Come cambiano temperatura, pressione e densità con l’altitudine?
L’atmosfera standard ICAO a qualsiasi altitudine o livello di volo, in una giornata standard, più calda o più fredda.
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0 indica una giornata standard; 15 significa 15 °C in più rispetto allo standard.
Temperatura dell’aria
5,1 °C
A FL050 nell’atmosfera standard.
L’aria a questa altitudine
- Pressione
- 238,4 hPa · 7,04 inHg
- Densità
- 0,3796 kg/m³ · 31,0%
- Velocità del suono
- 576 kt · 296,5 m/s
- Rapporti rispetto al livello del mare
- σ 0,3099 · δ 0,2353 · θ 0,7594
- Altitudine in metri
- 10.668 m
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Temperatura e pressione per altitudine
La temperatura diminuisce uniformemente fino alla tropopausa a 36.089 ft, poi resta costante, mentre la pressione diminuisce sempre più lentamente; a 35.000 ft i valori sono -54,3 °C e 238,4 hPa.
| Altitudine | Temperatura | Pressione | Densità | Velocità del suono |
|---|---|---|---|---|
| 0 ft | 15,0 °C | 1013,3 hPa | 1,2250 kg/m³ | 661 kt |
| 5000 ft | 5,1 °C | 843,1 hPa | 1,0555 kg/m³ | 650 kt |
| 10.000 ft | -4,8 °C | 696,8 hPa | 0,9046 kg/m³ | 638 kt |
| 15.000 ft | -14,7 °C | 571,8 hPa | 0,7708 kg/m³ | 626 kt |
| 20.000 ft | -24,6 °C | 465,6 hPa | 0,6527 kg/m³ | 614 kt |
| 25.000 ft | -34,5 °C | 376,0 hPa | 0,5489 kg/m³ | 602 kt |
| 30.000 ft | -44,4 °C | 300,9 hPa | 0,4583 kg/m³ | 589 kt |
| 35.000 ft | -54,3 °C | 238,4 hPa | 0,3796 kg/m³ | 576 kt |
| 36.089,2 ft | -56,5 °C | 226,3 hPa | 0,3639 kg/m³ | 574 kt |
| 40.000 ft | -56,5 °C | 187,5 hPa | 0,3016 kg/m³ | 574 kt |
| 45.000 ft | -56,5 °C | 147,5 hPa | 0,2371 kg/m³ | 574 kt |
| 50.000 ft | -56,5 °C | 116,0 hPa | 0,1865 kg/m³ | 574 kt |
| 55.000 ft | -56,5 °C | 91,2 hPa | 0,1466 kg/m³ | 574 kt |
| 60.000 ft | -56,5 °C | 71,7 hPa | 0,1153 kg/m³ | 574 kt |
| 65.000 ft | -56,5 °C | 56,4 hPa | 0,0907 kg/m³ | 574 kt |
L’atmosfera standard ICAO a qualsiasi altitudine o livello di volo, in una giornata standard, più calda o più fredda.
Come si usa
- Digita l’altitudine e scegli l’unità: piedi, metri o livello di volo. Cambiando unità l’altitudine resta la stessa.
- Lascia la differenza di temperatura a 0 per l’atmosfera standard o inserisci quanto la giornata è più calda (+) o più fredda (−) dello standard.
- Leggi la temperatura dell’aria e, sotto, pressione, densità, velocità del suono e rapporti rispetto al livello del mare.
- Il grafico mostra l’intero profilo con la tua altitudine evidenziata; la scheda Tabella elenca gli stessi valori livello per livello.
Atmosfera standard per livello di volo
| Livello di volo | Temperatura | Pressione | Densità |
|---|---|---|---|
| FL000 | 15,0 °C | 1013,3 hPa | 100,0% |
| FL050 | 5,1 °C | 843,1 hPa | 86,2% |
| FL100 | -4,8 °C | 696,8 hPa | 73,8% |
| FL180 | -20,7 °C | 506,0 hPa | 57,0% |
| FL250 | -34,5 °C | 376,0 hPa | 44,8% |
| FL300 | -44,4 °C | 300,9 hPa | 37,4% |
| FL350 | -54,3 °C | 238,4 hPa | 31,0% |
| FL390 | -56,5 °C | 196,8 hPa | 25,8% |
| FL450 | -56,5 °C | 147,5 hPa | 19,4% |
| FL600 | -56,5 °C | 71,7 hPa | 9,4% |
Un livello di volo è l’altitudine di pressione in centinaia di piedi: FL350 equivale a 35.000 ft. Densità come quota del valore al livello del mare (1,225 kg/m³).
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Come funziona
L’atmosfera standard internazionale (ISA) è una rappresentazione media e concordata dell’aria: 15 °C e 1013,25 hPa al livello del mare, con una diminuzione di 6,5 °C ogni 1000 m fino alla tropopausa a 11.000 m (36.089 ft), poi −56,5 °C costanti fino a 20.000 m. Strumenti di bordo, tabelle delle prestazioni e livelli di volo sono calibrati su questo modello: un altimetro impostato su 1013,25 hPa indica quindi l’altitudine ISA corrispondente alla pressione circostante.
La pressione deriva dal peso dell’aria sovrastante: nello strato inferiore p = p₀ · (T / T₀)^5,2559, dove p₀ = 1013,25 hPa e T₀ = 288,15 K; sopra la tropopausa scende al 37% (1/e) ogni 6,3 km. La densità deriva dalla legge dei gas, ρ = p / (R · T), con R = 287,05 J/(kg·K), e la velocità del suono da a = √(1,4 · R · T). I rapporti δ = p/p₀, θ = T/T₀ e σ = ρ/ρ₀ confrontano l’aria con quella al livello del mare; la spinta dei motori e la velocità vera variano in funzione di questi rapporti.
In una giornata reale l’aria è raramente standard. Uno scostamento come ISA +15 mantiene la pressione dell’altitudine ma rende l’aria più calda e quindi meno densa: l’altitudine di densità, cioè l’altitudine standard con la stessa densità, è maggiore e l’aeromobile si comporta come se si trovasse lì. Equazioni e tabelle provengono da ISO 2533:1975 e ICAO Doc 7488/3, Manual of the ICAO Standard Atmosphere.
Il modello copre da −5000 m a 20.000 m di altitudine geopotenziale (di pressione) per aria secca. Il tempo reale presenta umidità, inversioni e una tropopausa che varia con stagione e latitudine: le temperature effettive possono differire di decine di gradi.
Esempio svolto
Quali sono temperatura, pressione e densità a FL350 (10.668 m) nell’atmosfera standard?
- Temperatura: T = 15 °C − 6,5 °C/km × 10,668 km = -54,3 °C.
- Pressione: p = 1013,25 hPa × (218,81 K / 288,15 K)^5,2559 = 238,4 hPa.
- Densità: ρ = p / (R · T) = 23.842 Pa / (287,05 × 218,81 K) = 0,3796 kg/m³, pari al 31,0% del valore al livello del mare.
A FL350 l’aria standard ha temperatura -54,3 °C e pressione 238,4 hPa, con il 31,0% della densità al livello del mare.
Domande frequenti
Qual è la temperatura a 35.000 piedi?
Nell’atmosfera standard è −54,3 °C a 35.000 ft (FL350), con pressione di 238 hPa. Le temperature reali in crociera differiscono spesso di 10 °C o più.
Perché la temperatura smette di scendere a 11 km?
È la tropopausa. Sopra, nella stratosfera, l’ozono assorbe la luce solare e riscalda l’aria: l’atmosfera standard mantiene quindi −56,5 °C da 11 a 20 km prima che la temperatura ricominci a salire.
Cosa significa ISA +15?
L’aria è 15 °C più calda della temperatura standard per quell’altitudine. Al livello del mare sono 30 °C invece di 15 °C. La pressione non cambia, ma l’aria è meno densa e motori, eliche e ali rendono meno.
Qual è la differenza tra altitudine di pressione e altitudine di densità?
L’altitudine di pressione è l’altitudine standard con la stessa pressione, indicata da un altimetro impostato su 1013,25 hPa. L’altitudine di densità è l’altitudine standard con la stessa densità, che determina le prestazioni dell’aeromobile. In una giornata standard coincidono; in una giornata calda l’altitudine di densità è maggiore.
Cosa sono σ, δ e θ?
Il rapporto di densità σ = ρ/ρ₀, il rapporto di pressione δ = p/p₀ e il rapporto di temperatura θ = T/T₀, tutti rispetto al livello del mare. Si usano nelle formule delle prestazioni; ad esempio, la velocità vera è circa la velocità equivalente divisa per √σ.
Quanto vale la velocità del suono alla quota di crociera?
Dipende solo dalla temperatura: 661 kt (340 m/s) al livello del mare, ma 573 kt (295 m/s) a −56,5 °C sopra la tropopausa. Per questo Mach 0,8 corrisponde a una velocità vera inferiore in quota.
È uguale alla US Standard Atmosphere?
Sì, fino a 20 km. La US Standard Atmosphere 1976 e ISO 2533 coincidono fino a 32 km; lo strumento copre la parte più usata da aeromobili e palloni meteorologici.
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