Πώς μετρούν τα βαρόμετρα την πίεση του αέρα

ΕΝΑ βαρόμετρο είναι ένα ευρέως χρησιμοποιούμενο μέσο καιρού που μετρά την ατμοσφαιρική πίεση (γνωστή και ως πίεση αέρα ή βαρομετρική πίεση) - το βάρος του αέρα στην η ατμόσφαιρα. Είναι ένας από τους βασικούς αισθητήρες που περιλαμβάνονται στους μετεωρολογικούς σταθμούς.

Ενώ υπάρχει μια σειρά τύπων βαρομέτρων, δύο κύριοι τύποι χρησιμοποιούνται στη μετεωρολογία: το βαρόμετρο του υδραργύρου και το βαρομετρητή ανερχόμενου αέρα.

Το κλασικό βαρόμετρο υδραργύρου έχει σχεδιαστεί ως γυάλινος σωλήνας ύψους 3 ποδιών, με ένα άκρο ανοιχτό και το άλλο άκρο σφραγισμένο. Ο σωλήνας γεμίζει με υδράργυρο. Αυτός ο γυάλινος σωλήνας κάθεται ανάποδα σε ένα δοχείο που ονομάζεται δεξαμενή, ο οποίος περιέχει επίσης υδράργυρο. Το επίπεδο υδραργύρου στον γυάλινο σωλήνα πέφτει, δημιουργώντας ένα κενό στην κορυφή. (Το πρώτο βαρόμετρο αυτού του τύπου σχεδιάστηκε από τον Ιταλό φυσικό και μαθηματικό Evangelista Torricelli το 1643.)

ο το βαρόμετρο λειτουργεί από εξισορροπώντας το βάρος του υδραργύρου στον γυάλινο σωλήνα έναντι της ατμοσφαιρικής πίεσης, σαν ένα σύνολο ζυγών. Ατμοσφαιρική πίεση είναι βασικά το βάρος του αέρα στην ατμόσφαιρα πάνω από τη δεξαμενή, έτσι το επίπεδο του υδραργύρου συνεχίζει να αλλάζει μέχρι το βάρος του υδραργύρου στον γυάλινο σωλήνα να είναι ακριβώς ίσο με το βάρος του αέρα πάνω από το δεξαμενή. Όταν οι δύο έχουν σταματήσει να κινούνται και είναι ισορροπημένες, η πίεση καταγράφεται με "ανάγνωση" της τιμής στο ύψος του υδραργύρου στην κάθετη στήλη.

Εάν το βάρος του υδραργύρου είναι μικρότερο από την ατμοσφαιρική πίεση, η στάθμη του υδραργύρου στον γυάλινο σωλήνα ανεβαίνει (υψηλή πίεση). Σε περιοχές υψηλής πίεσης, ο αέρας βυθίζεται πιο γρήγορα προς την επιφάνεια της γης από ό, τι μπορεί να ρέει στις γύρω περιοχές. Δεδομένου ότι ο αριθμός των μορίων του αέρα πάνω από την επιφάνεια αυξάνεται, υπάρχουν περισσότερα μόρια για να ασκήσουν μια δύναμη σε αυτή την επιφάνεια. Με αυξημένο βάρος αέρα πάνω από τη δεξαμενή, το επίπεδο του υδραργύρου ανέρχεται σε υψηλότερο επίπεδο.

Αν το βάρος του υδραργύρου υπερβαίνει την ατμοσφαιρική πίεση, το επίπεδο του υδραργύρου πέφτει (χαμηλή πίεση) περιοχές χαμηλής πίεσης, ο αέρας ανεβαίνει περισσότερο από την επιφάνεια της γης πιο γρήγορα από ό, τι μπορεί να αντικατασταθεί από τον αέρα που ρέει από τις γύρω περιοχές. Δεδομένου ότι ο αριθμός των μορίων αέρα πάνω από την περιοχή μειώνεται, υπάρχουν λιγότερα μόρια για να ασκήσουν δύναμη σε αυτή την επιφάνεια. Με μειωμένο βάρος αέρα πάνω από τη δεξαμενή, το επίπεδο του υδραργύρου πέφτει σε χαμηλότερο επίπεδο.

Έχουμε ήδη διερευνήσει πώς λειτουργούν τα βαρόμετρα υδραργύρου. Ένα "con" της χρήσης τους, ωστόσο, είναι ότι δεν είναι τα ασφαλέστερα πράγματα (μετά από όλα, ο υδράργυρος είναι ένα εξαιρετικά δηλητηριώδες υγρό μέταλλο).

Τα βαρομετρικά ανερχόμενα χρησιμοποιούνται ευρύτερα ως εναλλακτική λύση στα «υγρό» βαρόμετρα. Επινοηθείσα το 1884 από τον Γάλλο επιστήμονα Lucien Vidi, το βαρομετρικό ανιχνευτή μοιάζει με πυξίδα ή ρολόι. Εδώ είναι πώς λειτουργεί: Στο εσωτερικό ενός βαρομετρητή ανερχόμενου αέρα είναι ένα μικρό εύκαμπτο μεταλλικό κιβώτιο. Δεδομένου ότι από αυτό το κιβώτιο έχει εξαντληθεί ο αέρας, μικρές αλλαγές στην εξωτερική πίεση αέρα προκαλούν το μέταλλο να επεκταθεί και να συσσωρευτεί. Οι κινήσεις διαστολής και συστολής οδηγούν μηχανικούς μοχλούς μέσα στους οποίους κινείται μια βελόνα. Καθώς αυτές οι κινήσεις οδηγούν τη βελόνα προς τα επάνω ή προς τα κάτω γύρω από τον περιστροφικό διακόπτη της βαρόμετρου, η αλλαγή της πίεσης εμφανίζεται εύκολα.

Τα αερομεταφερόμενα βαρόμετρα είναι τα είδη που χρησιμοποιούνται συχνότερα σε σπίτια και μικρά αεροσκάφη.

Είτε έχετε βαρόμετρο στο σπίτι, το γραφείο, το σκάφος ή το αεροπλάνο, οι πιθανότητες είναι ότι το iPhone, το Android ή άλλο smartphone έχει ενσωματωμένο ψηφιακό βαρόμετρο! Τα ψηφιακά βαρόμετρα λειτουργούν σαν ανερχόμενα, εκτός από τα μηχανικά μέρη που αντικαθίστανται με έναν απλό αισθητήρα πίεσης. Γιατί είναι αυτός ο αισθητήρας που σχετίζεται με τον καιρό στο τηλέφωνό σας; Πολλοί κατασκευαστές την συμπεριλαμβάνουν για να βελτιώσουν τις μετρήσεις ανύψωσης που παρέχονται από τις υπηρεσίες GPS του τηλεφώνου σας (δεδομένου ότι η ατμοσφαιρική πίεση σχετίζεται άμεσα με την ανύψωση).

Εάν τυχαίνει να είναι ένας καιρός geek, παίρνετε το πρόσθετο όφελος από την ικανότητα να μοιράζονται και crowdsource αέρα τα δεδομένα πίεσης με μια δέσμη άλλων χρηστών smartphone μέσω της σύνδεσης του διαδικτύου και του καιρού του τηλεφώνου σας εφαρμογές.

Η βαρομετρική πίεση μπορεί να αναφερθεί σε οποιαδήποτε από τις παρακάτω μονάδες μέτρησης:

• Ίντσες του υδραργύρου (inHg) - Χρησιμοποιείται κυρίως στις Ηνωμένες Πολιτείες.
• Millibars (mb) - Χρησιμοποιείται από μετεωρολόγους.
• Pascals (Pa) - Η μονάδα πίεσης SI που χρησιμοποιείται παγκοσμίως.
• Ατμόσφαιρες (Atm) - Η πίεση του αέρα σε επίπεδο θάλασσας σε θερμοκρασία 59 ° F (15 ° C)

Κατά τη μετατροπή μεταξύ τους, χρησιμοποιήστε αυτόν τον τύπο: 29,92 inHg = 1,0 Atm = 101325 Ρα = 1013,25 mb

Επεξεργάστηκε από Tiffany Means