Skaalakorkeus

  Skaalakorkeus H on planeetan kaasukehän tai sen osana olevan kaasun se korkeus, jossa kaasun osapaine pienenee e:nteen osaan pinnalla vallitsevasta paineesta. Tässä e on Neperin luku^[1] eli noin 2,718. Maalle hapen skaalakorkeus on 7 kilometriä, typen 8 kilometriä ja vedyn 120 kilometriä. Koko ilmakehän skaalakorkeus on 8,5 kilometriä. Vedyn korkea skaalakorkeus merkitsee sitä, että vetykaasu karkaa Maan ilmakehästä.^lähde? Skaalakorkeus määräytyy kaasujen lämpöliikkeestä, eli lämpötilasta ja kaasuosasten massasta.

Maan ilmakehälle skaalakorkeus H = 8 500 m, kun lämpötila on 290 K eli noin +17 °C. Skaalakorkeus voidaan määritellä yhtälöllä

${\displaystyle H={\frac {kT}{mg}},}$

jossa

• k = Boltzmannin vakio = 1,38x10^-23 J·K^-1
• T = lämpötila kelvineinä
• m = keskimääräinen molekyylipaino, ilmalle 28,964
• g = gravitaatiosta johtuva painovoiman kiihtyvyys g = 9,81

Skaalakorkeuden H avulla voidaan laskea paineen väheneminen ylöspäin mentäessä, jos paine maan pinnalla tunnetaan

${\displaystyle P=P_{0}e^{(-{\frac {z}{H}})},}$

jossa H on skaalakorkeus, P₀ on paine korkeudella 0 (ilmalle 1,01×10¹⁰Pa) ja P = paine korkeudella z.

Huomattava on, että esimerkiksi Aurinkoa Maata lähempänä kiertävässä Venuksessa vesihöyryn skaalakorkeus on 40 km, Maassa se on 13 km. Venuksen vesihöyry karkaa avaruuteen Maata nopeammin ja planeetalla ei senkään takia ole meriä.^[2]

Muutamia kaasujen skaalakorkeuksia Maalle, Venukselle ja Marsille: ^[2]

• Planeettojen kaasukehät