Основное уравнение статики выводится из предположения равновесия воздуха по вертикали. В действительности этого может и не быть. Всегда существует некоторая разница между силой тяжести и силой вертикального барического градиента, отличная от нуля. Эта разность незначительна, но основное уравнение статики с учётом этого при использовании в расчётах будет выполняться не абсолютно строго, но с большой степенью точности.
С помощью барометрических формул можно решать ряд задач статики атмосферы:
- зная давление на одном уровне атмосферы и среднюю температуру столба воздуха, можно найти давление на другом уровне (задача приведения давления к уровню моря);
- зная давление воздуха на двух уровнях и среднюю температуру столба воздуха, можно найти разность уровней (задача барометрического нивелирования);
- зная разность уровней и величины давления на них, можно найти среднюю температуру столба воздуха.
Барометрическая формула высоты показывает, как меняется атмосферное давление с высотой в зависимости от температуры воздуха:
где z1 и z2 — ограниченный слой поверхности атмосферы в виде высоты уровней нижележащего и вышележащего слоёв; Тm — среднее значение температуры воздуха между уровнями z1 и z2.
Быстрые подсчёты, связанные с оценкой изменения давления с высотой, можно сделать с помощью так называемой барической ступени.
Барическая ступень 
— это величина, обратная вертикальному барическому градиенту 
составляющая прирост высоты, при котором атмосферное давление падает на единицу.
Под барической ступенью или барометрической ступенью понимается высота, на которую нужно подняться или опуститься, чтобы давление воздуха изменилось на 1 мбар или 1 гПа, исходя из расчёта по формуле
Барическая ступень прямо пропорциональна температуре воздуха и обратно пропорциональна величине самого давления. Чем больше высота и, следовательно, чем ниже давление атмосферы, тем больше барическая ступень. При одном и том же давлении барическая ступень будет больше при более высокой температуре воздуха, чем при более низкой. Кроме того, видно, что с увеличением высоты барическая ступень растёт, поскольку ρ уменьшается с высотой.
Сама барическая ступень оценивается приростом высоты, на котором давление падает на 1 мбар или 1 гПа. При температуре воздуха 0 ºC и давлении 1000 гПа барическая ступень равна 8 м/гПа. Следовательно, у поверхности Земли нужно подняться примерно на 8 м, чтобы давление воздуха упало на 1 гПа. С приростом температуры воздуха барическая ступень растёт на 0,4 % на каждый градус. На больших высотах барическая ступень может достигать значений 15–30 м/гПа.
Литература
Гидрометеорологическое Обеспечение Мореплавания - Глухов В.Г., Гордиенко А.И., Шаронов А.Ю., Шматков В.А. [2014]
