Обладнання: барометр-анероїд метеорологічний, барометр побутовий.

 

Завдання 1. Проаналізувати систему одиниць, що застосовуються при визначенні атмосферного тиску, та взаємопереходи між ними.

 

Завдання 2. Ознайомитись з будовою та принципами роботи основних приладів для визначення атмосферного тиску:

- барометра – анероїда;

- барометра ртутного чашечного;

- барографа-самописця.

Замалювати їх будову в зошиті, описати принципи роботи.

 

Завдання 3. Ознайомитись з основними барометричними формулами і сферами їх практичного застосування.

 

Завдання 4 (висновок). Дати порівняльну оцінку барометричних формул, що застосовуються у метеорології.

Теоретичні відомості до роботи:

Основними приладами для визначення атмосферного тиску є барометри. Тиск - це сила, що діє на одиницю площі поверхні. Земна атмосфера, що простягається на сотні кілометрів нагору, тисне на поверхню Землі; барометр і створено для виміру цього тиску. Атмосферний, або барометричний, тиск вимірюється в міліметрах ртутного стовпа й у паскалях. Зміни атмосферного тиску, як правило, бувають пов'язані зі змінами погодних умов. Тиск, звичайно, падає перед негодою, а його підвищення передвіщає гарну погоду. Відзначаючи на карті зміни тиску, можна визначати напрямок вітрів і переміщення циклонів. Лінії рівного тиску називаються ізобарами від греч. isos (рівний) і baros (вага). Барометри були пристосовані для виміру висоти, тому що тиск атмосферного повітря зменшується зі збільшенням висоти над рівнем моря. Такими приладами (альтиметрами) обладнаються літаки, їх беруть із собою альпіністи. Існують два основних типи барометрів – ртутний і анероїд. Ртутний барометр більш точний і надійний, чим анероїд. Анероїд же більш компактний і зручний, його можна зробити кишеньковим.

Ртутний барометр (рис. 24) показує атмосферний тиск як висоту ртутного стовпа, яку можна виміряти за прикріпленою поруч шкалою. Ртутний барометр – це скляна трубка довжиною біля 90 см, заповнена ртуттю, запаяна з одного кінця і перекинута в чашку з ртуттю. Під дією сили ваги частина ртуті виливається з трубки в чашку, а через тиск повітря на поверхню чашки ртуть піднімається по трубці. Коли між цими двома протидіючими силами встановлюється рівновага, висота ртуті в трубці над поверхнею рідини в резервуарі відповідає атмосферному тискові. Якщо тиск повітря зростає, рівень ртуті в трубці піднімається. Середня висота ртутного стовпа в барометрі на рівні моря складає біля 760 мм.

 

Барометр-анероїд (рис. 25, 27) складається з запаяної коробки, з якої частково відкачано повітря. Одна її поверхня являє собою еластичну мембрану. Якщо атмосферний тиск збільшується, мембрана прогинається усередину, якщо зменшується – вигинається назовні. Прикріплений до неї покажчик фіксує ці зміни. Барометри-анероїди компактні і порівняно недорогі і використовуються як у приміщенні, так і на стандартних метеорологічних радіозондах. В анероїді рідини немає (грец. «анероїд» – «безводний»). Він показує атмосферний тиск, що діє на гофровану тонкостінну металеву коробку, у якій створене розрідження повітря (вакуум). При зниженні атмосферного тиску коробки злегка розширюється, а при підвищенні – стискується і впливає на прикріплену до неї пружину.

На практиці часто використовується кілька (до десяти) анероїдних коробок, з'єднаних послідовно, і встановлюється підоймна передавальна система, що повертає стрілку, яка рухається по круговій шкалі, проградуйованій по ртутному барометру. Як і в сифонного ртутного барометра, на шкалі анероїда можуть бути зроблені написи («дощ», «змінно», «ясно», «дуже сухо»), що вказують на погодні умови. Анероїд менший за розмірами від ртутного барометра, і його показання легше знімати. Ним можна користуватися в експедиційних умовах, на морських суднах, літаках та ін. Якщо до його стрілки прикріпити перо, то він буде записувати покази безперервно. Такі барографи, тобто анероїди, що реєструють барометричний тиск, є на всіх метеостанціях.

Рис. 24. Ртутний чашковий Рис. 25. Бараметр-анероїд

Барометр

 

Крім того, є прилади, принцип дії яких грунтується на пружних дефор­маціях порожніх металевих коробочок під впливом зовнішнього тиску на них. Це анероїди і барографи-самописці (рис.26).

 

Рис. 26. Барограф-самописець

 

Рис. 27. Прилади для вимірювання атмосферного тиску:
барометр-анероїд і барограф-самописець на метеостанції