Τι κάνει το βαρόμετρο;

Η μέτρηση της πίεσης του αέρα είναι η κύρια λειτουργία του βαρόμετρου. Η Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία περιγράφει την πίεση του αέρα ως το άθροισμα της πίεσης που ασκείται καθώς κινούνται τυχαία μεμονωμένα μόρια σε μια επιφάνεια. Η πίεση σχετίζεται άμεσα με την πυκνότητα και και τα δύο μειώνονται με αύξηση του ύψους. Εξαιτίας αυτού, για λόγους σύγκρισης οι μετρήσεις της επιφανειακής βαρομετρικής πίεσης μετατρέπονται σε πίεση στάθμης της θάλασσας ή στην πίεση του αέρα εάν ήταν στο επίπεδο της θάλασσας.

Η Funk and Wagnalls New Encyclopedia πιστώνει τον Ιταλό Evangelista Torricelli για την εφεύρεση του βαρόμετρου το 1643. Το έκανε αυτό μελετώντας τα χαρακτηριστικά του υδραργύρου σε κενό, οπότε το πρώτο βαρόμετρο ήταν τύπου υδραργύρου. Ο Γάλλος επιστήμονας Lucien Vidie αναφέρεται συχνά ότι εφευρίσκει το βαρόμετρο αναροειδών περίπου 200 χρόνια μετά την ποικιλία υδραργύρου. Η χρήση του εργαλείου για την πρόγνωση καιρού προέκυψε μετά τη σύνδεση μεταξύ της πίεσης του αέρα και των καιρικών συστημάτων.

Ο υδράργυρος χρησιμοποιείται στα βαρόμετρα επειδή είναι βαρύς, κάνοντας σχετικά μικρές αλλαγές στο ύψος όταν αλλάζει η πίεση. Αυτό σημαίνει ότι ένας σωλήνας υδραργύρου μπορεί να έχει λογικό μέγεθος. Το πάνω μέρος του σωλήνα είναι κλειστό. Ο ανοιχτός πυθμένας βρίσκεται σε ένα δοχείο υδραργύρου και ένας χάρακας είναι δίπλα στον κάθετο σωλήνα. Το υγρό θα ανέβει και θα πέσει με βάση την πίεση του αέρα του περιβάλλοντος. Το εργαλείο μέτρησης ανορεοειδούς χρησιμοποιεί ένα εύκαμπτο μέταλλο σε σχήμα ελατηρίου που είναι υπό πίεση. Είναι σφραγισμένο, επιτρέποντάς του να συμπιέζει και να επεκτείνεται με αλλαγές. Η σύνδεση αυτού του μετάλλου σε ένα βραχίονα με ένα στυλό στο άκρο κάνει μια γραμμή ανόδου και πτώσης σε ένα περιστρεφόμενο φύλλο χαρτιού, καταγράφοντας έτσι τις αλλαγές με το χρόνο.

Οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν συχνά το millibar (mb) ως μονάδα ατμοσφαιρικής πίεσης για ανώτερα επίπεδα και την επιφάνεια. Στις ΗΠΑ, η επιφανειακή πίεση αναφέρεται συχνά σε ίντσες υδραργύρου (inHg). Αυτό προέρχεται από τη χρήση βαρόμετρων υδραργύρου. μια αλλαγή της ίντσας αντιστοιχεί σε αύξηση της μίας ίντσας ή πτώση του επιπέδου υδραργύρου. Οι επιστήμονες μερικές φορές θα χρησιμοποιούν kilopascals (kPa), τα οποία είναι χιλιοστόλιτρα διαιρούμενα με δέκα. Η τυπική πίεση της στάθμης της θάλασσας θεωρείται 1013,25mb's. Αυτό αντιστοιχεί σε 14,69 psi, 29,91 inHg και 101,325 kPa's.

Η μέτρηση της πίεσης του αέρα είναι χρήσιμη για διαφορετικούς σκοπούς που σχετίζονται με τον καιρό. Η πιο γνωστή χρήση είναι η πρόβλεψη καιρικών συστημάτων. Η άνοδος της πίεσης σημαίνει γενικά καλό καιρό, ενώ η φθίνουσα πίεση σημαίνει σύννεφα και πιθανώς βροχόπτωση. Τα ύψη μπορούν επίσης να μετρηθούν επειδή είναι γνωστές προσεγγίσεις των επιπέδων πίεσης σε ορισμένα ύψη. Για παράδειγμα, το μέσο ύψος του επιπέδου στο οποίο η πίεση είναι 500 millibars (mb's) είναι 18.000 πόδια. Ο ψυχρότερος αέρας θα προκαλέσει μείωση του επιπέδου 500mb, καθώς αυξάνεται η πίεση με τον ψυχρότερο αέρα. Το αντίθετο συμβαίνει με θερμότερο αέρα. Στους χάρτες επιφανειών, γραμμές ίσης πίεσης, ή ισοβάρες, σχεδιάζονται για να απεικονίσουν συστήματα υψηλού και χαμηλού.

Η Υπηρεσία Προστασίας του Περιβάλλοντος αναφέρει "Η έκθεση στον υδράργυρο σε υψηλά επίπεδα μπορεί να βλάψει τον εγκέφαλο, την καρδιά, τα νεφρά, τους πνεύμονες και το ανοσοποιητικό σύστημα ανθρώπων όλων των ηλικιών." Μπορεί επίσης να βλάψει άλλα ζώα. Εάν χρησιμοποιείται βαρόμετρο υδραργύρου, πρέπει να λαμβάνονται προφυλάξεις και οι διαρροές πρέπει να καθαρίζονται σωστά.