Высота: измерение и значение¶

Высота — одна из основных пространственных характеристик объекта, определяемая как расстояние по вертикали от условной точки отсчёта (уровня поверхности, пола, земли) до наивысшей точки объекта или его части. В физике и метрологии высота рассматривается как частный случай длины, измеряемый в единицах системы СИ — метрах и его производных.

¶Определение и отличие от смежных понятий

В геометрии высотой называют перпендикуляр, опущенный из вершины фигуры на основание (для треугольников, пирамид, конусов), либо расстояние между верхней и нижней гранями (для параллелепипедов, цилиндров). От смежных понятий высоту отличает строгая вертикальная ориентация: глубина измеряется вниз от уровня отсчёта, ширина — в горизонтальной плоскости, а высота всегда направлена по линии действия силы тяжести. В навигации и астрономии различают абсолютную высоту (отсчитываемую от среднего уровня моря) и относительную (от произвольной точки, например, от подножия горы).

¶Системы отсчёта и единицы измерения

В международной практике за нулевую отметку абсолютной высоты принят средний уровень Балтийского моря (в России — Кронштадтский футшток). Высоты точек земной поверхности над этим уровнем называют ортометрическими или абсолютными. Для измерения высоты применяются:

• геодезическое нивелирование (оптическое и лазерное);
• барометрическое нивелирование (по разнице атмосферного давления);
• спутниковые методы (GPS/ГЛОНАСС);
• радиовысотомеры и лазерные дальномеры в авиации.

В быту и технике высоту малых объектов измеряют в миллиметрах и сантиметрах, архитектурных сооружений — в метрах, а в авиации и метеорологии используют футы (в странах с имперской системой мер) или эшелоны в метрах.

¶Высота в географии и геологии

Для рельефа Земли высота — ключевая морфометрическая характеристика. Высочайшей точкой планеты считается гора Джомолунгма (Эверест) в Гималаях — 8848 м над уровнем моря (данные китайско-непальской съёмки 2020 года). Наибольшая относительная высота (от подножия до вершины) — у вулкана Мауна-Кеа на Гавайях: более 10 000 м, из которых около 6000 м скрыты под водой. Самая низкая точка суши — берег Мёртвого моря, примерно 430 м ниже уровня моря. Глубочайшая впадина Мирового океана — Марианская (11 022 м), что делает перепад высот на Земле около 20 км.

В геологии высота горных систем коррелирует с возрастом и тектонической активностью: молодые складчатые пояса (Альпы, Гималаи, Кавказ) выше древних щитов и платформ, разрушенных эрозией. Высотная поясность определяет смену природных зон: от предгорных лесов к альпийским лугам и снежникам.

¶Высота в архитектуре и строительстве

В строительстве высота здания измеряется от уровня земли (планировочной отметки) до конька крыши или парапета, а небоскрёбов — до архитектурной вершины (шпиля, антенны). Высота жилых этажей в России обычно составляет 2,7–3,2 м; потолки выше 3,5 м характерны для дореволюционных и сталинских домов. Классификация зданий по высоте:

• малоэтажные — до 10 м (до 3 этажей);
• среднеэтажные — до 28 м (до 9 этажей);
• многоэтажные — до 100 м (до 30 этажей);
• высотные — свыше 100 м.

Самое высокое здание мира — небоскрёб Бурдж-Халифа в Дубае (828 м, 2010 год). В России — Лахта-центр в Санкт-Петербурге (462 м, 2019 год). Высотные ограничения вводятся нормами градостроительного зонирования, а для исторических центров — охранными зонами.

¶Высота в авиации и космонавтике

В авиации различают несколько видов высоты полёта: абсолютную (над уровнем моря), относительную (над аэродромом), истинную (над пролетаемой местностью) и барометрическую (по давлению, приведённому к стандартной атмосфере). Эшелонирование воздушных судов — вертикальное разделение потоков — осуществляется через интервалы в 300 м (в России) или 1000 футов (международные правила). Практический потолок пассажирских лайнеров — 11–13 км, военных истребителей — до 20 км.

В космонавтике границей высоты, условно отделяющей атмосферу от космоса, принята линия Кармана — 100 км над уровнем моря. Низкая околоземная орбита лежит на высотах 160–2000 км, геостационарная — около 35 786 км. Высота орбиты определяет период обращения спутника и зону радиовидимости.

¶Физиологические аспекты высоты

С подъёмом на высоту снижается парциальное давление кислорода. На высоте 2500 м начинается горная болезнь (головная боль, одышка, тошнота), а выше 7000 м без кислородного оборудования человек теряет сознание в течение нескольких минут. Акклиматизация позволяет альпинистам подниматься до 8000 м («зона смерти») лишь с дополнительным кислородом. В гипобарических условиях (высотный отёк лёгких, мозга) требуется немедленный спуск. Жители высокогорных районов (Анды, Тибет, Памир) адаптированы генетически: у них выше концентрация гемоглобина и эффективнее утилизация кислорода.

¶Высота в спорте и рекордах

В альпинизме высота — главный критерий сложности: вершины выше 8000 м (всего их 14) образуют категорию «восьмитысячников». Первое восхождение на Эверест совершили Эдмунд Хиллари и Тенцинг Норгей в 1953 году. В лёгкой атлетике высота — дисциплина прыжков: мировой рекорд в прыжке в высоту у мужчин — 2,45 м (Хавьер Сотомайор, 1993), у женщин — 2,09 м (Стефка Костадинова, 1987). В парашютном спорте затяжные прыжки выполняются с высот до 10 км, а в стратосферных прыжках (Феликс Баумгартнер, 2012) — с 39 км.