¿Cómo cambian la temperatura, la presión y la densidad con la altitud?

Cómo funciona

La atmósfera estándar internacional (ISA) es un modelo medio acordado del aire: 15 °C y 1013,25 hPa al nivel del mar, con una caída de 6,5 °C por cada 1000 m hasta la tropopausa a 11.000 m (36.089 ft), y después −56,5 °C constantes hasta 20.000 m. Los instrumentos, las tablas de rendimiento y los niveles de vuelo se calibran con ella, así que un altímetro ajustado a 1013,25 hPa indica la altitud ISA de la presión que lo rodea.

La presión depende del peso del aire superior: en la capa inferior, p = p₀ · (T / T₀)^5,2559, donde p₀ = 1013,25 hPa y T₀ = 288,15 K; por encima de la tropopausa cae al 37 % (1/e) cada 6,3 km. La densidad se obtiene de la ley de los gases, ρ = p / (R · T), con R = 287,05 J/(kg·K), y la velocidad del sonido de a = √(1,4 · R · T). Las relaciones δ = p/p₀, θ = T/T₀ y σ = ρ/ρ₀ comparan el aire con el nivel del mar; el empuje y la velocidad verdadera varían con ellas.

En un día real, el aire rara vez es estándar. Una diferencia como ISA +15 conserva la presión de la altitud pero calienta el aire, que resulta menos denso: su altitud de densidad, la altitud estándar con la misma densidad, es mayor, y las aeronaves rinden como si estuvieran allí. Las ecuaciones y tablas proceden de ISO 2533:1975 y del Doc 7488/3 de la OACI, Manual de la atmósfera tipo de la OACI.

El modelo abarca de −5000 m a 20.000 m de altitud geopotencial (de presión) para aire seco. La meteorología real incluye humedad, inversiones y una tropopausa que cambia con la estación y la latitud, por lo que la temperatura real puede diferir decenas de grados.