Kuinka barometrit mittaavat ilmanpainetta

barometri on laajalti käytetty sääinstrumentti, joka mittaa ilmanpainetta (tunnetaan myös nimellä ilmanpaine tai ilmanpaine) - ilman painoa ilmakehä. Se on yksi sääasemien perusantureista.

Vaikka joukko barometrityyppejä on olemassa, meteorologiassa käytetään kahta päätyyppiä: elohopeabarometri ja aneroidibarometri.

Klassinen elohopeabarometri on suunniteltu lasiputkeen, jonka korkeus on noin 3 jalkaa ja jonka toinen pää on auki ja toinen pää suljettu. Putki täytetään elohopealla. Tämä lasiputki istuu ylösalaisin säiliöksi kutsutussa säiliössä, joka sisältää myös elohopeaa. Lasiputken elohopeataso putoaa, muodostaen tyhjiön yläosaan. (Ensimmäisen tämän tyyppisen barometrin suunnitteli italialainen fyysikko ja matemaatikko Evangelista Torricelli vuonna 1643.)

barometri toimii tasapainottaa lasiputkissa olevan elohopean painon ilmakehän paineen kanssa, aivan kuten vaa'asarja. Ilmakehän paine on pohjimmiltaan säiliön yläpuolella olevan ilmakehän ilman paino, eli elohopean taso jatkaa muutosta, kunnes elohopean paino lasiputkessa on tarkalleen yhtä suuri kuin ilman paino putken yläpuolella säiliö. Kun nämä kaksi ovat lopettaneet liikkumisen ja ovat tasapainossa, paine kirjataan "lukemalla" arvo elohopean korkeudella pystysuunnassa.

Jos elohopean paino on alle ilmakehän paineen, elohopeapitoisuus lasiputkessa nousee (korkea paine). Korkean paineen alueilla ilma on vajoamassa kohti maan pintaa nopeammin kuin se voi virtata ympäröiville alueille. Koska ilmamolekyylien lukumäärä pinnan yläpuolella kasvaa, on enemmän molekyylejä voiman kohdistamiseksi pinnalle. Kun ilman paino kasvaa säiliön yläpuolella, elohopeapitoisuus nousee korkeammalle tasolle.

Jos elohopean paino on enemmän kuin ilmakehän paine, elohopeapitoisuus laskee (matala paine) matalapaineiset alueet, ilma nousee pois maan pinnasta nopeammin kuin sen voi korvata ympäröiviltä alueilta virtaava ilma. Koska ilmamolekyylien lukumäärä alueen yläpuolella vähenee, on vähemmän molekyylejä, jotka käyttävät voimaa tälle pinnalle. Kun ilman paino on pienempi kuin säiliön yläpuolella, elohopeapitoisuus laskee alhaisemmalle tasolle.

Olemme jo tutkineet, kuinka elohopeabarometrit toimivat. Yksi niiden käytön "con" on kuitenkin se, että ne eivät ole turvallisimpia asioita (loppujen lopuksi elohopea on erittäin myrkyllistä nestemäistä metallia).

Aneroidimittareita käytetään laajemmin vaihtoehtona "nestemäisille" ilmapuntarille. Ranskan tiedemiehen Lucien Vidin keksintö vuonna 1884, aneroidibarometri muistuttaa kompassia tai kelloa. Näin se toimii: Aneroidbarometrin sisällä on pieni joustava metallirasia. Koska tässä laatikossa ilma on pumpattu siitä, pienet muutokset ulkoisessa ilmanpaineessa aiheuttavat sen metallin laajenemisen ja supistumisen. Laajenemis- ja supistumisliikkeet ajavat mekaanisia vipuja, joiden sisällä neula liikkuu. Kun nämä liikkeet ajavat neulaa ylös tai alas barometrin kasvipyörän ympäri, paineen muutos näkyy helposti.

Aneroidimittareita käytetään yleisimmin kodeissa ja pienissä lentokoneissa.

Onko sinulla barometria kotona, toimistossa, veneessäsi tai lentokoneessa, iPhoneillasi, Androidillasi tai toisella älypuhelimellasi on todennäköisesti sisäänrakennettu digitaalinen barometri! Digitaaliset barometrit toimivat kuin aneroidi, paitsi että mekaaniset osat korvataan yksinkertaisella paineentunnistimella. Joten miksi tämä sääolosuhteissa oleva anturi on puhelimessa? Monet valmistajat sisällyttävät sen puhelimen GPS-palveluiden tarjoamien korkeusmittausten parantamiseen (koska ilmanpaine liittyy suoraan korkeuteen).

Jos satut olemaan sääprofiili, saat lisäetua, kun pystyt jakamaan ja keräämään ilmalähteitä paineista tietoja joukolla muita älypuhelimien käyttäjiä puhelimesi jatkuvan internetyhteyden ja säällä sovellukset.

Ilmanpaine voidaan ilmoittaa millä tahansa seuraavista mittayksiköistä:

• Tuumaa elohopeaa (inHg) - käytetään pääasiassa Yhdysvalloissa.
• Millibarit (mb) - Meteorologien käyttämä.
• Pascals (Pa) - SI-paineyksikkö, jota käytetään kaikkialla maailmassa.
• Ilmakehä (Atm) - Ilmanpaine merenpinnan tasolla 15 ° C: n lämpötilassa

Kun konvertoit niiden välillä, käytä tätä kaavaa: 29,92 inHg = 1,0 Atm = 101325 Pa = 1013,25 mb

Muokannut Tiffany Keinot