Мій дідусь щоранку дивився на старий настінний барометр і казав, яка буде погода. “Буде дощ”, — говорив він, коли стрілка йшла вниз, і він майже завжди мав рацію. Цей прилад відкрив мені світ метеорології.
Барометр вимірює тиск повітря. Це не просто науковий прилад. Це ваш домашній синоптик, який попередить про зміну погоди.
Історія винайдення барометра
В 1643 році італійський фізик Еванджеліста Торрічеллі провів дослід, який змінив наше розуміння атмосфери.
Торрічеллі налив ртуть у скляну трубку, перевернув її у чашу з ртуттю і побачив, що рівень рідини зупинився на висоті 760 мм. Над ртуттю був пустий простір, а сама рідина трималась завдяки тиску повітря.
Ми досі вимірюємо тиск у міліметрах ртутного стовпа (мм рт. ст.), хоч зараз частіше використовують гектопаскалі (гПа).
Мій викладач в університеті показував, як можна повторити дослід Торрічеллі. Потрібна трубка довжиною 1 метр, ртуть, та чаша. Після перевертання трубки ртуть опускається, але не витікає повністю.
Цей винахід став проривом для науки. Він довів, що повітря має вагу і тисне на все навколо. Будь-який прогноз погоди сьогодні містить дані про атмосферний тиск — все це завдяки Торрічеллі.
Типи барометрів
Рідинні барометри
Рідинні барометри — найточніші прилади для вимірювання тиску. Ртутний барометр — це скляна трубка з ртуттю та шкалою для вимірювання висоти стовпа.
Повітря тисне на ртуть у чаші, яка підтримує стовп рідини в трубці. Коли тиск росте — рівень ртуті піднімається. Коли падає — опускається.
На метеостанції я бачив професійний ртутний барометр. Він був високий, майже до стелі, з тонкою трубкою та великою шкалою. Точність вимірювання вражала — до десятих часток міліметра.
Ртутні барометри дуже точні, але мають недоліки. Ртуть отруйна, тому такі прилади небезпечні для дому. Вони також крихкі та не підходять для подорожей.
Металеві барометри (анероїди)
Металеві барометри (анероїди)Анероїд — це барометр без рідини. Його створив француз Люсьєн Відьє в 1844 році. Цей прилад працює завдяки металевій коробці, з якої викачане повітря.
Коробка стискається, коли тиск росте, і розширюється, коли падає. Ці рухи передаються на стрілку, яка показує тиск на шкалі.
У моєму домі висить анероїдний барометр, схожий на годинник. Його стрілка повільно рухається вліво чи вправо залежно від погоди. Коли тиск падає — чекаємо дощу, коли росте — буде сонячно.
Анероїди менш точні за ртутні барометри, але безпечні та компактні. Їх легко перевозити, вони працюють у будь-якому положенні. Такі прилади часто використовують альпіністи, пілоти та моряки.
Сучасні електронні барометри
Електронні барометри використовують датчики тиску та мікропроцесори. Вони показують тиск на цифровому екрані та можуть зберігати історію змін.
Мій смартфон має вбудований барометр. Він не лише показує тиск, але й попереджає про його різкі зміни. Додаток показує графік тиску за тиждень і пропонує прогноз погоди.
Сучасні метеостанції поєднують барометр з термометром, гігрометром та іншими приладами. Вони збирають дані та передають їх на комп’ютер чи телефон.
Електронні барометри зручні та багатофункціональні. Вони можуть бути частиною розумного дому та керувати опаленням чи кондиціонером залежно від погоди.
Принцип роботи барометра
Барометр працює на простому принципі: повітря має вагу і тисне на всі поверхні. Цей тиск змінюється залежно від погоди та висоти над рівнем моря.
Коли тепле повітря піднімається, а холодне опускається, виникають зони низького та високого тиску. Це створює вітер і впливає на погоду.
Низький тиск (менше 750 мм рт. ст.) часто приносить хмари, опади та вітер. Високий тиск (більше 750 мм рт. ст.) зазвичай означає ясну, суху погоду.
Я помітив, що мої суглоби болять перед дощем. Це також пов’язано зі зміною тиску. Наше тіло відчуває ці зміни, але барометр показує їх точно.
Тиск змінюється не лише через погоду, але й через висоту. На кожні 10 метрів підйому тиск падає приблизно на 1 мм рт. ст. Тому барометри використовують для вимірювання висоти.
Застосування барометрів
Метеорологія
Барометри — головні прилади для прогнозу погоди. Метеорологи слідкують за змінами тиску, щоб передбачити погоду на найближчі дні.
Різке падіння тиску часто означає наближення шторму чи циклону. Повільне зростання тиску вказує на стабільну гарну погоду.
Мій друг-рибалка завжди перевіряє барометр перед виходом у море. “Риба не клює при низькому тиску”, — каже він. І це правда — морські створіння також відчувають зміни тиску.
Професійні метеостанції мають мережу барометрів по всій країні. Вони створюють карти тиску, які допомагають прогнозувати рух повітряних мас.
Авіація
Пілоти використовують барометри (альтиметри) для визначення висоти польоту. Ці прилади показують висоту, вимірюючи різницю між тиском на землі та на висоті.
Кожен літак має кілька барометрів. Вони допомагають пілотам тримати безпечну висоту та уникати зіткнень з горами чи іншими літаками.
Під час польоту на малому літаку я спостерігав, як пілот налаштовував альтиметр перед зльотом. Він отримав дані про тиск від диспетчера і ввів їх у прилад, щоб отримати точні показники висоти.
Зміни тиску впливають на точність вимірювання висоти. Тому пілоти регулярно оновлюють налаштування своїх альтиметрів під час польоту.
Геодезія
Геодезисти використовують барометри для визначення висоти місцевості. Цей метод називають барометричним нівелюванням.
Вони вимірюють тиск у точці з відомою висотою, а потім у точці, висоту якої треба визначити. Різниця тиску дозволяє розрахувати різницю висот.
Мій знайомий геодезист брав участь у експедиції в гори. Він носив з собою компактний барометр і робив заміри на різних висотах. Це дозволило створити точну карту рельєфу.
Барометричне нівелювання не таке точне, як інші методи, але воно швидке та не потребує прямої видимості між точками. Його часто використовують у попередніх дослідженнях місцевості.
Як користуватися барометром у побуті
Домашній барометр допоможе вам планувати день без постійних перевірок прогнозу погоди. Ось кілька порад:
- Встановіть барометр на стіну подалі від вікон, дверей та опалювальних приладів. Різкі зміни температури впливають на його показники.
- Калібруйте прилад раз на місяць. Дізнайтесь точний атмосферний тиск у вашій місцевості з метеосайту та підлаштуйте барометр.
- Стежте не за абсолютним значенням тиску, а за його змінами. Різке падіння тиску (на 5-7 мм рт. ст. за добу) часто означає погіршення погоди.
Я щоранку перевіряю свій барометр і роблю позначки на календарі. Через кілька місяців я навчився читати його показники краще за будь-який прогноз.
Барометр-анероїд часто має позначки “Ясно”, “Змінно”, “Дощ” на шкалі. Але не довіряйте їм повністю — вони приблизні. Важливіше, в який бік рухається стрілка.
Придбайте барометр і спостерігайте за ним регулярно. Це захопливе хобі, яке з’єднує вас з природою та її закономірностями.
Цікаві факти про барометри
Найбільший ртутний барометр у світі знаходиться в Парижі. Його висота — 13 метрів, і він працює з 1874 року.
Моряки називають барометр “скляним капітаном”. У давні часи, коли не було супутників та радіозв’язку, він був єдиним засобом передбачення шторму.
Тиск на вершині Евересту складає лише третину від тиску на рівні моря. Ртутний барометр там показав би лише близько 250 мм рт. ст.
Барометри працюють не лише на Землі. Космічні місії на Марс та інші планети також включають барометри для вивчення атмосфери.
Мій прадід використовував барометр не лише для прогнозу погоди, але й для передбачення врожаю. Він вірив, що стабільний високий тиск влітку приносить гарний урожай зернових.
Купіть барометр та почніть власні спостереження. Це відкриє вам нове розуміння погоди та її впливу на наше життя.
Пишу про все, що надихає та змушує задуматися. Маю журналістську освіту та багато років досвіду у створенні пізнавальних матеріалів. Захоплююсь наукою, культурою та історіями успіху. Шукаю цікаве в усьому, аби ділитися знаннями, які допомагають відкривати нові горизонти, бачити красу світу та отримувати корисні поради для життя.
