Поскольку высота над уровнем моря остается неизменной, соответствующие показания на бытовом «барометре» будут очень точными. Там же можно записать числовые показатели давления. Это можно сделать, используя данные с местного метеорологического сайта.
Барометр. Виды и работа. Применение и настройка. Особенности
Барометр — это прибор, измеряющий атмосферное давление. Его можно использовать для прогнозирования погоды. Устройство может измерять атмосферное давление в помещении или на улице. Подобные устройства также используются в авиации для определения высоты полета от уровня моря. Нормальное атмосферное давление составляет 760 миллиметров ртутного столба при температуре +15°C.
Гермес.
Впервые был изобретен ртутный барометр. Его создателем был итальянский физик Эванджелиста Торричелли, который в 1844 году поместил пробирку перпендикулярно ртутной пластине горлышком вниз. Он заметил, что уровень ртути в бутылке меняется в зависимости от погоды. Ученые сравнили данные и пришли к выводу, что атмосферное давление влияет на уровни. Конструкция, которую он использовал, была очень дорогой, но неудобной. Кроме того, ртуть опасна для здоровья и используется в больших количествах для заполнения тарелок, что делает пребывание на открытом воздухе небезопасным. Ртутные барометры настолько дороги, что самые современные их модификации можно встретить и сегодня. Они используются на метеостанциях для наблюдения за погодой.
Жидкость.
Сегодня жидкостные барометры практически неизвестны. Они подвержены ошибкам, и по ним трудно определить погоду. В приборах этого типа измерения производятся путем уравновешивания столба жидкости. Проблема этих устройств заключается в том, что при изменении температуры поведение наполненного материала меняется, и это сопровождается значительными погрешностями. Одним из самых известных вариантов жидкостных барометров является глицериновая модель. Для придания привлекательного декоративного эффекта в них используется подкрашенный глицерин.
Инжиниринг.
Механические барометры являются самыми популярными. Они гораздо компактнее, чем первые две категории. Механика также значительно дороже. Эти приборы сложны в изготовлении и, в отличие от ртутных приборов, абсолютно безопасны. Внешний корпус этих устройств выглядит как классические круглые часы, но существуют и прямоугольные модели настольных устройств. Внутри корпуса находится полый контейнер, изготовленный из двух оловянных пленок. Контейнеры запечатаны под вакуумом, а их стенки плотно прилегают друг к другу. Из-за отсутствия воздуха мембрана сильно реагирует на изменения атмосферного давления. Он сжимается при увеличении давления и расширяется при уменьшении давления.
Контейнер оснащен сенсорным механизмом, состоящим из нескольких рычагов. Такая структура позволяет вакуумному боксу распознавать небольшие изменения объема и создавать плавающий индекс на шкале, показывающий значение давления. Чувствительный механизм сильно реагирует на изменение объема контейнера. Максимальные колебания объема сжатых и расширенных коробок редко превышают 1 мм. Устройство, передающее эти движения на указатель, увеличивает изменения в 90 раз, что гарантирует очень точные показания. Механическое устройство имеет компактный размер, который можно носить как в карманных, так и в настольных моделях.
Барометр используется для точного измерения атмосферного давления. Это выражается в физической единице — миллиметрах ртутного столба. По этим показаниям можно судить о дальнейших изменениях погодных условий, сравнивая показания давления за предыдущий день или несколько часов. Факт, что измерение атмосферного давления напрямую влияет на погодные условия.
Если уровень в определенной области падает, воздушные потоки приходят из другой области. Это создает ветры, которые приносят с собой тяжелые дождевые облака. Следовательно, использование барометра облегчает прогнозирование осадков. Если давление начинает расти, это свидетельствует о том, что существующие в данном районе воздушные потоки будут перемещаться в другую область, где давление ниже. В то же время они уберут облака, чтобы была солнечная погода. Поэтому чем выше давление, тем суше ожидается погода.
Приборы со специальными отметками на шкале, указывающими на погодные условия, которые следует ожидать, когда стрелка направлена на определенное показание, встречаются довольно часто. Для более низкого давления можно написать термин «гроза» или нарисовать картинку. Для самого высокого давления используется термин «сухое» или рисуется жаркое солнце. Однако следует иметь в виду, что значения могут меняться в зависимости от температурных условий. По этой причине такая характеристика неточна, но она дает общее представление о том, чего ожидать от погоды.
使い方
Следует понимать, что барометр не является устройством, которое может точно предсказать погодные условия и указать ожидаемую температуру или количество осадков. Основываясь только на данных этого устройства, невозможно определить, какие воздушные потоки будут поступать из соседних районов. Чтобы предсказать погоду, метеорологи используют много другой информации, кроме данных барометра, чтобы сделать прогноз более точным.
Использование барометра позволяет лишь предсказать направление, в котором изменится погода. Все пойдет либо в лучшую, либо в худшую сторону. Люди, чувствительные к изменениям атмосферного давления, используют барометр для определения своего самочувствия.
Зимой, если давление повышается, следует ожидать холодной погоды, а если понижается, то будет теплее и скоро пойдут дожди. Летом повышение давления указывает на ожидаемую жару и сухую погоду. Падение давления сигнализирует о похолодании и выпадении осадков. Скорость изменения атмосферного давления также является приблизительным ориентиром возможных изменений погоды. Например, если давление постепенно снижается, то днем приблизится циклон с плохой погодой. Более вероятны дожди и сильные ветры. Если давление упадет слишком резко, придет холодный фронт, сопровождаемый грозами и ливнями. При этом время наступления заболевания обычно составляет не более 2 часов. Если давление стабилизировалось и поддерживается на одном уровне, можно ожидать снижения интенсивности ветра и прекращения осадков.
Для того чтобы предвидеть изменения погоды, необходимо периодически следить за уровнем давления, показываемым барометром. Это следует делать не менее двух раз в день. Если погода резко меняется, интенсивность следует измерять с интервалом в 2-4 часа.
На основании показаний барометра можно определить дальнейшие изменения погоды, сравнив показания барометрического давления за предыдущий день или несколько часов.
Классификация и виды
На практике используются три типа барометров, принцип действия которых отличается в определении атмосферного давления
- Ртутный барометр. Он состоит из вертикальной стеклянной трубки в форме калиброванного прибора. Верхний конец этой трубки запаян, а на другом конце находится маленькая чашечка с ртутью. Ртутные барометры часто используются на школьных уроках физики. Менее точные водяные барометры работают по аналогичному принципу, за исключением того, что объем трубы заполняется не ртутью, а окрашенной водой. Это опасно для человека.
- Анероидный барометр. Он не содержит жидкости и состоит из небольшой гибкой металлической коробки, называемой анархической капсулой, изготовленной из сплава бериллиевой меди. Канистра герметично закрыта, поэтому при изменении атмосферного давления снаружи канала пружина внутри канала расширяется или сжимается.
- Электронный барометр цифрового типа. Он широко используется в современных бытовых и профессиональных метеостанциях, а также в различных современных приборах. Он состоит из высокочувствительных сенсорных узлов, реагирующих на изменения барометрического давления.
Кроме того, существуют импровизированные барометры, которые дают удовлетворительные результаты для реальных наблюдений за погодой.
Как работает барометр?
Ртутные барометры показывают изменение положения столба ртути в определенном месте (0 — это давление на уровне моря). Во время деятельности физического циклона давление снижается, соответственно уменьшается и высота ртутного столба. По мере того, как циклон сменяется более высоким атмосферным давлением, низкое атмосферное давление сменяется более высоким атмосферным давлением, и уровень ртути в стеклянной трубке повышается.
В барометре-анероиде переменное давление является мерой линейного расширения материала исполнительного элемента. Существует целый класс сплавов с различными удельными значениями коэффициента линейного расширения. Наиболее часто используемыми марками являются немагнитный и коррозионностойкий никелевый сплав 36НХТЮ (ЭИ702) или бериллиевая медь brB2.
Такое же качество сплава используется в электронных датчиках записи барометра, где эффект от изменения их размеров отображается на экране. Эти приборы также учитывают изменения температуры. Это, в свою очередь, влияет на электропроводность материала. Переменная емкость влияет на силу тока, проходящего через датчик, который регистрирует изменения давления воздуха.
Таким образом, ртутные, ретроградные и цифровые барометры работают по одному и тому же природному принципу расширения и сжатия в зависимости от температуры окружающей среды, хотя и по-разному.
Как пользоваться барометром?
Точность показаний зависит не только от прибора, но и от того, где он размещен и в каких условиях находится. При настройке барометра важно помнить о следующих моментах
- Всегда размещайте барометр в затененном месте вдали от источников тепла.
- Избегайте мест, подверженных воздействию воздушных потоков или потоков воздуха.
- Поместите прибор на твердую, ровную поверхность (это особенно важно для ртутных и водяных барометров).
Некоторые типы бытовых барометров (например, UTYOS BTK-CH) часто используются в качестве декоративных элементов в интерьерах не только благодаря высокой точности, но и привлекательному внешнему виду. В конструкции предусмотрены стрелки, движение которых позволяет понять интенсивность изменения давления.
Конструкция барометра БАММ-1 более простая и предназначена для использования на метеостанциях. Он не имеет пружин и менее требователен к условиям эксплуатации. Точность находится на уровне электронных барометров.
Контрольный барометр М-67 оснащен дисплеем, который дает более точные показания, но его компоновка требует только горизонтальных рабочих мест, что не всегда удобно.
В качестве заправочной жидкости в них используется масло или глицерин. Основным недостатком этих устройств является их низкая точность. Прогнозирование погоды становится затруднительным, поскольку температура окружающей среды влияет на жидкость в контейнере.
Использование барометра для определения высоты
Поскольку давление в атмосферном столбе уменьшается по мере его подъема, это свойство давно используется авиационными органами для определения высоты полета. Эти приборы называются высотомерами.
Конечно, первые несовершенные органы во многом зависели от погоды — плохая погода сопровождается падением давления, и орган фактически указывает на большую высоту. Современные высотомеры работают по другому принципу, поскольку они не используют атмосферное давление для измерения высоты.
Как пользоваться барометром?
Обычно бытовой барометр представляет собой стрелку и круговую или полукруглую шкалу градиента. Измерения традиционно проводятся в миллиметрах ртутного столба.
Если игла показывает 750-760 мм рт. ст., дождитесь хорошего дня и совершите прогулку, экскурсию на природу или поездку на дачу. С другой стороны, если давление продолжает падать ниже 750 мм рт. ст., это признак надвигающейся плохой погоды, похолодания или относительных осадков. Наблюдения за давлением воздуха необходимы для людей с повышенным или пониженным кровяным давлением. В периоды резких перепадов атмосферного давления эти люди обычно чувствуют ухудшение своего состояния.
Информация об изменениях погоды важна для своевременного приема лекарств, чтобы сохранить работоспособность и, возможно, здоровье.
