Atmosferos slėgis apatiniuose sluoksniuose keičiasi greičiau negu viršutiniuose. Aukštis, per kurį atmosferos slėgis pasikeičia vienu vienetu, vadinamas barometriniu žingsniu (mm Hg – nPa – mbar).

Atmosferos slėgio kaitą vertikalia kryptimi nusako vertikalusis barinis gradientas. Be to, atliekant įvairius meteorologinius skaičiavimus naudojamas ir atvirkščias jam barinis (baromertrinis) žingsnis. Bariniu žingsniu vadiname aukštį, į kurį reikia pakilti (arba nusileisti), kad slėgis pasikeistų 1 hPa.

Didėjant aukščiui aritmetine progresija atmosferos slėgis mažėja geometrine. Barinis žingsnis šiltame ore yra didesnis ir todėl jame reikia pakilti į didesnį aukštį, kad slėgis nukristų 1 hPa. Mažėjant slėgiui barinis žingsnis didėja.

Jei laikysime, jog laisvojo kritimo pagreitis g kinta labai mažame diapazone, tai barinis žingsnis tampa oro tankio funkcija. Kuo mažesnis oro tankis, tuo didesnis barinis žingsnis. Tarkime, jog šiltame retesniame ir šaltame tankesniame ore slėgis jūros lygyje yra vienodas. Barinis žingsnis retesniame ore yra didesnis, todėl didėjant aukščiui slėgis šiltame ir šaltame ore tame pačiame lygyje taps nevienodas. Šiltame ore slėgis bus didesnis, nes, pakilus į tam tikrą aukštį, slėgis sumažės mažiau nei šaltame ore. Todėl aukštesniuosiuose atmosferos sluoksniuose šilto oro sritys yra aukšto, o šalto – žemo slėgio.

Kai oro temperatūra aukštesnė negu Tarptautinėje standartinėje atmosferoje (ISA), dėl sumažėjusio oro tankio aukštimatis rodo didesnį aukštį.

Visų formų debesys yra sutinkami jiems būdingame aukštyje. Yra išskiriami trys aukštai. Viršutinio aukšto debesų pagrindas vidutinėse platumose yra 6-13 km; vidurinio – 2-7 km; žemutinio aukšto iki 2 km aukščio. Plunksniniai, plunksniniai kamuoliniai ir plunksniniai sluoksniniai debesys priklauso viršutiniam aukštui; aukštieji kamuoliniai ir aukštieji sluoksniniai - viduriniam, sluoksniniai, sluoksniniai kamuoliniai ir sluoksniniai lietaus - apatiniam aukštui. Aukštieji sluoksniniai debesys dažnai patenka į viršutinį, o sluoksniniai lietaus į vidurinį aukštą. Kamuolinių ir lietaus kamuolinių debesų pagrindas beveik visada yra žemutiniame aukšte, bet jų viršūnės dažnai prasiskverbia į vidurinį, o lietaus kamuolinių viršūnės net ir į viršutinį aukštą. Todėl šie debesys vadinami vertikalios raidos arba konvekciniais debesimis.



High-level clouds (5-13 km): cirrocumulus, cirrus, and cirrostratus.
Mid-level clouds (2-7 km): altocumulus, altostratus, and nimbostratus.
Low-level clouds (0-2 km): stratus, cumulus, cumulonimbus, and stratocumulus.

Temperatūros inversija – oro temperatūros didėjimas tam tikrame atmosferos sluoksnyje didėjant aukščiui. Jei temperatūra didėjant aukščiui išlieka pastovi – tai vadinama izotermija. Inversijos turi įtakos daugeliui procesų vykstančių atmosferoje. Priežeminiuose inversiniuose sluoksniuose formuojasi rūkas, jos yra svarbios debesų evoliucijos bei kai kurių kritulių rūšių susidarymo procesuose. Temperatūros inversijos yra bene pagrindinis meteorologinis veiksnys, lemiantis didelę oro taršą urbanizuotose vietovėse.



Pagal formavimosi sąlygas inversijas galima skirstyti į termines bei dinamines. Terminiam formavimosi tipui priskirtinos spindulinio atvėsimo ir advekcinės, dinaminiam – žemyneigių srautų, turbulencinės bei frontinės inversijos. Inversijos gali susidaryti ir vykstant keliems jų formavimuisi palankiems procesams vienu metu (pavyzdžiui, spindulinio atvėsimo-advekcinės inversijos).
Pagal inversijos sluoksnio apatinės ribos aukštį inversijos skirstomos į priežemines (inversinis sluoksnis prasideda nuo paklotinio paviršiaus) bei pakiliąsias (inversinio sluoksnio apatinė riba yra tam tikrame aukštyje virš paviršiaus)

Realioje atmosferoje vertikalusis temperatūros gradientas būna labai įvairus. Jo dydis priklauso nuo paros bei metų laiko, aukščio virš paklotinio paviršiaus ir kitų veiksnių. Apatiniame kelių ar keliolikos kilometrų atmosferos sluoksnyje jis dažniausiai būna teigiamas, nes oras įšyla nuo paklotinio paviršiaus, o didėjant aukščiui oro temperatūra mažėja. Tačiau dažnai pasitaiko, jog temperatūra kažkuriame sluoksnyje didėjant aukščiui ne krinta, o kyla. Toks temperatūros pasiskirstymas vertikalėje vadinamas inversija. Atmosferoje gali susiformuoti ir izotermija, t. y. sluoksnis, kuriame temperatūra didėjant aukščiui nesikeičia.

Vertikalia kryptimi dažniausiai oro temperatūra kinta ne daugiau kaip 1°C/100 m. Tačiau kartais, daugiausia priežeminiame atmosferos sluoksnyje, vertikalieji (teigiamieji ar neigiamieji) gradientai labai padidėja ir gali siekti kelis laipsnius.

Ledo nusėdimo rūšys:
1. Ledas
a) skaidrus, kuris susidaro nuo 0°C iki -10°C ir dažniausiai nuo 0°C iki -5°C. Orlaivis apledėja skrendant debesyse arba žemiau debesų peršaldytose oro zonose. Kai kiekvienas didesnis lašas visiškai neužšąla atsitrenkęs į paviršių, tuomet peršaldytas vanduo kaupiasi ir plečiasi per orlaivo paviršių link jo galo, kol višiskai užšąla, suformuodamas labai lipnų ledą. Skaidrus ledas varijuoja nuo višiskai permatomo iki matinio sluoksnio ir auga į oro srauto pusę taip pat kaip atgal per orlaivio paviršių.
b) pusiau skaidrus (pavojingiausias), mišrus. Šis apledėjimas būdingas debesyse, sudarytuose iš stambių ir mažų vandens lašelių, ledo kristalų ir snaigių. Dažniausiai susidaro esant temperatūrai nuo -6°C iki -10°C.
c) baltas, stambiagrūdis, būdingas debesyse, sudarytuose iš mažų vandens lašelių esant temperatūrai žemiau -10°C.
2. Šarma – smulkiakristalinis ledo antskrydis, kuris susidaro sublimacijos būdu.
3. Šerkšnas – baltas stambiagrūdis kristalinis ledas susidaro debesyse esant temperatūrai žemiau -10°C. Šerkšnas yra mažų lašelių produktas, kur kiekvienas lašelis višiskai užšąla prieš jam susiduriant su kitu, atsitrenkus į paviršių. Ledas būna matinis dėl įkalinto oro tarp lašelių. Šerkšnas dažniausiai susiformuoja ant aerodinaminių paviršių priekinių kraštų, auga į oro srauto pusę ir yra mažai kibus.

Prieš skrydį pilotas privalo įvertinti vidutinio ar stipraus apledėjimo galimybes. Apledėjimas galimas frontiniuose debesyse: Ns, As ir taip pat debesyse, kurie susiformuoja tos oro masės viduryje: St, Sc, Ac, ir taip pat esant peršaldytam lietui. Vidutinis ar stiprus apledėjimas susidaro temperatūros intervale 0-(-20) °C, tai atitinka aukštį iki 5000 m. pilotas turi įvertinti apledėjimo tikimybę atskirose trasos atkarpose. Vienas iš stipraus apledėjimo požymių yra prietaiso greičio parodymų sumažėjimas. Pilotas visada turi prisiminti, kad orlaivis apledėjimo sąlygomis turi būti minimalų laiką.

Pagal tai, kaip kinta žmogaus savijauta ir darbingumas, yra skiriamos 4 hipoksijos zonos:

1. Indiferentiška zona. Jos intervalas – nuo jūros lygio iki 10000 ft. Charakteristikos:
○ nuo 5000 ft prastėja adaptacija tamsai;
○ ne taip sėkmingai atliekamos naujos užduotys;
○ truputį pagreitėja kvėpavimas ir suintensyvėja širdies darbas.

2. Kompensacinė zona. Jos intervalas – 10000–15000 ft. Tuo metu savaiminėmis fiziologinėmis organizmo reakcijomis koreguojama organizmo homeostazė. Tai yra:
○ didėja kvėpuojamasis tūris;
○ didėja kraujospūdis ir širdies išvarymo tūris;
○ po tam tikro laiko pasireiškia hipoksijos poveikis CNS (mieguistumas, susilpnėjusi atmintis ir sprendimų priėmimo kokybė, sunkumai atliekant protinio guvumo ir smulkių judesių reikalaujančias užduotis).

3. Sutrikimų zona. Jos intervalas 5000–20000 ft. Sutrikimų zonoje fiziologiniai kompensaciniai organizmo mechanizmai nebesugeba užtikrinti reikiamo deguonies kiekio audiniams. To požymiai:
○ euforija;
○ galvos svaigimas;
○ galvos skausmas;
○ mieguistumas;
○ nuovargis;
○ intelektinės veiklos susilpnėjimas ir sulėtėjęs mastymas;
○ susilpnėjusi atmintis;
○ labai pablogėjusi judesių koordinacija;
○ sutrikęs sprendimų priėmimas;
○ „Pilkoji danga“ ar tunelinis matymas.

4.Kritinė zona. 20000–23000 ft aukštyje pasireiškia:
○ greitai silpnėja protinės galios;
○ galvos svaigimas ir pasimetimas atsiranda per kelias minutes;
○ po visiško darbingumo praradimo labai greitai dingsta sąmonė.

Advekciniai rūkai atsiranda judant palyginus šiltai oro masei šaltu paklotiniu paviršiumi. Dėl turbulentinio maišymosi atvėsimas pasklinda iki kelių šimtų metrų aukščio, kur paprastai yra inversijos sluoksnis. Po inversiniu sluoksniu susikaupia didžiausias kiekis vandens garų. Dėl to rūko tankis kylant aukštyn didėja. Esant advekciniam rūkui horizontalus matomumas yra kiek geresnis prie pat žemės paviršiaus, o aukščiau jis staigiai blogėja. Advekciniai rūkai gali susidaryti ir esant vėjui, kurio greitis 5-10 m/s ir daugiau. Šis rūkas gali būti bet kuriuo paros metu, išlikti ilgą laiką (iki kelių parų) ir užimti dideles teritorijas (pvz., užimti visą Pabaltiją). Virš žemyno šaltuoju metų laiku advekcinis rūkas atsiranda judant šiltoms ir drėgnoms jūrinėms oro masėms atšąlusiu dirvos paviršiumi arba judant oro masėms, atslenkančioms nuo šiltesnio sausumos paviršiaus link šaltesnio. Šiltuoju metų laiku radiacinis rūkas gali atsirasti judant šiltai oro masei nuo sausumos link vandenyno (jūros ar kito didesnio vandens telkinio). Virš jūros advekcinis rūkas gali susidaryti visais metų laikais judant oro masėms nuo šiltesnio jūros paviršiaus link šaltesnio (pvz., nuo šiltosios Golfo srovės link šaltosios Labradoro srovės). Advekciniai rūkai yra labai pavojingi aviacijai. Judėdami dideliais greičiais (20-40 km/h) jie per trumpą laiko tarpą gali užimti didelę teritoriją. Skrydis virš advekcinio rūko galimas tik pagal prietaisus.

Be pripratimą sukeliančio nikotino, rūkant į organizmą patenka anglies monoksidas. Surūkius per trumpą laiką tris cigaretes ar 20−30 cigarečių per parą iki skrydžio, 8−10 % hemoglobino virsta karboksihemoglobinu (COHb). Dėl to 20 % pablogėja naktinis matymas; o rūkančiojo „fiziologinis aukštis“ pakyla iki 5000 ft. Pridėjus aukštį kabinoje – nuo 6000 iki 8000 ft, rūkantis asmuo atsiduria 12000 ft aukštyje, patiria kraujo hipoksiją su ja susijusius reiškinius – sumažėjusį darbingumą bei sulėtėjusią reakciją. Pasyviai rūkantys asmenys taip pat kenčia nuo ore esančio anglies monoksido, todėl daugelyje pasaulio aviakompanijų lėktuvuose rūkyti draudžiama.

Hipoksijos požymiai:
Susilpnėja regėjimo jautrumas. Regėjimas yra pažeidžiamas anksti. Pamažu trinka spalvų skyrimas ir periferinis matymas. Akies fotoreceptoriai yra deguonies kiekiui jautrios ląstelės, todėl naktinis matymas pradeda trikti jau 6000–7000 ft aukštyje.
Tunelinis matymas. Blogėjantis periferinis matymas verčia pilotą dažniau dairytis apžvelgiant prietaisus ir aplinką.
“Tunelinis dėmesys”. Stresas susiaurina dėmesį, atsiranda taip vadinamas “tunelinis dėmesys” (pavyzdžiui, pamatęs, kad pavogė mašiną, žmogus išbėga iš namų, nepastebėjęs, kad užsitrenkė durys). Susiaurėja matymo kampas. Streso metu labai sumažėja sprendimo alternatyvų skaičius. Pilotas gali susikaupti į vieną prietaisą, vieną problemą, atmesdamas kitus- ignoruoti radio nurodymus, komunikaciją. Užsifiksavimas trukdo alikti pavojų mažinančius sprendimus, pavojus didėja, didėja nerimas, susidaro uždaras ratas. Labiau į bauginantį objektą linkę fiksuotis nerimąstingos asmenybės. Kita vertus, „tunelinis dėmesys“ padeda išlaikyti maksimalią dėmesio koncentraciją ir ypatingai efektyviai atlikti užduotį, jei kiti dėmesio objektai iš tiesų nereikšmingi.

Negaunant papildomai deguonies, naktinis matymas blogėja taip:
3500 ft 5 %, 9000 ft 18 %, 13000 ft 35 %, 17000 ft 50 %

Labiausiai naktiniam matymui turi įtakos: a) amžius; b) nuosaiki hipoksija; c) aukštis kabinoje didesnis kaip 8000 ft; d) rūkymas; e) alkoholis; f) nestiprūs negalavimai ir ligos; g) vitamino A trūkumas.

Brizas (pranc. brise – silpnas vėjas, angl. breeze, vok. seewind) – vėjas, du kartus per parą keičiantis kryptį ir pučiantis jūrų, didžiųjų ežerų, tvenkinių, didelių upių pakrantėse. Dieną sausuma įšyla labiau ir greičiau negu vandens telkinys ir virš jos susidaro žemesnis slėgis. Todėl jūros (dar kitaip vadinamas dienos) brizas pučia nuo vandens telkinio į sušilusį krantą. Naktį vyksta priešingas procesas, kuomet vėjas pradeda pūsti nuo kranto link vandens telkinio, tai vadinama sausumos brizu.

Nardant su akvalangu yra kvėpuojama suspaustu oru, todėl į organizmą patenka didesnis azoto kiekis. 30 ft vandens stulpas slegia tiek pat, kiek dar viena atmosfera (760 mm Hg), taigi asmuo 30 ft gylyje patiria 2 atmosferų slėgį. Jeigu skrendama nepraėjus 24 valandoms po nardymo su akvalangu, dekompresinės ligos simptomai pasireikš jau 6000 ft aukštyje.

Vertikalia kryptimi atmosfera dalijama į keletą sluoksnių – sferas. Vieną sferą nuo kitos skiria pereinamasis sluoksnis – pauzė.

Troposfera - nuo žemės paviršiaus iki 8−17 km - tropopauzė
Stratosfera - nuo 8−17 iki 50−55 km - stratopauzė
Mezosfera - nuo 50−55 iki 80 km - mezopauzė
Termosfera - nuo 80 iki 800 km - termopauzė
Egzosfera - aukščiau kaip 800 km

Troposfera − joje dažniausiai keičiasi orai, vyksta atmosferos turbulencija. Kylant aukštyn, kas 1 km, temperatūra krinta 6 °C, iki tropopauzės temperatūra nukrinta iki apie -60 °C. Sudaro 80 % visos atmosferos masės.

Stratosfera – žemutiniame jos sluoksnyje temperatūra pastovi, nuo 25 km pradeda kilti ir iki stratopauzės pasiekia 0 °C. 20-25 km aukštyje yra didžiausia ozono koncentracija.

Mezosfera – joje temperatūra krinta gan sparčiai. Iki mezopauzės ji pasiekia -90 °C.

Termosfera – 80−90 km aukštyje temperatūra pastovi, tačiau vėliau pradeda didėti. 150 km aukštyje ji pasiekia 230 °C, 500–600 km aukštyje >1500 °C, ties viršutine riba pakyla iki 2000 °C. Šios temperatūros yra sąlygiškos − dėl oro išretėjimo jos neperduodamos šioje erdvėje skriejantiems aparatams. Dideli paros temperatūrų skirtumai.

Egzosfera – atmosfera laipsniškai pereina į tarpplanetinę erdvę. Dujų tankis labai mažas. Temperatūra – keletas dešimčių tūkstančių laipsnių.