Атмосферное давление
Помните, в романе «Золотой теленок» Ильфа и Петрова, Великий комбинатор поделился с Адамом Козлевичем новостью, что на каждого из нас, оказывается, давит столб воздуха силой в 214 кило? Да, атмосфера имеет вес, и она на нас давит. Но каждый раз по-разному, и это зависит от погоды. Когда ярко сияет солнце, давит сильнее, когда пасмурно и капает дождик - давит слабее. Более того, изменение атмосферного давления, как правило, происходит раньше, чем изменение погоды, поэтому, обнаружив вовремя перемену давления, мы можем предсказать: пойдет ли завтра дождь или снег, а может наоборот - будет солнечно и сухо. Знать о состоянии атмосферного давления полезно и людям, страдающим сердечно-сосудистыми заболеваниями, гипертонией или гипотонией, а также другим метеозависимым гражданам. Это позволит им заранее принять меры для того, чтобы лучше перенести погодный катаклизм.

Для этих целей служит специальный прибор, называемый барометр. Еще в далеком 1644 году (по некоторым данным - в 1643-м) ученик Галилея, итальянский физик и математик Торричелли, обнаружил, что если тонкую стеклянную трубочку заполнить ртутью и один конец этой трубочки, опустить в наполненную ртутью чашку, то не вся ртуть выльется из трубочки, часть ее останется. Причем уровень ртути в трубочке будет зависеть от погоды за окном.
Так родился первый ртутный барометр, а величину атмосферного давления до сих пор продолжают измерять в миллиметрах ртутного столба. И даже с введением международной метрической системы измерений СИ, гектопаскали так и не смогли вытеснить старые добрые миллиметры ртутного столба. Не смогли эти миллиметры вытеснить даже бары, несмотря на название прибора - .

Как и в глухом средневековье XVII-го века, на метеостанциях давление до сих пор измеряют ртутными барометрами, поскольку этот метод считается наиболее точным. Ртуть - вещество не очень полезное для здоровья, поэтому один конец трубочки заполненной этим жидким металлом запаян наглухо, а другой - опущен в емкость с жидкостью.

В быту же чаще используют так называемый барометр-анероид, то есть безжидкостный.

Чувствительным элементом такого прибора является небольшая гофрированная коробочка, из которой слегка выкачан воздух, чтобы создать небольшое разрежение. Эта коробочка уменьшается или увеличивается в размерах в зависимости от величины атмосферного давления, а стрелка, соединенная с коробочкой посредством пружин и рычагов, указывает его значение на шкале. Барометр-анероид - это не только прибор, это может быть сувенир и прекрасный подарок. Он, как настенные или настольные часы, часто служит украшением интерьера.

Простейший барометр можно сделать самому из веточки хвойного дерева. Если взять веточку пихты или сосны, оставить на ней одну длинную иголочку (а остальные удалить) и закрепить вертикально на дощечке так, чтобы иголке ничего не мешало двигаться, то иголка будет подниматься к ясной погоде и опускаться к дождю. А еще в качестве барометра может выступать электрический транспорт, имеющий контактную сеть - трамвай, троллейбус, электричка. Дело в том, что при высоком атмосферном давлении искры, возникающие иногда между проводом и токосъемником, будут иметь ярко-синюю, чуть фиолетовую окраску. При нормальном давлении они будут сине-голубыми, а при низком - оттенок станет слегка зеленоватым.

Как пользоваться барометром?

— Барометр падает!
— Держи его, а то разобьется!
Весьма известный каламбур, не правда ли? Да, в обиходе при резком понижении давления очень часто говорят, что барометр «падает».

Пользоваться барометром очень легко - надо только посмотреть, куда указывает стрелка прибора. На шкале, кроме делений с указанием абсолютных значений, еще имеются зоны, обозначенные как «шторм», «дождь», «переменно», «ясно», «сушь», либо другими аналогичными словами. Обычно у прибора имеются две стрелки - одна подвижная, связанная с чувствительным элементом (анероидной коробочкой), другую вы можете поворачивать сами как стрелку звонка будильника. Для чего она? Если вы совместите ее с подвижной стрелкой, указывающей состояние атмосферного давления в данный момент, то сможете наблюдать, в какую сторону подвижная стрелка отклонится через какое-то время. Вы будете знать, происходит ли увеличение давления или барометр, все-таки, падает.

Напоследок хочется привести один анекдот. На экзамене студента спросили: как при помощи барометра измерить расстояние от земли до крыши высотного здания? Студент сразу же предложил несколько способов измерения, например, сбросить барометр с крыши, засечь по секундомеру время падения и, зная массу прибора, рассчитать его среднюю скорость - по ней можно вычислить и высоту. Второй способ - измерить линейкой диаметр барометра, потом, прикладывая его к стене, подняться на крышу по пожарной лестнице и узнать высоту здания в барометрах, после чего ее легко перевести в сантиметры или в метры. Третий способ - зайти к управдому, показать ему барометр и сказать:
— Смотри, какая красивая штучка, я тебе ее подарю, если ты мне скажешь высоту этого дома!

На самом деле высота здания вычисляется по разнице давления на земле и на крыше этого дома. Ведь чем выше мы поднимаемся, тем меньше высота воздушного столба, так поразившего своей массой воображение Остапа Бендера. Поэтому, снимая показания барометра где-нибудь на двадцать пятом этаже, следует учитывать, что нормальное давление для этой высоты несколько ниже, чем у поверхности земли.

Барометр - это прибор для измерения атмосферного давления. В гигиенических исследованиях наиболее распространены металлические барометры - анероиды и жидкостные - ртутные.

В барометре-анероиде колебания атмосферного давления воспринимаются круглой металлической коробкой с волнистыми стенками (анероидная коробка), из которой удален (рис.). Эластические стенки коробки при повышении давления прогибаются, при уменьшении выпячиваются. Системой передач стенки коробки связаны со стрелкой прибора. Последняя указывает на шкале прибора, градуированной в миллиметрах ртутного столба, величину атмосферного давления.

Ртутный барометр представляет собой U-образно изогнутую стеклянную трубку, в которой находится ; атмосферное давление определяют по разности уровней ртути в длинном и коротком отрезках трубки.

Для постоянного наблюдения за изменениями атмосферного давления применяют самозаписывающие приборы - барографы. Колебания атмосферного давления регистрируются на ленте, помещенной на вращающемся барабане.

Измеряется атмосферное давление обычно в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.) и миллибарах (мбар). 1 мбар = 0,75 мм рт. ст., 1 мм рт. ст. = 1,33 мбар.

Барометр (от греч. baros - тяжесть и metreo - измеряю) - прибор для измерения атмосферного давления. В метеорологической и гигиенической практике наибольшее распространение получили ртутные барометры. Существуют три системы ртутных барометров (рис. 1): чашечные (1), сифонные (2) и сифонно-чашечные (3).

Рис. 1. Системы ртутных барометров. Н - высота столба ртути, соответствующая атмосферному давлению.

В настоящее время применяют только чашечные и сифонно-чашечные барометры. В стационарных чашечных барометрах с компенсированной шкалой атмосферное давление определяют прямо по положению ртутив стеклянной трубке (по шкале, нанесенной на металлической оправе барометра). В экспедиционных чашечных барометрах перед наблюдением предварительно специальным винтом (внизу прибора) устанавливают уровень ртути в чашечке на нулевой точке. В сифонно-чашечных барометрах величина атмосферного давления измеряется по разнице высот ртутного столба в длинном (запаянном) и коротком (открытом) коленах. Барометр позволяет производить отсчеты с точностью до 0,05 мм рт. ст. При помощи винта, на который опирается кожаное дно чашки барометра, уровень ртути в коротком (открытом) колене приводят к нулевой точке, а затем отсчитывают показания барометра. Для определения десятых долей миллиметра ртутного столба (в гигиенической практике это бывает сравнительно редко) служит подвижная металлическая шкала-нониус. Найденные числовые выражения атмосферного давления необходимо при помощи вычислений по специальной таблице привести к 0°. Температурные поправки к показанию барометра могут быть весьма существенными. Барометры устанавливают вдали от источников теплового излучения (печи, нагревательные приборы, солнце), а также от дверей и окон.

Весьма удобен для наблюдения, особенно в экспедиционных условиях, металлический барометр-анероид (рис. 2). Он менее точен, чем ртутный барометр, по которому его обычно выверяют. Металлическая трубка Бурдона, изогнутая в виде подковы, или чаще металлическая подушечка с гофрированными стенками, из которой удален воздух, изменяет свой объем и деформируется при изменении давления. Эта деформация передается при помощи системы рычажков стрелке, которая и указывает на шкале величину атмосферного давления.

Рис. 2. Механизм барометра-анероида (схема): 1 - анероидная коробка; 2 - пружина; 3 - стержень; 4 - коленчатый рычаг; 5 - ось стрелки; 6 - стрелка; 7 - шарнирная цепочка; 8 - спиральная пружина; 9 - шкала.

В настоящее время атмосферное давление более принято выражать в международных единицах - миллибарах (мб). 1 мб равен 0,75006 мм рт. ст., а 1 мм рт. ст. соответствует 1,3332 мб. Для перевода миллиметров ртутного столба в миллибары существуют специальные таблицы.

Барограф - это самопишущий барометр для непрерывной записи атмосферного давления. В гигиенической практике применяют только анероидные барографы (рис. 3). Принцип их действия основан на деформации под влиянием изменения атмосферного давления пакета из 5-7 соединенных вместе анероидных коробок; эта деформация передается системой рычажков перу самописца. При увеличении атмосферного давления анероидные коробки сжимаются и рычажок с пером поднимается кверху; при уменьшении давления коробки под действием помещенной внутри них пружины расширяются и перо чертит линию книзу. Запись давления вычерчивается пером прибора на специальной градуированной в миллиметрах ртутного столба или миллибарах бумажной ленте, надетой на вращающийся барабан барографа. Существуют барографы с суточным и недельным заводом. Для устранения температурных влияний на показания барографа в них вставляют биметаллические конденсаторы. Барографы устанавливают вдали от нагревательных приборов и защищают от прямого воздействия солнечных лучей.

Рис. 3. Механизм барографа (схема): 1 - рычаг самописца; 2 - столбик анероидных коробок; 3-5 - система тяг и рычагов.

Содержание статьи

БАРОМЕТР, прибор для измерения давления атмосферного воздуха. Давление есть сила, действующая на единицу площади поверхности. Земная атмосфера, простирающаяся на сотни километров вверх, оказывает давление на поверхность Земли; барометр и служит для измерения этого давления. Атмосферное, или барометрическое, давление измеряется в миллиметрах ртутного столба и в паскалях (см. ниже ).

Изменения атмосферного давления, как правило, бывают связаны с изменениями погодных условий. Давление обычно падает перед ненастьем, а его повышение предвещает хорошую погоду. Отмечая на карте изменения давления, можно определять направление ветров и перемещение циклонов. Линии равного давления называются изобарами от греч. isos (равный) и baros (тяжесть). Барометры были приспособлены для измерения высоты, так как давление атмосферного воздуха уменьшается с увеличением высоты над уровнем моря. Такими приборами (альтиметрами) оборудуются самолеты, их берут с собой альпинисты.

Существуют два основных типа барометров – ртутный и анероид. Ртутный барометр более точен и надежен, чем анероид. Анероид же более компактен и удобен, его можно сделать карманным.

Ртутный барометр.

Ртутный барометр показывает атмосферное давление как высоту ртутного столба, которую можно измерить по прикрепленной рядом шкале. В простейшем виде (рис. 1) он представляет собой наполненную ртутью стеклянную трубку длиной ок. 80 см, запаянную на одном конце и открытую с другого, погруженную открытым концом в чашку (иногда называемую цистерной) со ртутью. В барометрической трубке нет воздуха, и пространство в ее верхней части называется торричеллиевой пустотой.

Чтобы сделать ртутный барометр, нужно сначала наполнить трубку ртутью. Затем, закрыв открытый конец трубки, погрузить его в ртуть, находящуюся в чашке. Стоит отнять преграду с погруженного конца трубки, как ртуть в трубке опустится настолько, что давление ее столба уравновесится атмосферным давлением, действующим на поверхность ртути в чашке. После этого атмосферное давление можно измерить как высоту h столба ртути, который оно уравновешивает. При изменении атмосферного давления высота столба будет изменяться. Среднее атмосферное давление равно 760 мм рт.ст. (1 мм рт.ст. = 133,3 Па).

Анероид.

В анероиде (рис. 2) жидкости нет (греч. «анероид» – «безводный»). Он показывает атмосферное давление, действующее на гофрированную тонкостенную металлическую коробку, в которой создано разрежение. При понижении атмосферного давления коробка слегка расширяется, а при повышении – сжимается и воздействует на прикрепленную к ней пружину. На практике часто используется несколько (до десяти) анероидных коробок, соединенных последовательно, и имеется рычажная передаточная система, которая поворачивает стрелку, движущуюся по круговой шкале, проградуированной по ртутному барометру. Как и у сифонного ртутного барометра (рис. 1), на шкале анероида могут быть сделаны надписи («дождь», «переменно», «ясно», «очень сухо»), указывающие на погодные условия.

Анероид меньше ртутного барометра, и его показания легче снимать. Им можно пользоваться в экспедиционных условиях, на морских судах, самолетах и пр. Если к его стрелке прикрепить перо, то он будет записывать показания. Такие барографы, т.е. анероиды, регистрирующие барометрическое давление, имеются на всех метеостанциях.

Имеет большое влияние на организм человека. Кто-то это явно чувствует и даже заболевает, а кто-то менее чувствителен, но тем не менее испытывает необъяснимое недомогание. В связи с этим человек интересуется прогнозом погоды, чтобы как-то к нему подготовиться: взять зонтик или спрятаться в укрытии от жары. Некоторым требуется выпить таблетку от давления.

Ученый Эванджелиста Торричелли в 17-м веке создал измеритель атмосферного давления. Его модернизировали в наши дни. Теперь прибор также активно применяют, прогнозируя погоду на ближайшее время. В этой статье мы рассмотрим данный прибор и разберемся, как пользоваться барометром самостоятельно.

Немного истории

Барометр - это измеритель в атмосфере. Опыт ученого, придумавшего барометр, состоял в том, чтобы определить, как атмосфера давит на поверхность земного шара. Для этого он взял полую трубку из стекла. На ней было отверстие с одной стороны. Ученый наполнил ее ртутью. Затем, закрыв конец, он перевернул колбу, поместил ее в чашку с той же жидкостью и освободил отверстие. Часть наполнителя вылилась, а некоторое количество осталось в трубке, остановившись на показателе 760 мм. В трубке над жидкостью образовался вакуум.

Ученый понял принцип работы барометра. Объясняется он тем, что атмосфера оказывает давление на поверхность жидкости, находящейся в чаше, заставляя ртуть в столбике повышаться или понижаться. Колебания жидкости зависят от атмосферы. Также было замечено, что на атмосферное давление влияют различные погодные условия. Если же к прибору ученого присоединить измерительную шкалу, то мы получим простейший барометр.

Виды барометров

До сих пор пользуются барометрами с ртутью, основанными на приборе Торричелли. Считается, что эти измерители самые точные и достоверно показывают изменение давления атмосферы. Но ртуть - вещество опасное для здоровья. Поэтому трубку с жидкостью поместили в латунный короб с отверстием для наблюдения за изменениями столбика. Назвали такой прибор станционным чашечным барометром.

Существуют барометры, имеющие название «анероид». В них нет жидкости. Устройство барометра-анероида состоит из специальной чувствительной коробочки внутри прибора. В ней находится В зависимости от степени атмосферного давления, гофрированная коробочка, уменьшаясь или увеличиваясь, приводит в движение зависимую от нее стрелку. Она, в свою очередь, указывает текущее значение.

Как пользоваться барометром?

Имея дома простую модель барометра, можно легко узнать показатели атмосферного давления на текущий момент. Следует посмотреть на стрелку измерителя: на какую величину она указывает, она и будет показателем давления. Также шкала имеет дополнительные уточнения, указывающие на штормовые явления, ясную погоду, переменную облачность, дожди, сухость и т. д.

У некоторых приборов в наличии две указательные стрелки. Одна самостоятельно передвигается за счет изменения давления на связанную с ней коробочку, другая находится в неподвижном состоянии, и ею можно руководить самостоятельно. Она является неким «предсказателем» на ближайшее время. Если ее совместить с ведущей стрелкой, то через несколько минут можно понять, давление будет падать или расти. Указательная стрелка будет отклоняться вверх или вниз.

Очень важно знать, как пользоваться барометром, метеозависимым людям, так как они чувствительны к состоянию погоды. Перед изменениями климатических условий давление начинает менять показания. Отслеживая эту перемену, можно заранее подготовиться.

Как настроить барометр механический?

Для правильного измерения атмосферного давления вам необходимо отрегулировать барометр. Прослушав прогноз погоды в месте вашего нахождения, нужно установить указательную стрелку на показатель высоты местности над уровнем моря. Для этого найдите винт регулировки на задней части прибора. Следя за шкалой, установите правильное положение.

Вторая стрелка фиксирует давление в атмосфере на текущий момент. Повернув ручку измерителя, установите указатель на данную величину. Далее эта стрелка будет указывать на падение и рост давления в атмосфере в период изменений. Периодически проверяйте ваш прибор при возникновении подозрения на сбой в работе. Для этого отклоните его назад на 45 градусов или приподнимите нижнюю сторону висящего на стене прибора на ту же величину. В жидкостном измерителе ртуть заполнит всю трубку, и вы услышите щелчок.

Барометр механический имеет стрелку, которая на циферблате будет поворачиваться по кругу. В любом другом случае обратитесь в ремонтную службу. Где бы ни находился барометр, в квартире или на улице, он покажет одинаковое значение, так как прибор очень чувствителен. Главное, не ошибитесь с показаниями высоты вашей местности.

Как строятся графики?

Российская сеть метеорологических обсерваторий и станций огромна. Их работа заключается в постоянном наблюдении за изменениями климата на земле. Исследования проводятся с помощью новейших приборов измерения атмосферных явлений. Это позволяет прогнозировать погоду на ближайшее будущее. Для его составления ученые собирают все показатели текущего состояния атмосферы. На основе этих данных они могут составить график атмосферного давления и спроектировать его изменения.

Прогнозы важны для предупреждений о штормовом порыве ветра, сельского хозяйства, тепловых сетей и для многих других человеческих решений. Составленный график атмосферного давления за определенный период помогает установить, как меняется температура воздуха, когда наступает похолодание, в какой период ожидать циклон дождей или сильных ветров. С помощью графика можно сравнить, в какой год зима была самой суровой, а лето - самым жарким.

Барометр для рыбака

Любителям порыбачить давно известно, что изменения в атмосфере влияют на улов. Барометр рыбака необходим для измерения давления воздуха, изменение которого влияет на объем улова. Используя его, можно с точностью выделить удачный день для рыбалки.

Хороший клев обеспечен в то время, когда показания барометра практически не меняются в течение 3-4 дней. Если же величина изменилась минимум на 8 единиц, то заниматься рыболовством бесполезно. При повышении давления рыба поднимается к поверхности воды. Быстрое снижение стрелки прогнозирует появление бури и отсутствие клева.

Виды рыбацких барометров

Барометр рыбака может быть бытовым и карманным. В первом случае прибор устанавливают на столе или вешают на стену, обеспечивая доступ воздуха. Карманный измеритель более удобен. Его можно взять с собой на рыболовное место. также выпускаются в нескольких видах: содержащие ртуть, механические и электронные. Последний вид пользуется большой популярностью, так как он не только легок и удобен в использовании, но и, кроме измерения давления, может определить температуру воздуха, влажность, высоту. Прибор имеет и много других дополнительных функций.

Из этой статьи мы узнали, как пользоваться барометром, проанализировали принцип его работы, какие бывают измерители давления воздуха. Имея барометр дома, можно быть готовым к любим изменениям погоды.

Барометры могут быть анероидными и ртутными. Слово «анероид» означает «безжидкостный». Принцип действия такого барометра довольно прост: изменения атмосферного давления приводят к изменению геометрических размеров анероида, в результате стрелка на шкале перемещается. Такие барометры не содержат в себе опасных элементов, поэтому подходят для использования в , в туристического похода.

Кроме анероидных, существуют и приборы, в которых для измерения атмосферного давления применяется ртуть. Под действием атмосферного давления изменяется высота ртутного столба. Показания этих барометров являются более точными, именно такие приборы применяются на метеорологических станциях. Ртуть и ее пары представляют опасность для человека, поэтому подобные устройства не используют в условиях.

В продаже можно найти электронные барометры, как правило, они входят в состав домашних метеостанций. Такие комплексные приборы измеряют также ряд других величин (например, температуру и влажность воздуха) и позволяют довольно точно спрогнозировать погоду на ближайшее время. Цифровые устройства менее чувствительны к тряске, поэтому их хорошо использовать в морских путешествиях.

Использование барометра

Пользоваться анероидным барометром несложно. Нужно посмотреть, на какое значение указывает стрелка прибора. На шкале барометра имеются зоны, которые обозначены как «сушь», «ясно», «переменно», «дождь», «шторм», а также деления с указанием абсолютных значений. Если давление снижается - ожидаются осадки, если повышается - будет ясно. Как правило, барометр имеет две стрелки - одну подвижную, она связана с анероидной коробочкой, а вторую можно поворачивать. Если ее совместить со стрелкой, показывающей величину атмосферного давления, через некоторое время можно наблюдать, в какую сторону отклонится подвижная стрелка.

Нормальным считается атмосферное давление 760 мм рт. ст. при температуре воздуха 15оС на так называемом уровне моря. Домашние барометры могут измерять его величину в диапазоне 700-800 мм рт. ст. на высоте не больше 300 м над уровнем моря. Падение давления означает ухудшение погодных условий, приближение дождей или снегопадов. Зоны с низким давлением называются циклонами. Антициклоны - это зоны с повышенным давление, их приближение означает наступление хорошей погоды. Барометр настраивают, если его показания отличаются от показаний местной метеостанции больше, чем на 8 мм рт. ст. Для этих целей предусмотрен регулировочный винт, находящийся в задней части корпуса. При настройке нужно повернуть его на угол не более 45 градусов.