+ T e x t O n l y S i t e

+ N o n

- F l a s h V e r s i o n

+ C o n t a c t G l e n n

T h e E a r t h ' s a t m o s p h e r e i s a n e x t r e m e l y t h i n s h e e t o f a i r e x t e n d i n g f r o m t h e s u r f a c e o f t h e E a r t h t o t h e e d g e o f s p a c e

. I f t h e

E a r t h w e r e t h e s i z e o f a b a s k e t b a l l

, a t i g h t l y h e l d p i l l o w c a s e w o u l d r e p r e s e n t t h e t h i c k n e s s o f t h e a t m o s p h e r e

. G r a v i t y h o l d s

t h e a t m o s p h e r e t o t h e E a r t h ' s s u r f a c e

. W i t h i n t h e a t m o s p h e r e

, v e r y c o m p l e x c h e m i c a l

, t h e r m o d y n a m i c

, a n d f l u i d d y n a m i c s

e f f e c t s o c c u r

. T h e a t m o s p h e r e i s n o t u n i f o r m ; f l u i d p r o p e r t i e s a r e c o n s t a n t l y c h a n g i n g w i t h t i m e a n d p l a c e

. W e c a l l t h i s

c h a n g e t h e w e a t h e r

.

V a ri a t i o n s i n a i r p r o p e r t i e s e x t e n d u p w a r d f r o m t h e s u r f a c e o f t h e E a r t h

. T h e s u n h e a t s t h e s u r f a c e o f t h e E a r t h

, a n d s o m e o f

t h i s h e a t g o e s i n t o w a r m i n g t h e a i r n e a r t h e s u r f a c e

. T h e h e a t e d a i r i s t h e n d i f f u s e d o r c o n v e c t e d u p t h r o u g h t h e

a t m o s p h e r e

. T h u s t h e a i r t e m p e r a t u r e i s h i g h e s t n e a r t h e s u r f a c e a n d d e c r e a s e s a s a l t i t u d e i n c r e a s e s

. T h e s p e e d o f s o u n d

d e p e n d s o n t h e t e m p e r a t u r e a n d a l s o d e c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g a l t i t u d e

. T h e p r e s s u r e o f t h e a i r c a n b e r e l a t e d t o t h e

w e i g h t o f t h e a i r o v e r a g i v e n l o c a t i o n

. A s w e i n c r e a s e a l t i t u d e t h r o u g h t h e a t m o s p h e r e

, t h e r e i s s o m e a i r b e l o w u s a n d

s o m e a i r a b o v e u s

. B u t t h e r e i s a l w a y s l e s s a i r a b o v e u s t h a n w a s p r e s e n t a t a l o w e r a l t i t u d e

. T h e r e f o r e

, a i r p r e s s u r e

d e c r e a s e s a s w e i n c r e a s e a l t i t u d e

. T h e a i r d e n s i t y d e p e n d s o n b o t h t h e t e m p e r a t u r e a n d t h e p r e s s u r e t h r o u g h t h e e q u a t i o n

o f s t a t e a n d a l s o d e c r e a s e s w i t h i n c r e a s i n g a l t i t u d e

.

A e r o d y n a m i c f o r c e s d i r e c t l y d e p e n d o n t h e a i r d e n s i t y

. T

o h e l p r o c k e t d e s i g n e r s

, i t i s u s e f u l t o d e f i n e a s t a n d a r d

a t m o s p h e r e m o d e l o f t h e v a r i a t i o n o f p r o p e r t i e s t h r o u g h t h e a t m o s p h e r e

. T h e r e a r e a c t u a l l y s e v e r a l d i f f e r e n t m o d e l s

a v a i l a b l e

- - a s t a n d a r d o r a v e r a g e d a y

, a h o t d a y

, a c o l d d a y

, a n d a t r o p i c a l d a y

. T h e m o d e l s a r e u p d a t e d e v e r y f e w y e a r s t o

i n c l u d e t h e l a t e s t a t m o s p h e r i c d a t a

. T h e m o d e l w a s d e v e l o p e d f r o m a t m o s p h e r i c m e a s u r e m e n t s t h a t w e r e a v e r a g e d a n d

c u r v e f i t t o p r o d u c e t h e g i v e n e q u a t i o n s

. T h e m o d e l a s s u m e s t h a t t h e p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r e c h a n g e o n l y w i t h a l t i t u d e

. T h e p a r t i c u l a r m o d e l s h o w n h e r e w a s d e v e l o p e d i n t h e e a r l y s i x t i e s

, a n d t h e c u r v e f i t s a r e g i v e n i n M e t r i c u n i t s

. C u r v e f i t s a r e

a l s o a v a i l a b l e i n E n g l i s h u n i t s

.

T h e m o d e l h a s t h r e e z o n e s w i t h s e p a r a t e c u r v e f i t s f o r t h e t r o p o s p h e r e

, t h e l o w e r s t r a t o s p h e r e

, a n d t h e u p p e r s t r a t o s p h e r e

. T h e t r o p o s p h e r e r u n s f r o m t h e s u r f a c e o f t h e E a r t h t o 1 1

, 0 0 0 m e t e r s

. I n t h e t r o p o s p h e r e

, t h e t e m p e r a t u r e d e c r e a s e s l i n e a r l y

a n d t h e p r e s s u r e d e c r e a s e s e x p o n e n t i a l l y

. T h e r a t e o f t e m p e r a t u r e d e c r e a s e i s c a l l e d t h e l a p s e r a t e

. F o r t h e t e m p e r a t u r e T

a n d t h e p r e s s u r e p

, t h e m e t ri c u n i t s c u r v e f i t s f o r t h e t r o p o s p h e r e a r e :

T = 1 5

. 0 4

-

. 0 0 6 4 9 * h

p = 1 0 1

. 2 9 * [ ( T + 2 7 3

. 1 ) / 2 8 8

. 0 8 ] ^ 5

. 2 5 6

w h e r e t h e t e m p e r a t u r e i s g i v e n i n C e l s i u s d e g r e e s

, t h e p r e s s u r e i n k i l o

- P a s c a l s

, a n d h i s t h e a l t i t u d e i n m e

t e r s

. T h e l o w e r

s t r a t o s p h e r e r u n s f r o m 1 1

, 0 0 0 m e t e r s t o 2 5

, 0 0 0 m e t e r s

. I n t h e l o w e r s t r a t o s p h e r e t h e t e m p e r a t u r e i s c o n s t a n t a n d t h e

p r e s s u r e d e c r e a s e s e x p o n e n t i a l l y

. T h e m e t ri c u n i t s c u r v e f i t s f o r t h e l o w e r s t r a t o s p h e r e a r e :

T =

- 5 6

. 4 6

p = 2 2

. 6 5 * e x p ( 1

. 7 3

-

. 0 0 0 1 5 7 * h )

T h e u p p e r s t r a t o s p h e r e m o d e l i s u s e d f o r a l t i t u d e s a b o v e 2 5

, 0 0 0 m e t e r s

. I n t h e u p p e r s t r a t o s p h e r e t h e t e m p e r a t u r e

i n c r e a s e s s l i g h t l y a n d t h e p r e s s u r e d e c r e a s e s e x p o n e n t i a l l y

. T h e m e t ri c u n i t s c u r v e f i t s f o r t h e u p p e r s t r a t o s p h e r e a r e :

T =

- 1 3 1

. 2 1 +

. 0 0 2 9 9 * h

p = 2

. 4 8 8 * [ ( T + 2 7 3

. 1 ) / 2 1 6

. 6 ] ^

- 1 1

. 3 8 8

I n e a c h z o n e t h e d e n s i t y r i s d e ri v

e d f r o m t h e e q u a t i o n o f s t a t e

.

r = p / [

. 2 8 6 9 * ( T + 2 7 3

. 1 ) ]

T h i s i s t h e a t m o s p h e r e m o d e l u s e d i n t h e R o c k e t M o d e l e r I I s i m u l a t o r

. A n i n t e r a c t i v e s i m u l a t i o n f o r t h e a t m o s p h e r e m o d e l i s

a l s o a v a i l a b l e

. W i t h t h e a p p l e t

, y o u c a n c h a n g e a l t i t u d e a n d s e e t h e e

f f e c t s o n p r e s s u r e a n d t e m p e r a t u r e

.

G u i d e d T o u r s

S t a n d a r d A t m o s p h e r e M o d e l :

A t m o s p h e r e S i m u l a t o r :

A c t i v i t i e s :

R e l a t e d S i t e s :

R o c k e t I n d e x

R o c k e t H o m e

E x p l o r a t i o n S y s t e m s M i s s i o n D i r e c t o r a t e H o m e

+ I n s p e c t o r G e n e r a l H o t l i n e

+ E q u a l E m p l o y m e n t O p p o r t u n i t y D a t a

P o s t e d P u r s u a n t t o t h e N o F e a r A c t

+ B u d g e t s

, S t r a t e g i c P l a n s a n d A c c o u n t a b i l i t y

R e p o r t s

+ F r e e d o m o f I n f o r m a t i o n A c t

+ T h e P r e s i d e n t ' s M a n a g e m e n t A g e n d a

+ N A S A P r i v a c y S t a t e m e n t

, D i s c l a i m e r

,

a n d A c c e s s i b i l i t y C e r t i f i c a t i o n E d i t o r : T o m B e n s o n

N A S A O f f i c i a l : T o m B e n s o n

L a s t U p d a t e d :

+ C o n t a c t G l e n n 

### E a r t h A t m o s p h e r e M o d e l

- M e t r i c U n i t s 1 2 / 1 9 / 2 0 1 3

h t t p : / / e x p l o r a t i o n

. g r c

. n a s a

. g o v / e d u c a t i o n / r o c k e t / a t m o s m e t

. h t m l 1 / 1