Измерение давления воздуха - основная функция барометра. Национальная метеорологическая служба описывает давление воздуха как общую сумму давления, оказываемого случайным образом движущимися отдельными молекулами, ударяющимися о поверхность. Давление напрямую связано с плотностью, и оба значения уменьшаются с увеличением высоты. Из-за этого для целей сравнения все показания приземного барометрического давления преобразуются в давление на уровне моря или в давление воздуха, если оно было на уровне моря.
История
В Новой энциклопедии Фанка и Вагналла упоминается, что итальянская Евангелиста Торричелли изобрела барометр в 1643 году. Он сделал это, изучая характеристики ртути в вакууме, поэтому первый барометр был ртутного типа. Французского ученого Люсьена Види часто называют изобретателем барометра-анероида примерно через 200 лет после появления ртути. Использование инструмента для прогнозирования погоды появилось после того, как была установлена связь между атмосферным давлением и погодными системами.
Как они работают
Ртуть используется в барометрах, потому что она тяжелая, и при изменении давления происходит относительно небольшое изменение высоты. Это означает, что ртутная трубка может быть разумного размера. Верх трубки закрыт. Открытое дно находится в емкости с ртутью, а линейка расположена рядом с вертикальной трубкой. Жидкость будет подниматься и опускаться в зависимости от давления окружающего воздуха. В инструменте измерения анероида используется гибкий металл в форме пружины, в которой отсутствует давление. Он герметичен, что позволяет ему сжиматься и расширяться при изменениях. Соединение этого металла с ручкой с помощью ручки на конце образует восходящую и нисходящую линию на вращающемся листе бумаги, таким образом фиксируя изменения со временем.
Меры измерения
Метеорологи часто используют миллибар (мб) в качестве единицы атмосферного давления для верхних уровней и поверхности. В США приземное давление часто указывается в дюймах ртутного столба (inHg). Это происходит из-за использования ртутных барометров; изменение на один дюйм соответствует увеличению или падению уровня ртути на один дюйм. Ученые иногда используют килопаскали (кПа), которые представляют собой миллибары, разделенные на десять. Стандартным давлением на уровне моря считается 1013,25 мбарс. Это соответствует 14,69 фунтов на квадратный дюйм, 29,91 дюйма ртутного столба и 101,325 кПа.
Функция
Измерение давления воздуха полезно для различных погодных условий. Наиболее известное использование - прогнозирование погодных систем. Повышение давления обычно означает хорошую погоду, а понижающееся - облака и, возможно, осадки. Высота также может быть измерена, поскольку известны приблизительные уровни давления на определенных высотах. Например, средняя высота уровня, на котором давление составляет 500 миллибар (мб), составляет 18 000 футов. Более холодный воздух приведет к уменьшению высоты уровня 500 мб, поскольку давление увеличивается с более холодным воздухом. С более теплым воздухом происходит обратное. На поверхностных диаграммах линии равного давления, или изобары, изображают высокие и низкие системы.
Предупреждение
Агентство по охране окружающей среды заявляет, что «воздействие ртути в больших количествах может нанести вред мозгу, сердцу, почкам, легким и иммунной системе людей всех возрастов». Он также может нанести вред другим животным. Если используется ртутный барометр, необходимо принять меры предосторожности и тщательно удалить разливы.