Tlak vzduchu neubývá s výškou lineárně. Stoupáme-li do výšky o stejné úseky (aritmetickou řadou ), klesá tlak vzduchu řadou geometrickou. Po každých 5,5 km stoupání se snižuje tlak na polovinu. O kolik metrů musíme vystoupat, aby tlak vzduchu poklesl o jeden hektopascal (hPa) vyjadřuje vertikální barický stupeň.
V nížinách klesá tlak vzduchu o jeden hPa po osmi metrech stoupání, v nadm. výšce 1800m je pokles o jeden hPa po 10m stoupání, ve výšce 7300m je pokles o jeden hPa po 20m stoupání.
Pro výpočet tlaku vzduchu v různých nadmořských výškách existuje poměrně složitý vzorec. Byly proto vypracovány zjednodušené vzorce, jejichž nedílnou součástí je konstanta, která má pro každou teplotu vzduchu jinou hodnotu. V teplém vzduchu totiž klesá tlak s výškou pomaleji než ve vzduchu studeném.
Nejznámější je vzorec Babinetův:
Konstanta x ( b1 - b2 ) x ( b1 + b2 )-1
b1 = tlak zduchu v dolní hladině
b2 = tlak vzduchu v horní hladině
Babinetův vzorec má konstantu:
- Při 0°C 15 980
- Při -20°C 14 810
- Při +40°C 18 330
Konstanta pro různou teplotu vzduchu je v relaci se zlomkem 1 / 273
Jmenovatel zlomku je odvozen od absolutní nuly, teplota ve vesmíru nemůže klesnout pod -273°C. Zlomek nám sděluje, že vertikální barický stupeň se zvětšuje o 0,37%, zvýší-li se teplota o jeden stupeň.
Příklad:
Při teplotě 0°C musíme vystoupat o osm metrů, aby se tlak vzduchu snížil o 1hPa. Při teplotě +10°C musíme vystoupat o 8,30m, aby se tlak snížil o 1hPa . 30 cm stoupání navíc je 3,7 % z výšky osmi metrů.
Pomocí vzorce zjistíme např. výškový rozdíl mezi dvěma místy, známe-li zde tlak a teplotu a samozřejmě pro každé místo můžeme přepočítat tlak na hladinu moře (jako kdyby se toto místo nacházelo ve výšce nula metrů).
Meteorologické stanice v různých nadmořských výškách si přepočtou dle tabulek tlak na hladinu nula metrů, tímto způsobem lze vyjádřit horizontální tlakový gradient od jednoho místa k druhému.
Např. Na Milešovce bude naměřen skutečný tlak 907 hPa a přepočtený bude 1004 hPa. V Mošnově je tlak skutečný 970 hPa a přepočtený 1002 hPa.
Horizontální barický gradient = spád tlaku vzduchu mezi Českým středohořím a Ostravskou pánví je 2 hPa.
