (Н).
2.2. Все данные приведены для одной долготы (
) 45°.
2.3. Для определения промежуточных значений параметров рекомендуется использовать обычную процедуру осреднения.
2.4. Для каждой таблицы кроме текущего значения индекса приводится осредненное за 90 дней значение (
).
2.5. Перевод всемирного времени в звездное проводят по РД 50-25645.325.
2.6. Кроме приведенных выше обозначений, в таблицах имеются следующие:
- ширина*, град;
- высота, км;
- номер дня в году;
- местное время, ч;
- всемирное время, ч.
___________________
* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
Таблица 1
Широтные вариации состава при низкой солнечной активности
для зимнего периода в северном и летнего периода в южном полушариях
|
| He/S, % | O/S, % | O | Ar/S, % | H/S, % | N |
|
| ||||||
| 80 | 5.52E-04 | 1.14E-03 | 2.08E+01 | 9.09E-01 | 1.82E-05 | 7.83E+01 |
| 90 | 6.13E-04 | 2.87E-01 | 2.03E+01 | 8.76E-01 | 1.23E-04 | 7.85E+01 |
| 100 | 9.55E-04 | 3.18E+00 | 1.83E+01 | 7.53E-01 | 2.04E-04 | 7.77E+01 |
| 110 | 2.51E-03 | 9.66E+00 | 1.39E+01 | 5.03E-01 | 5.28E-04 | 7.59E+01 |
| 120 | 6.99E-03 | 1.75E+01 | 9.72E+00 | 3.13E-01 | 1.21E-03 | 7.24E+01 |
| 130 | 1.18E-02 | 2.38E+01 | 7.39E+00 | 2.14E-01 | 1.69E-03 | 6.86E+01 |
| 140 | 1.80E-02 | 2.90E+01 | 6.13E+00 | 1.53E-01 | 2.03E-03 | 6.47E+01 |
| 150 | 2.71E-02 | 3.38E+01 | 5.27E+00 | 1.13E-01 | 2.34E-03 | 6.08E+01 |
| 160 | 3.93E-02 | 3.84E+01 | 4.59E+00 | 8.45E-02 | 2.74E-03 | 5.69E+01 |
| 170 | 5.51E-02 | 4.29E+01 | 4.00E+00 | 6.41E-02 | 3.29E-03 | 5.30E+01 |
| 180 | 7.53E-02 | 4.74E+01 | 3.48E+00 | 4.88E-02 | 4.07E-03 | 4.90E+01 |
| 190 | 1.01E-01 | 5.18E+01 | 3.01E+00 | 3.73E-02 | 5.15E-03 | 4.51E+01 |
| 200 | 1.33E-01 | 5.61E+01 | 2.59E+00 | 2.84E-02 | 6.61E-03 | 4.12E+01 |
| 210 | 1.72E-01 | 6.02E+01 | 2.21E+00 | 2.16E-02 | 8.57E-03 | 3.74E+01 |
| 220 | 2.21E-01 | 6.42E+01 | 1.88E+00 | 1.63E-02 | 1.11E-02 | 3.37E+01 |
| 230 | 2.81E-01 | 6.79E+01 | 1.59E+00 | 1.23E-02 | 1.45E-02 | 3.02E+01 |
| 240 | 3.53E-01 | 7.14E+01 | 1.34E+00 | 9.21E-03 | 1.87E-02 | 2.69E+01 |
| 250 | 4.40E-01 | 7.46E+01 | 1.12E+00 | 6.87E-03 | 2.41E-02 | 2.38E+01 |
| 260 | 5.45E-01 | 7.75E+01 | 9.31E-01 | 5.10E-03 | 3.10E-02 | 2.09E+01 |
| 270 | 6.70E-01 | 8.02E+01 | 7.71E-01 | 3.77E-03 | 3.96E-02 | 1.83E+01 |
| 280 | 8.18E-01 | 8.25E+01 | 6.36E-01 | 2.78E-03 | 5.03E-03 | 1.60E+01 |
| 290 | 9.94E-01 | 8.45E+01 | 5.22E-01 | 2.04E-03 | 6.37E-02 | 1.39E+01 |
| 300 | 1.20E+00 | 8.63E+01 | 4.27E-01 | 1.50E-03 | 8.02E-02 | 1.20E+01 |
| 310 | 1.46E+00 | 8.76E+01 | 3.51E-01 | 1.10E-03 | 1.01E-01 | 1.04E+01 |
| 320 | 1.74E+00 | 8.89E+01 | 2.85E-01 | 8.00E-04 | 1.26E-01 | 8.97E+00 |
| 330 | 2.08E+00 | 8.98E+01 | 2.31E-01 | 5.81E-04 | 1.57E-01 | 7.68E+00 |
| 340 | 2.47E+00 | 9.06E+01 | 1.87E-01 | 4.21E-04 | 1.94E-01 | 6.57E+00 |
| 350 | 2.93E+00 | 9.11E+01 | 1.51E-01 | 3.05E-04 | 2.40E-01 | 5.60E+00 |
| 360 | 3.46E+00 | 9.13E+01 | 1.22E-01 | 2.20E-04 | 2.96E-01 | 4.77E+00 |
| 370 | 4.08E+00 | 9.14E+01 | 9.80E-02 | 1.59E-04 | 3.63E-01 | 4.05E+00 |
| 380 | 4.80E+00 | 9.12E+01 | 7.88E-02 | 1.14E-04 | 4.44E-01 | 3.44E+00 |
| 390 | 5.62E+00 | 9.09E+01 | 6.32E-02 | 8.24E-05 | 5.42E-01 | 2.91E+00 |
| 400 | 6.56E+00 | 9.03E+01 | 5.06E-02 | 5.92E-05 | 6.59E-01 | 2.46E+00 |
| 410 | 7.64E+00 | 8.94E+01 | 4.04E-02 | 4.25E-05 | 7.99E-01 | 2.07E+00 |
| 420 | 8.87E+00 | 8.84E+01 | 3.22E-02 | 3.04E-05 | 9.66E-01 | 1.74E+00 |
| 430 | 1.03E+01 | 8.71E+01 | 2.56E-02 | 2.17E-05 | 1.16E+00 | 1.46E+00 |
| 440 | 1.18E+01 | 8.55E+01 | 2.03E-02 | 1.55E-05 | 1.39E+00 | 1.22E+00 |
| 450 | 1.36E+01 | 8.37E+01 | 1.61E-02 | 1.10E-05 | 1.67E+00 | 1.02E+00 |
| 460 | 1.55E+01 | 8.16E+01 | 1.27E-02 | 7.82E-06 | 1.98E+00 | 8.50E-01 |
| 470 | 1.77E+01 | 7.93E+01 | 9.97E-03 | 5.53E-06 | 2.35E+00 | 7.04E-01 |
| 480 | 2.00E+01 | 7.66E+01 | 7.80E-03 | 3.90E-06 | 2.77E+00 | 5.81E-01 |
| 490 | 2.25E+01 | 7.37E+01 | 6.08E-03 | 2.73E-06 | 3.24E+00 | 4.78E-01 |
| 500 | 2.53E+01 | 7.06E+01 | 4.72E-03 | 1.91E-06 | 3.78E+00 | 3.91E-01 |
| 510 | 2.81E+01 | 6.72E+01 | 3.65E-03 | 1.33E-06 | 4.37E+00 | 3.18E-01 |
| 520 | 3.11E+01 | 6.36E+01 | 2.80E-03 | 9.21E-07 | 5.03E+00 | 2.57E-01 |
| 530 | 3.42E+01 | 5.98E+01 | 2.14E-03 | 6.34E-07 | 5.75E+00 | 2.07E-01 |
| 540 | 3.74E+01 | 5.59E+01 | 1.63E-03 | 4.34E-07 | 6.53E+00 | 1.66E-01 |
| 550 | 4.05E+01 | 5.20E+01 | 1.23E-03 | 2.96E-07 | 7.37E+00 | 1.32E-01 |
| 560 | 4.37E+01 | 4.80E+01 | 9.24E-04 | 2.01E-07 | 8.25E+00 | 1.04E-01 |
| 570 | 4.67E+01 | 4.40E+01 | 6.90E-04 | 1.35E-07 | 9.17E+00 | 8.21E-02 |
| 580 | 4.97E+01 | 4.01E+01 | 5.13E-04 | 9.07E-08 | 1.01E+01 | 6.41E-02 |
| 590 | 5.25E+01 | 3.63E+01 | 3.79E-04 | 6.05E-08 | 1.11E+01 | 4.99E-02 |
| 600 | 5.51E+01 | 3.27E+01 | 2.78E-04 | 4.01E-08 | 1.21E+01 | 3.86E-02 |
| 610 | 5.75Е+01 | 2.93Е+01 | 2.04Е-04 | 2.65Е-08 | 1.31Е+01 | 2.97Е-02 |
| 620 | 5.96E+01 | 2.62E+01 | 1.48E-04 | 1.75E-08 | 1.42E+01 | 2.27E-02 |
| 630 | 6.16E+01 | 2.32E+01 | 1.07E-04 | 1.14E-08 | 1.52E+01 | 1.73E-02 |
| 640 | 6.33E+01 | 2.05E+01 | 7.76E-05 | 7.47E-09 | 1.62E+01 | 1.32E-02 |
| 650 | 6.47E+01 | 1.80E+01 | 5.59E-05 | 4.86E-09 | 1.72E+01 | 9.97E-03 |
| 660 | 6.60E+01 | 1.58E+01 | 4.01E-05 | 3.16E-09 | 1.82E+01 | 7.52E-03 |
| 670 | 6.70E+01 | 1.38E+01 | 2.87E-05 | 2.05E-09 | 1.92E+01 | 5.66E-03 |
| 680 | 6.78E+01 | 1.21E+01 | 2.05E-05 | 1.32E-09 | 2.02E+01 | 4.25E-03 |
| 690 | 6.84E+01 | 1.05E+01 | 1.46E-05 | 8.55E-10 | 2.11E+01 | 3.18E-03 |
| 700 | 6.88E+01 | 9.10E+00 | 1.04E-05 | 5.51E-10 | 2.21E+01 | 2.38E-03 |
| 710 | 6.91E+01 | 7.88E+00 | 7.40E-06 | 3.55E-10 | 2.30E+01 | 1.78E-03 |
| 720 | 6.93E+01 | 6.81E+00 | 5.25E-06 | 2.28E-10 | 2.39E+01 | 1.33E-03 |
| 730 | 6.93E+01 | 5.88E+00 | 3.73E-06 | 1.47E-10 | 2.48E+01 | 9.89E-04 |
| 740 | 6.92E+01 | 5.07E+00 | 2.64E-06 | 9.45E-11 | 2.57E+01 | 7.36E-04 |
| 750 | 6.90E+01 | 4.37E+00 | 1.87E-06 | 6.07E-11 | 2.66E+01 | 5.48E-04 |
| 760 | 6.88E+01 | 3.76E+00 | 1.33E-06 | 3.90E-11 | 2.75E+01 | 4.08E-04 |
| 770 | 6.84E+01 | 3.24E+00 | 9.41E-07 | 2.51E-11 | 2.84E+01 | 3.03E-04 |
| 780 | 6.80E+01 | 2.78E+00 | 6.66E-07 | 1.61E-11 | 2.92E+01 | 2.25E-04 |
| 790 | 6.75E+01 | 2.39E+00 | 4.72E-07 | 1.04E-11 | 3.01E+01 | 1.68E-04 |
| 800 | 6.70E+01 | 2.05E+00 | 3.34E-07 | 6.68E-12 | 3.10E+01 | 1.25E-04 |
|
| ||||||
| 80 | 5.40E-04 | 1.25E-03 | 2.08E+01 | 8.81E-01 | 1.82E-05 | 7.83E+01 |
| 90 | 6.05E-04 | 3.21E-01 | 2.03E+01 | 8.30E-01 | 1.29E-04 | 7.85E+01 |
| 100 | 9.56E-04 | 3.61E+00 | 1.81E+01 | 6.84E-01 | 2.32E-04 | 7.76E+01 |
| 110 | 2.42E-03 | 1.06E+01 | 1.36E+01 | 4.52E-01 | 5.76E-04 | 7.53E+01 |
| 120 | 6.94E-03 | 1.87E+01 | 9.35E+00 | 2.75E-01 | 1.16E-03 | 7.16E+01 |
| 130 | 2.12E-02 | 2.58E+01 | 6.90E+00 | 1.74E-01 | 1.70E-03 | 6.71E+01 |
| 140 | 4.82E-02 | 3.20E+01 | 5.55E+00 | 1.15E-01 | 2.17E-03 | 6.22E+01 |
| 150 | 7.96E-02 | 3.78E+01 | 4.65E+00 | 7.82E-02 | 2.64E-03 | 5.74E+01 |
| 160 | 1.19E-01 | 4.34E+01 | 3.93E+00 | 5.49E-02 | 3.22E-03 | 5.25E+01 |
| 170 | 1.68E-01 | 4.88E+01 | 3.32E+00 | 3.93E-02 | 4.00E-03 | 4.77E+01 |
| 180 | 2.32E-01 | 5.40E+01 | 2.80E+00 | 2.84E-02 | 5.07E-03 | 4.30E+01 |
| 190 | 3.12E-01 | 5.89E+01 | 2.34E+00 | 2.06E-02 | 6.53E-03 | 3.85E+01 |
| 200 | 4.12E-01 | 6.35E+01 | 1.95E+00 | 1.50E-02 | 8.49E-03 | 3.41E+01 |
| 210 | 5.36E-01 | 6.77E+01 | 1.61E+00 | 1.09E-02 | 1.11E-02 | 3.01E+01 |
| 220 | 6.87E-01 | 7.16E+01 | 1.32E+00 | 7.88E-03 | 1.45E-02 | 2.64E+01 |
| 230 | 8.71E-01 | 7.51E+01 | 1.08E+00 | 5.68E-03 | 1.89E-02 | 2.29E+01 |
| 240 | 1.09E+00 | 7.82E+01 | 8.81E-01 | 4.08E-03 | 2.45E-02 | 1.98E+01 |
| 250 | 1.36E+00 | 8.08E+01 | 7.13E-01 | 2.92E-03 | 3.17E-02 | 1.71E+01 |
| 260 | 1.68E+00 | 8.31E+01 | 5.75E-01 | 2.09E-03 | 4.07E-02 | 1.46E+01 |
| 770* | 2.06E+00 | 8.50E+01 | 4.61E-01 | 1.48E-03 | 5.21E-02 | 1.25E+01 |
- 45; 
- 70;