Метеорология и климатология Метеорологические приборы Атмосферное давление

Ртутные барометры являются наиболее точными. По строению делятся на типы:

- чашечные

- сифонные

- сифонно-чашечные

Строение чашечного барометра. Стеклянная трубка, запаянная сверху и заполненная дистиллированной ртутью, опущена в пластмассовую или металлическую чашку с ртутью. Чашка связана с атмосферой через отверстие.

Масса столба ртути с определенной площадью сечения равна атмосферному давлению на ту же площадь.

Стеклянная трубка с ртутью погружена в металлическую оправу, прикрепленную к чашке. В верхней части оправы сделан насквозь прорез для отсчета атмосферного давления во время наблюдений. Слева от прореза нанесена шкала в мм рт. ст. или гПа. На оправу, чтобы уберечь шкалу от загрязнения надета стеклянная трубка. Для отсчета десятых частей внутри оправы находится кольцо с нониусом, который перемещается вдоль шкалы с помощью ручки. При отсчетах давления нониус подводят сверху до момента, пока не произойдет соприкосновение его нижнего среза с вершиной мениска ртути в трубке. При этом глаз наблюдателя должен находиться на визирной линии, которая проходит через ноль нониуса и задний срез кольца в середине оправы.

В нижней части барометра укреплен термометр, который необходим для определения температуры прибора перед отсчетом давления.

Барометр подвешивается за кольцо в специальном шкафу, который укреплен на внутренней стене здания метеостанции.

Показания снимаются с точностью до десятой доли единицы измерения.

Принцип действия ртутного барометра основан на том, что давление столба ртути уравновешивается атмосферным давлением, которое действует на поверхность ртути в чашке барометра.

Поправки ртутного барометра:

- инструментальная (в поверочном свидетельстве) определяется путем сравнения данного прибора с эталоном;

- поправка на температуру. При увеличении температуры ртуть расширяется, поэтому показания барометра приводят к температуре 0 ºС. При положительных температурах температурную поправку следует отнимать, а при отрицательных – прибавлять.

- поправка на ускорение силы тяжести (зависит от широты и высоты места над уровнем моря)

Ускорение силы тяжести (ускорение свободного падения) тел изменяется с широтой из-за изменений с широтой центробежной силы вращения Земли. Максимального значения центробежная сила достигает на экваторе, а на полюсах она становиться равной нулю. Вес тел с приближением к экватору уменьшается, а при приближении к полюсу – увеличивается.

Зависимость ускорения от высоты места определяется законом всемирного тяготения. Соответственно, ускорение тела, которое свободно падает, обратно пропорционально квадрату расстояния тела от центра земного шара.

Для сопоставления данных о давлении, полученных на разных широтах и высотах над уровнем моря, их приводят к стандартному ускорению силы тяжести, принятому на широте 45º и на уровне моря. Поправка на ускорение силы тяжести в зависимости от широты места будет положительной в высоких широтах и отрицательной – в низких . В зависимости от высоты над уровнем моря эта поправка будет отрицательной на всех высотах, которые размещены выше уровня моря.

Барометр-анероид

Приемная часть – металлическая анероидная коробка с волнистой поверхностью. Воздух из коробки выкачан, а внешнее атмосферное давление, направленное на сжимание коробки, уравновешивается пружиной, которая поддерживает стенки коробки в растянутом состоянии.

Передающая часть – система рычагов, соединяющих приемную часть со стрелкой.

Стрелка движется вдоль шкалы с делениями.

Для определения температуры служит дугоподобный термометр, вставленный под циферблат.

Анероид устанавливается в горизонтальном положении. Наблюдения начинают с отсчета температуры до десятых градуса. Затем необходимо слегка постучать пальцем по стеклу барометра, чтобы преодолеть силы трения в системе рычагов, и сделать отсчет с точностью до одной десятой единицы измерения.

Поправки барометра-анероида

- температурная (в паспорте прибора). При изменении температуры изменяется упругость коробки и пружины. Чтобы исключить влияние температуры, показания анероида приводят к температуре 0 ºС.

- шкаловая (в паспорте прибора).

- добавочная. Возникает в результате изменений, которые происходят со временем в механизме барометра.

Барограф

Приемная часть – серия анероидных коробок. Для исключения влияния температуры на показания барографа используется биметаллический термокомпенсатор.

Передающая часть – система рычагов, соединенная со стрелкой, на конце которой находится перо, заполненное анилиновыми чернилами

Записная часть – барабан с часовым механизмом внутри. На барабан надевается бумажная лента. Горизонтальные деления соответствуют атмосферному давлению в гПа, а вертикальные дугообразные – промежуткам времени.

В сроки наблюдений на ленте барографа делается засечка при помощи кнопки.

В зависимости от скорости хода часового механизма барографы бывают:

- суточные

- недельные.

В срок наблюдений по записи барографа определяют барическую тенденцию, т.е. величину, знак и характер изменений давления за последние три часа