模型发展历史
早期的标准大气模型是基于经验数据和理论计算建立的。随着科学技术的发展，特别是对高空大气探测手段的进步，这些模型不断得到完善。美国标准大气最初是在20世纪50年代由美国国家标准局（NBS）制定的，旨在提供一个统一的参考框架。后来，国际标准化组织（ISO）也制定了类似的国际标准大气模型，两者在基本参数上保持一致。
模型参数
美国标准大气模型将大气层划分为不同的层，并在每一层中定义了温度随高度变化的特定关系。该模型假设地球大气是由理想气体组成的，并遵循静力平衡原理。主要参数包括：
- 压力 (Pressure)：单位面积上大气施加的力，以帕斯卡（Pa）为单位。压力随高度增加而减小。
- 温度 (Temperature)：以开尔文（K）为单位。标准大气模型中，温度随高度变化呈现特定的规律，例如对流层中温度随高度降低，平流层中温度大致保持恒定或略有上升。
- 密度 (Density)：单位体积内空气的质量，以千克/立方米（kg/m³）为单位。密度也随高度增加而减小。
- 动力粘度 (Dynamic Viscosity)：描述空气内部摩擦力，以帕斯卡·秒（Pa·s）为单位。动力粘度主要取决于温度，温度越高，动力粘度越大。
模型应用
美国标准大气模型在诸多领域都有广泛应用：
- 航空工程：用于飞机设计、性能评估、飞行计划制定。通过标准大气，工程师可以计算飞机的升力、阻力等性能。
- 航天工程：用于火箭和卫星的轨道设计、再入大气层分析。了解不同高度的大气密度和温度，对航天器的设计和运行至关重要。
- 气象学：用于校准气象设备、分析大气现象。气象学家利用标准大气模型对观测数据进行标准化处理。
- 大气探测：作为参考，可以用来比对实际大气情况，检测大气异常等。
模型限制
需要注意的是，美国标准大气是一个理想化的模型，它并未考虑大气中水分、污染等因素的影响，也忽略了地球表面和大气层随时间和地点的变化。因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行修正和补充。
结论
美国标准大气模型是航空航天领域一个重要的基础工具，为工程设计和科学研究提供了统一的参考框架。虽然它是一个简化模型，但其在推动科技进步和促进人类对大气层理解方面发挥了巨大作用。