Fair oder Foul? So verwenden Sie ein Barometer, um das Wetter vorherzusagen

Fair oder Foul? So verwenden Sie ein Barometer, um das Wetter vorherzusagen

Die Wettervorhersage heutzutage herauszufinden, ist so einfach wie das Einschalten des Fernsehers oder das Überprüfen Ihres Telefons. Das war jedoch nicht immer der Fall. In den Hunderten von Jahren vor Fernsehen und sogar Radio verwendeten die Menschen rudimentärere Geräte, um vorherzusagen, was der Himmel in den kommenden Tagen bringen würde.

Eines dieser Werkzeuge war das Barometer. Einst in Flugzeugen, Schiffen und normalen Haushalten auf der ganzen Welt üblich, sagt es das herannahende Wetter voraus, indem es Änderungen des Luftdrucks misst. Während technologische Fortschritte das bescheidene Barometer in meteorologischen Kreisen ersetzt haben, macht es immer noch Spaß, sie zu Hause zu haben und zu lesen.

In diesem Artikel bieten wir eine Einführung in die Geschichte der Barometer, wie sie funktionieren und wie man sie heute verwendet, um das Wetter vorherzusagen. Mit Barometern fühlen Sie sich mehr mit den Naturkräften verbunden, die vor Ihrem Fenster wirken, und befreien Sie davon, völlig auf diese oft falschen Apps und lokalen Vorhersagen angewiesen zu sein (Studien haben gezeigt, dass lokale Meteorologen die Chancen für schlechtes Wetter erhöhen, weil es bessere Bewertungen erhält!).

Eine kurze Geschichte des Barometers

Was 1640 als Experiment zum Nachweis der Existenz natürlicher Vakua begann, führte zur Entdeckung des atmosphärischen Drucks. 1643 füllte Evangelista Torricelli eine lange Röhre mit Quecksilber, schloss das Ende und legte es in eine flache, offene Zisterne, die auch Quecksilber enthielt. Als die Röhre geöffnet wurde, floss Quecksilber heraus und füllte die Zisterne, blieb dann aber etwa ein Viertel des Weges die Röhre hinunter stehen und strömte nicht weiter aus. Etwas musste auf das Quecksilber in der Zisterne drücken, um es zum Stillstand zu bringen, und dieses Etwas stellte sich als die Atmosphäre selbst heraus, die zuvor als schwerelos angesehen worden war. Das erste Barometer war geboren.

In nur wenigen Jahrzehnten wurde das Instrument für wohlhabende Herren und Wissenschaftler sowohl der professionellen als auch der Amateurvielfalt verfügbar. Holzarbeiter im späten 17.Jahrhundert waren sehr stolz darauf, aufwendige Gehäuse für diese neuen Wettergeräte zu gestalten, und es wurde zu einem beliebten Zeichen von Reichtum und Adel, ein Barometer im eigenen Haus anzuzeigen. Die Gründer unseres Landes gehörten zu denen, die sie liebten; Sowohl Washington als auch Jefferson machten täglich Aufzeichnungen über den Luftdruck in ihren Tagebüchern.

1840 wurde das erste mechanische, nicht flüssige Barometer erfunden. Es hat sich schnell durchgesetzt, nicht wegen der Bedenken über Quecksilber (wie heute), sondern wegen der Einfachheit des Transports dieser Geräte. Sie waren viel kleiner und daher billiger, da Quecksilberbarometer mindestens 3 Fuß hoch sein mussten, damit der Luftdruck den Flüssigkeitsdruck ausgleicht, der für die Funktion des Instruments erforderlich ist. Bis 1900 wurde das Quecksilberbarometer weitgehend durch diese mechanischen oder aneroiden Versionen ersetzt, und Barometer wurden für den einfachen Bürger zugänglicher.

Bis ins 17.Jahrhundert hinein blieben Vorhersagen aus den Daten von Barometern eine sehr ungenaue Wissenschaft; fast alles, was sie taten, war Stürme vorherzusagen, als der Merkur schnell fiel, und niemand verstand die Wissenschaft von Wetter und atmosphärischem Druck noch wirklich. Erst Mitte der 1800er Jahre führte der englische Kapitän Admiral Fitzroy einige umfangreiche Experimente mit seinen Barometern durch und entwickelte die ersten detaillierten Prognosetabellen. Ihm wird nun der Start der Wettervorhersagebranche zugeschrieben und er entdeckte die prädiktive Bedeutung von steigendem und fallendem Luftdruck (worauf wir in Kürze eingehen werden). Zur gleichen Zeit, als Fitzroy bei der Arbeit war, ergänzten Meteorologen und Wetter-Hobbyisten auf der ganzen Welt die Daten und das wissenschaftliche Verständnis, wie Wettersysteme funktionieren und sich bewegen, indem sie Briefe mit ihren Mitbeobachtern tauschten.

Sobald der Telegraph erfunden wurde und dieser Informationsaustausch viel einfacher wurde, nahm die Wettervorhersage wirklich Fahrt auf. Wetterbeobachtungen und Daten konnten nun schnell übertragen und somit grafisch dargestellt und analysiert werden. Die Vorhersagen wurden langsam genauer, und die Regierung stellte fest, dass die Fähigkeit, Stürme und Fröste vorherzusagen, Leben rettete und Handel, Landwirtschaft und Militär unterstützte, und gründete 1870 das Weather Bureau (heute National Weather Service). Hunderte von Wetterstationen des Weather Bureau im ganzen Land stützten sich auf Messwerte von Barometern, Thermometern, Hygrometern (Feuchtigkeitsmessungen) sowie auf Beobachtungen vom Feld und auf See, um Landwirten, Seeleuten und normalen Bürgern Vorhersagen zu bieten.

Erst Mitte des 20.Jahrhunderts wurden Computer in der Wettervorhersage eingesetzt, und die Verwendung traditioneller Überwachungsinstrumente wie des Barometers nahm wirklich ab. Während Druckmessungen offensichtlich immer noch ein wichtiger Teil der Prognosen sind, erfolgt dies eher digital als durch die manuelle Analyse der Messwerte.

Während „analoge“ Barometer von professionellen Meteorologen nicht mehr verwendet werden, ist es eine ordentliche Fähigkeit, zu wissen, wie man sie benutzt. Und der erste Schritt, um dieses Know-how zu erlangen, ist zu verstehen, was atmosphärischer Druck wirklich ist.

Was ist atmosphärischer Druck?

Atmosphärischer Druck — oder Luftdruck — ist einfach das Gewicht der Luft am Boden. Es ist etwas einfacher zu verstehen, wenn Sie zuerst über das Konzept des Wasserdrucks nachdenken. Wenn Sie tiefer ins Wasser eintauchen, steigt der Druck. Dies liegt daran, dass beim Abstieg das aufgebaute Gewicht des Wassers auf Ihnen zunimmt. In 1 Fuß Wasser haben Sie das Gewicht dieses Fußes Wasser, das auf Sie drückt. In 2 Fuß Wasser haben Sie das Gewicht eines zusätzlichen Fußes Wasser, der auf Sie drückt. Es ist ziemlich logisch, wirklich.

Stellen Sie sich nun Land als den Grund des atmosphärischen Ozeans vor. Wie Torricelli bewiesen hat, ist Luft nicht schwerelos. Der Luftdruck ist also das Gewicht der Luft von der Spitze der Atmosphäre bis zu Ihnen. Verständlicherweise ist der Druck niedriger, wenn Sie höher steigen – es gibt weniger Luft über Ihnen.

Der atmosphärische Druck wird im Allgemeinen in Zoll Quecksilber gemessen (in Amerika also in Millibar in metrischen Nationen), was Hunderte von Jahren auf Torricellis Quecksilberbarometer zurückgeht, das in seiner Grundform bis zum letzten Jahrzehnt noch verwendet wurde. Da die gefährliche Flüssigkeit jetzt an den meisten Orten verboten ist und modernere Barometer Einzug halten, wird die Messung allmählich durch sogenannte Hektopascal ersetzt. Es ist im Grunde eine Messung von Pfund pro Quadratzoll, die genauer ist, was tatsächlich mit der Luft passiert. So oder so, auf jedem Verbraucherbarometer, das Sie heute sehen, wird Ihre Messung in Zoll oder Millibar sein.

Nun, da wir wissen, was Druck ist, wollen wir sehen, wie er unser Wetter beeinflusst. Oder genauer gesagt, wie das Wetter den Luftdruck beeinflusst.

Wie das Wetter den Luftdruck beeinflusst

Eines der Dinge, die Sie am häufigsten in Wettervorhersagen sehen, sind große „H“ – und „L“ -Zeichen, die sich über eine Karte bewegen. Dies sind große Schwaden – normalerweise viele hundert Meilen breit – mit hohem oder niedrigem Druck. Es gibt keine Zahl, die hoch oder niedrig anzeigt; es ist nur ein relativer Begriff — ein Bereich mit hohem Druck ist höher als das, was um ihn herum ist.

Ein Bereich mit hohem Druck — d. h. Mehr Kraft nach unten – drückt die Luft nach unten. Wenn die Luft absteigt, erwärmt sie sich, was die Bildung von Wolken und Sturmsystemen hemmt. Hoher Druck ist also fast immer ein Zeichen für gutes oder schönes Wetter.

Luft hingegen will aufsteigen. Sobald es also einen Bereich mit niedrigem Druck trifft — wo die Abwärtskraft nicht so groß ist – wird es diese Chance haben. Wenn die Luft aufsteigt, kühlt sie ab, kondensiert und bildet Niederschlag. Daher ist niedriger Druck mit schlechtem Wetter verbunden („schlecht“ ist natürlich ein relativer Begriff — manche Leute mögen Stürme und Regen wirklich!).

Sie können sich also ein Flickenteppich aus Hoch- und Niederdruckstreifen auf einer Karte vorstellen. Diese werden durch Wind, die Rotation des Planeten, die Sonne erzeugt — alle Arten von Faktoren, die völlig außerhalb der menschlichen Kontrolle oder Vorhersage liegen. Aber was wir wissen, ist die Art von Wetter, die diese Unterschiede im Luftdruck bedeuten.

Ein Barometer, das einen hohen Messwert – also hohen Druck – hat und stabil ist, zeigt gutes Wetter an. Sie befinden sich mitten in einem Hochdrucksystem. Ein fallendes Barometer zeigt an, dass sich ein Niederdrucksystem bewegt, und Sie können mit schlechterem Wetter rechnen. Wie schlecht das Wetter wird, hängt davon ab, wie groß der Unterschied zwischen dem Hochdruck- und dem Niederdrucksystem ist. Je größer der Unterschied, desto volatiler ist die Atmosphäre und desto stärker der Sturm. Je kleiner der Unterschied ist, desto unwahrscheinlicher ist es, dass Sie Regen oder Stürme sehen.

Okay – Sie kennen den Luftdruck und wie er vom Wetter beeinflusst wird. Jetzt können wir etwas über die Arten von Barometern lernen und wie man sie tatsächlich verwendet, um das Wetter vorherzusagen.

Arten von Barometern

Im Laufe der Jahre wurden verschiedene Arten von Barometern verwendet, um Wettervorhersagen und Seeleuten gleichermaßen zu helfen. Schauen wir uns sie kurz an und wie sie funktionieren:

Quecksilber: Wie wir wissen, war dies das erste erfundene Barometer. Es verwendet eine offene Quecksilberzisterne zusammen mit einem geschlossenen Rohr mindestens 30 Zoll in der Höhe. Die Luft drückt auf das offene Quecksilber, wodurch das Quecksilberniveau in der Röhre angehoben oder abgesenkt wird. Aufgrund der Verwendung eines gefährlichen Stoffes können Sie heute keine neuen Modelle auf dem Markt finden. Es gibt moderne Versionen, die im Grunde den gleichen Mechanismus haben, aber weder Quecksilber noch einen offenen Pool verwenden, sondern eine feste Menge an Gas, die in der Röhre eingeschlossen ist. Letztendlich sind diese nicht so genau wie moderne Versionen.

Aneroid: Das 1844 erfundene Aneroidbarometer ist ein nicht flüssiges Gerät. Es verwendet eine kleine Metallbox – Aneroidzelle genannt – aus einer Legierung aus Beryllium und Kupfer. Änderungen des Luftdrucks führen dazu, dass sich die Box ausdehnt oder zusammenzieht, wodurch mechanische Hebel angetrieben werden, die dann auf der Vorderseite des Barometers angezeigt werden. Dies sind oft die schönen Geräte, die Sie sich in alten Schiffen und Wetterstationen vorstellen und die heute noch in vielen Fällen verwendet werden.

Elektronisch: Wie bei jedem Werkzeug in unserer modernen Zeit sind Barometer, die in der modernen Navigation und Meteorologie verwendet werden, meist elektronisch. Wie sie funktionieren, ist ein bisschen schwer zu verstehen, also musste ich den Meteorologen und Professor Jon Van de Grift bitten, es mir so laienhaft wie möglich zu geben: „Elektronische barometrische Sensoren liefern dem Benutzer eine Schätzung der Höhe über dem Meeresspiegel. Diese enthalten einen Dehnungsmessstreifen, bei dem es sich um einen dünnen Draht handelt, der seinen elektrischen Widerstand infolge des atmosphärischen Drucks ändert, der auf eine um ihn gewickelte Membran einwirkt. Die resultierende Spannungsänderung kann von einem Wandler verstärkt und gelesen und schließlich dem Benutzer angezeigt werden.“

Welchen Typ sollten Sie kaufen?

Zu meiner Überraschung war es unglaublich schwierig, ein Barometer zu finden. Es gibt einfach nicht viele Möglichkeiten.

Die erste Option — und die beste für den wahren Meteorologen – ist die Suche nach einer digitalen Wetterstation, die wahrscheinlich ein Barometer sowie andere Messwerte wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit enthält. Sie können diese manchmal in großen Läden, Sportgeschäften und sogar in Baumschulen / Blumenläden bekommen, aber Sie sind wahrscheinlich auf nur 1 oder 2 Modelle zur Auswahl beschränkt. Ihre bessere Wette ist, einen online zu kaufen, wie dieser. Es hat einen Sensor, den Sie draußen hängen, der dann Messungen an einen digitalen Leser sendet.

Die andere Möglichkeit, neben dem Kauf einer Antiquität, ist es, ein gut aussehendes Aneroid-Barometer von einem Online-Händler zu bekommen. Ich suchte in der ganzen Stadt nach einem und konnte nichts in die Hände bekommen. Und das ist in Denver — es ist nicht so, als wäre es eine kleine Stadt. Ich habe dieses Modell von Fischer bekommen. Aneroid-Barometer funktionieren wirklich gut und sehen verdammt gut an einer Wand als männliches Dekorationsstück aus. Es spielt keine Rolle, ob sie sich innerhalb oder außerhalb befinden, aber wissen Sie, dass einige Dinge die Messwerte beeinflussen, z. B. die Nähe zu Heiz- oder Kühlöffnungen sowie die Verwendung von Klimaanlagen oder Luftbefeuchtern.

Wie man ein Barometer benutzt, um das Wetter vorherzusagen

Nun, da Sie die Wissenschaft kennen, ist es eigentlich ziemlich einfach, das Wetter vorhersagen zu können. Und obwohl es einige Unterschiede bei der Verwendung eines Aneroid- oder digitalen Barometers gibt, sind die Prinzipien bei der Messung und Analyse des Drucks dieselben.

Das Einrichten Ihres Barometers ist einfach. Für eine Aneroid-Version müssen Sie sie manuell kalibrieren. All dies bedeutet, dass Sie mit einem kleinen Schraubendreher den Zeiger (wie auf einer Uhr) so einstellen, dass er dem aktuellen Luftdruck an Ihrem Standort entspricht (ich verwende weather.gov ). Sobald Sie das getan haben, ist alles fertig.

Digitale Barometer — normalerweise als Teil einer umfassenderen Amateur-Wetterstation enthalten – erledigen diesen Teil für Sie.

Wie wir bereits gelernt haben, werden Barometermessungen entweder in Zoll oder Millibar sein. Die Messwerte liegen im Allgemeinen zwischen 28 und 31 Zoll, normalerweise gemessen bis zur hundertsten Dezimalstelle. Es ist jedoch nicht so hilfreich, nur die Nummer selbst zu kennen. Entscheidend ist, in welche Richtung sich die Nadel bewegt. Es ist die Änderung des Luftdrucks, die hilft, das Wetter vorherzusagen. Dies bedeutet, dass statische Zahlen ohne Anzeichen von Steigen oder Fallen im Allgemeinen nicht sehr nützlich sind.

Um genaue Vorhersagen zu erhalten, müssen Sie alle paar Stunden einen Blick auf das Barometer werfen und sehen, wie sich die Zahl ändert. Denken Sie daran, dass Änderungen winzig erscheinen; in den wenigen Wochen, in denen ich mein Barometer hatte, war es die ganze Zeit zwischen 30.00 und 30.30 Uhr und bewegte sich normalerweise nur .05-.1 in beide Richtungen an einem bestimmten Tag.

Auf einem Aneroidbarometer haben Sie zwei Hände. Einer zeigt den barometrischen Druckwert an, und der andere ist ein manuelles Zifferblatt, das Sie bei jeder Messung an den Druckwert anpassen. Der Zweck der manuellen Hand besteht darin, dass Sie schnell und einfach sehen können, in welche Richtung sich die Nadel bewegt hat, und wie weit, zwischen den Messwerten:

Auf einem digitalen Barometer haben Sie höchstwahrscheinlich Anzeichen für „Steigen“ oder „Fallen“ und vielleicht sogar ein Diagramm — ein sogenannter Barograph —, das frühere Messwerte und Trends anzeigt. Dies wird für den wahren Amateurmeteorologen hilfreicher und genauer sein. Anstatt vorherige Messwerte aufzeichnen oder speichern zu müssen, erledigt das Gerät dies für Sie.

Unten finden Sie eine grundlegende Tabelle, die Barometerwerte und deren korrelierte Wettermuster zeigt, um Ihnen den Einstieg zu erleichtern. Denken Sie daran, dass jeder Ort anders ist und dass eine Reihe von Dingen einen barometrischen Messwert beeinflussen, einschließlich Temperatur, Höhe, Luftfeuchtigkeit usw. In einem atmosphärisch volatilen Ort wie Denver — mit den Bergen, die das Wettersystem schnell beeinflussen – bilden sich einige Stürme zu schnell, um aufgenommen zu werden. Das liegt in der Natur des Wetters! Denken Sie auch daran, dass Barometer Ihnen nur bei der Vorhersage für die nächsten 24 bis 48 Stunden helfen. Da Drucksysteme Tage und manchmal Wochen dauern, kann es eine Weile dauern, bis Sie einen wesentlichen Unterschied in Ihren Messwerten bemerken.

Nach ein paar Wochen Messzeit werden Sie Ihr lokales Wetter ziemlich gut kennenlernen und feststellen können, was hoch, was niedrig, was überraschend usw. ist. Geh raus und mach dich bereit!