Fair or Foul? Kuinka barometrin avulla voi ennustaa säätä
näiden päivien sääennusteen selvittäminen on yhtä helppoa kuin television kytkeminen päälle tai puhelimen tarkistaminen. Aina näin ei kuitenkaan ollut. Satoja vuosia ennen televisiota ja jopa radiota ihmiset käyttivät alkeellisempia laitteita ennustaakseen, mitä taivas toisi tulevina päivinä.
yksi näistä työkaluista oli barometri. Kun se on yleinen lentokoneissa, laivoissa ja tavallisissa kotitalouksissa eri puolilla maailmaa, se ennustaa lähestyvää säätä mittaamalla ilmanpaineen muutoksia. Vaikka teknologiset edistysaskeleet ovat syrjäyttäneet nöyrän barometrin meteorologisissa piireissä, niitä on silti hauska pitää kotona ja osata lukea.
tässä artikkelissa tarjoamme pohjustusta barometrien historiasta, miten ne toimivat ja miten niitä käytetään tänään sään ennustamiseen. Ilmapuntarit avulla voit tuntea enemmän yhteydessä luonnonvoimat työssä ulkopuolella ikkunan, ja vapauttaa sinut täysin riippuvainen niistä usein väärä sovelluksia ja paikallisia ennusteita (tutkimukset ovat osoittaneet, että paikalliset meteorologit paisuttaa mahdollisuuksia huono sää, koska se garners parempia luokituksia!).
lyhyt barometrin historia
vuonna 1640 alkanut luonnon tyhjiöiden olemassaolon todistaminen johti ilmanpaineen löytämiseen. Vuonna 1643 Evangelista Torricelli täytti pitkän putken elohopealla, sulki sen pään ja asetti sen matalaan, avoimeen vesisäiliöön, jossa oli myös elohopeaa. Kun putki avattiin, elohopea virtasi ulos ja täytti vesisäiliön, mutta pysähtyi sitten noin neljänneksen matkasta putkea alas eikä jatkanut valumista ulos. Jonkin täytyi painaa säiliössä olevaa elohopeaa alas, jotta se pysähtyisi, ja se jokin osoittautui itse ilmakehäksi, jonka oli aiemmin uskottu olevan painoton. Ja niin syntyi ensimmäinen barometri.
kuten oikealla näkyy, näköiset lasit (Peilit) sijoitettiin usein barometrien ja lämpömittareiden läheisyyteen, sillä ne auttoivat ihmisiä päättämään, mitä vaatteita he aikovat pukea tuona päivänä!
vain parinkymmenen vuoden kuluttua instrumentti tuli sekä ammatti-että amatööriversion varakkaiden herrasmiesten ja tiedemiesten käyttöön. Puutyöläiset myöhään 17th century otti suurta ylpeyttä muotoilla monimutkaisia kotelot näitä uusia säälaitteita, ja se tuli suosittu merkki vaurautta ja aatelisto näyttää ilmapuntari omassa kodissa. Maamme perustajat kuuluivat niihin, jotka pitivät heistä; sekä Washington että Jefferson tekivät päivittäin tallenteita ilmanpaineesta päiväkirjoissaan.
vuonna 1840 keksittiin ensimmäinen mekaaninen, ei-nestemäinen barometri. Se tarttui nopeasti, ei elohopeaa koskevien huolien vuoksi (kuten nykyään), vaan koska näiden laitteiden kuljettaminen oli yksinkertaista. Ne olivat paljon pienempiä ja siksi halvempia, sillä elohopeabarometrien piti olla vähintään metrin korkuisia, jotta Ilmanpaine tasoittaisi nestepainetta, mikä on välttämätöntä, jotta laite toimisi. Vuoteen 1900 mennessä elohopeabarometri korvattiin suurelta osin näillä mekaanisilla eli aneroidisilla versioilla, ja ilmapuntarit tulivat paremmin tavallisen kansalaisen ulottuville.
läpi 1600-luvun, ennusteiden tekeminen ilmapuntareista poimituista tiedoista pysyi hyvin epätarkkana tieteenä; suunnilleen kaikki mitä he tekivät, oli ennustaa myrskyjä, kun elohopea laski nopeasti, eikä kukaan vielä oikein ymmärtänyt säätä ja ilmanpainetta koskevaa tiedettä. Vasta 1800-luvun puolivälissä englantilainen merikapteeni amiraali Fitzroy teki mittavia kokeita ilmapuntareillaan ja keksi ensimmäiset yksityiskohtaiset ennustetaulukot. Hän on nyt hyvitetään alkaa sään ennustaminen teollisuuden ja hän löysi ennustava merkitys nousee ja laskee Ilmanpaine (joka saamme pian). Samaan aikaan Fitzroy oli töissä, meteorologit ja sääharrastajat ympäri maailmaa lisäsivät tietoa ja tieteellistä ymmärrystä siitä, miten sääjärjestelmät toimivat ja liikkuvat käymällä kirjeenvaihtoa tarkkailijatovereidensa kanssa.
kun lennätin oli keksitty ja tämä tiedonvaihto kävi paljon helpommaksi, sään ennustaminen alkoi toden teolla. Säähavainnot ja-tiedot voitiin nyt välittää nopeasti eteenpäin, minkä vuoksi niitä voitiin havainnoida ja analysoida. Ennusteet tulivat hitaasti tarkemmiksi, ja todettuaan, miten kyky ennustaa myrskyjä ja pakkasia pelasti ihmishenkiä ja auttoi kaupankäyntiä, maataloutta ja armeijaa, hallitus perusti Weather Bureau (nyt National Weather Service) vuonna 1870. Sadat Sääviraston sääasemat ympäri maata turvautuivat barometrien, lämpömittareiden, kosteusmittareiden (kosteuden mittaamiseen) lukemiin sekä pellolta ja mereltä saatuihin havaintoihin tarjotakseen ennusteita maanviljelijöille, merimiehille ja tavallisille kansalaisille.
meteorologit jatkoivat perinteisten ilmapuntarien käyttöä pitkälle 1900-luvun puoliväliin.
vasta 1900-luvun puolivälissä tietokoneita alettiin käyttää sään ennustamisessa, ja perinteisten seurantavälineiden kuten barometrin käyttö todella väheni. Vaikka painelukemat ovat edelleen selvästi merkittävä osa ennusteita, se tehdään digitaalisesti eikä käsin analysoimalla lukemia.
vaikka” analogiset ” ilmapuntarit eivät enää ole ammattimeteorologien käytössä, sellaisen käytön osaaminen on siisti taito omata. Ensimmäinen askel tämän tietotaidon hankkimiseksi on ymmärtää, mitä Ilmanpaine todella on.
mikä on Ilmanpaine?
Ilmanpaine laskee korkeuden kasvaessa.
Ilmanpaine — tai ilmanpaine-on yksinkertaisesti ilman paino maanpinnan tasolla. Se on hieman helpompi ymmärtää, kun ajattelee ensin veden paineen käsitettä. Kun syvenee vedessä, paine kasvaa. Tämä johtuu siitä, että kun laskeudut alas, päälläsi olevan veden kertynyt paino kasvaa. Metrin syvyydessä on sen jalan paino, joka painaa sinua. Kaksi metriä vettä, sinulla on paino ylimääräinen jalka vettä painamalla sinua. Se on loogista.
nyt ajatellaan, että maa on ilmakehän valtameren pohja. Kuten Torricelli todisti, ilma ei ole painoton. Ilmanpaine on ilmanpaino ilmakehän huipulta aina teihin asti. Paine on ymmärrettävästi pienempi, kun nouset korkeammalle — päälläsi on vähemmän ilmaa.
Ilmanpaine mitataan yleensä millibaareina (Amerikassa, eli millibaareina metrisissä maissa), joka ulottuu satoja vuosia taaksepäin Torricellin elohopeabarometriin, jota perusmuodossa käytettiin vielä viime vuosikymmenelle asti. Koska vaarallinen neste on nyt kielletty useimmissa paikoissa ja nykyaikaisemmat ilmapuntarit ovat saamassa jalansijaa, mittaus alkaa korvautua niin sanotuilla hehtopascaleilla. Se on käytännössä kilojen mitta neliötuumaa kohden, joka on tarkempi siihen, mitä ilmassa oikeasti tapahtuu. Joka tapauksessa, kaikissa kuluttajabarometreissä, jotka näette tänään, mittanne on tuumissa tai millibaareissa.
nyt kun tiedämme, mikä paine on, katsotaan, miten se vaikuttaa säähän. Tai tarkemmin, miten sää vaikuttaa ilmanpaineeseen.
miten sää vaikuttaa ilmanpaineeseen
yksi niistä asioista, joita näkee useimmin sääennusteissa, on kartan päällä liikkuvat suuret ”H” – ja ”L” – merkit. Ne ovat suuria, yleensä useiden satojen kilometrien läpimittaisia Suur-tai matalapaineita. Ei ole numeroa, joka kertoo suuresta tai alhaisesta; se on vain suhteellinen termi — korkeapaineen alue on korkeampi kuin mitä sen ympärillä on.
korkeapaine — eli enemmän alaspäin suuntautuva voima — työntää ilmaa alas. Laskeutuessaan ilma lämpenee, mikä estää pilvien ja myrskyjärjestelmien muodostumista. Korkeapaine on siis lähes aina merkki hyvästä tai reilusta säästä.
ilma haluaa kuitenkin nousta. Joten kun se osuu matalapaineen alueelle – jossa alaspäin suuntautuva voima ei ole yhtä suuri-sillä on se mahdollisuus. Kun ilma nousee, se jäähtyy, mikä tiivistyy ja muodostaa saostumia. Siksi matalapaine liittyy huonoon säähän (”huono” on tietenkin suhteellinen termi — jotkut ihmiset todella pitävät myrskyistä ja sateista!).
joten kartan poikki voi kuvitella suur-ja matalapaineiden sekamelskan. Ne syntyvät tuulesta, planeetan pyörimisestä, auringosta — kaikenlaisista tekijöistä, jotka ovat täysin ihmisen kontrollin tai ennustamisen ulkopuolella. Mutta sen tiedämme, millaista säätä Ilmanpaine-erot enteilevät.
barometri, jonka lukema on korkea — eli korkeapaine — ja joka on vakaa, kertoo hyvästä säästä. Olette keskellä korkeapainetta. Laskeva barometri kertoo, että matalapaine on tulossa, ja odotettavissa on huonompaa säätä. Se, miten huonoksi sää muuttuu, on seurausta siitä, kuinka suuri ero on korkeapaineen ja matalapaineen välillä. Mitä suurempi ero on, sitä enemmän ilmakehässä on volatiliteettia ja sitä voimakkaampi myrsky. Mitä pienempi ero on, sitä epätodennäköisempää on nähdä sateita tai myrskyjä.
hyvä on-tiedät ilmanpaineesta ja siitä, miten sää vaikuttaa siihen. Nyt voimme oppia barometrityypit,ja miten todella käyttää niitä ennustaa sää.
tyypit ilmapuntarit
vuosien saatossa erilaisia ilmapuntareita on käytetty niin sääennustajien kuin merimiestenkin apuna. Katsotaanpa lyhyesti niitä ja miten ne toimivat:
elohopea: kuten tiedämme, tämä oli ensimmäinen keksitty barometri. Se hyödyntää avointa elohopeasäiliötä sekä vähintään 30 tuuman korkuista suljettua putkea. Ilma painaa auki olevaa elohopeaa, joka nostaa tai laskee elohopean määrää putkessa. Koska se käyttää vaarallista ainetta, et löydä uusia malleja markkinoilla tänään. On olemassa moderneja versioita, joissa on periaatteessa sama mekanismi, mutta niissä ei käytetä elohopeaa eikä avoallasta, vaan putkessa on kiinteä määrä kaasua. Viime kädessä nämä eivät ole yhtä tarkkoja kuin nykyaikaiset versiot.
aneroidi: Vuonna 1844 keksitty aneroidibarometri on ei-nestemäinen laite. Se käyttää hyväkseen berylliumin ja kuparin seoksesta valmistettua pientä metallilaatikkoa, jota kutsutaan aneroidisoluksi. Ilmanpaineen muutokset aiheuttavat laatikon laajenemisen tai supistumisen, mikä ajaa mekaanisia vipuja, jotka sitten näkyvät ilmapuntarin pinnalla. Nämä ovat usein kauniita laitteita, joita kuvittelet näkeväsi vanhoissa laivoissa ja sääasemissa, ja niitä käytetään edelleen monissa tapauksissa.
elektroninen: Kuten kaikki työkalut nykyaikana, barometrit, joita käytetään nykyaikaisessa navigoinnissa ja meteorologiassa, ovat enimmäkseen elektronisia. Miten ne toimivat on hieman vaikea ymmärtää, joten minun oli pyydettävä meteorologi ja professori Jon Van de Grift antaa sen minulle mahdollisimman maallikko tavalla: ”elektroniset barometriset anturit tarjoavat käyttäjälle arvion korkeus merenpinnan yläpuolella. Näihin sisältyy venymämittari, joka on ohut lanka, joka muuttaa sähkövastustaan ilmanpaineen vaikutuksesta sen ympärille kiedottuun kalvoon. Tuloksena oleva jännitteen muutos voidaan monistaa ja lukea muuntimella, ja lopulta näyttää käyttäjälle.”
Mitä Tyyppiä Kannattaa Ostaa?
yllätyksekseni barometrin löytäminen oli uskomattoman haastavaa. Vaihtoehtoja ei yksinkertaisesti ole paljon.
ensimmäinen vaihtoehto — ja oikean meteorologin kannalta paras — on löytää digitaalinen sääasema, joka todennäköisesti sisältää barometrin sekä muita lukemia, kuten lämpötilan ja kosteuden. Voit joskus saada näitä suurissa laatikkomyymälöissä, urheilukaupoissa ja jopa taimitarhoissa/kukkaliikkeissä, mutta olet todennäköisesti rajoitettu vain 1 tai 2 malliin, joista valita. Parempi vaihtoehto on ostaa sellainen netistä, kuten tämä. Siinä on anturi, joka roikkuu ulkopuolella, joka sitten lähettää mittaukset digitaaliseen lukijaan.
antikvariaatin ostamisen lisäksi toinen vaihtoehto on hankkia komean näköinen aneroidibarometri nettikauppiaalta. Etsin sitä kaikkialta, enkä saanut mitään käsiini. Ja se on Denverissä-ei se mikään pikkukaupunki ole. Sain tämän mallin Fischeriltä. Aneroid barometrit toimivat todella hyvin, ja näyttävät pirun hyvältä seinällä miehekkäänä koristeena. Sillä ei ole väliä, ovatko ne sisällä vai ulkona, mutta tiedä, että jotkut asiat vaikuttavat lukemiin, kuten lämmitys-tai jäähdytysaukkojen läheisyys sekä ilmastointilaitteiden tai ilmankostuttimien käyttö.
Kuinka käyttää barometria sään ennustamiseen
nyt kun tiedettä tuntee, sään ennustaminen on itse asiassa melko yksinkertaista. Ja vaikka aneroidin tai digitaalisen barometrin käytössä on joitakin eroja, paineen mittaamisen ja analysoinnin periaatteet ovat samat.
aneroidibarometrin takaosa. Muovituen yläosassa olevista rei ’ istä ilma pääsee virtaamaan läpi. Pieni ruuvi oikeassa alareunassa on mitä käytetään kalibroida laite; Jouduin käyttämään siihen pientä silmälasimeisseliä.
barometrin asettaminen on helppoa. Aneroidiversiota varten se täytyy kalibroida manuaalisesti. Kaikki tämä tarkoittaa käyttää pientä ruuvimeisseliä asettaa käsi (kuten kello) vastaamaan nykyistä ilmanpainetta sijaintisi (käytän weather.gov kun olet tehnyt sen, kaikki on valmista.
digitaaliset ilmapuntarit-jotka yleensä sisältyvät kattavampaan amatöörisääasemaan-tekevät tämän osan puolestasi.
kuten jo saimme tietää, barometrin mittaukset tehdään joko tuumina tai millibaareina. Lukemat ovat yleensä välillä 28 ja 31 tuumaa, yleensä mitataan sadas desimaali. Pelkän numeron tietäminen itsessään ei kuitenkaan ole kovin hyödyllistä. Tärkeintä on, mihin suuntaan neula liikkuu. Ilmanpaineen muutos auttaa ennustamaan säätä. Tämä tarkoittaa, että staattiset luvut, joissa ei ole merkkejä noususta tai laskusta, eivät yleensä ole kovin hyödyllisiä.
tarkkojen ennusteiden saamiseksi on siis katsottava barometrista muutaman tunnin välein, miten luku muuttuu. Muista, että muutokset tuntuvat vähäpätöisiltä; parina viikkona barometrissäni se on ollut 30.00-30.30 välillä koko ajan, yleensä vain liikkuen .05-.1 kumpaankin suuntaan tiettynä päivänä.
aneroidibarometrissä sinulla on kaksi kättä. Yksi näyttää ilmanpaineen lukeman, ja toinen on manuaalinen kellotaulu, jonka asetat painelukemaan aina, kun mittaat. Manuaalisen käden tarkoitus on, että voit nopeasti ja helposti nähdä, mihin suuntaan neula on liikkunut ja kuinka kauas lukemien välillä:
Säädä aneroidibarometrin kellotaulua aina, kun otat lukeman, jotta manuaalinen käsi on yhdenmukainen mittauskäden kanssa.
sitten, kun seuraavan kerran ottaa lukeman, näkee nopeasti, mihin suuntaan mittausneula on liikkunut. Nykyinen lukema on noin 30,18 tuumaa.
Aneroidibarometreissä on yleensä myös maallikkotermejä, kuten ”myrskyinen” ja ”kuiva”. Ajatuksena on, että barometrin lukemat tietyillä tasoilla enteilevät näitä sääolosuhteita. Valitettavasti nämä termit toimivat oikeastaan vain merenpinnan tasolla. Täällä Denverissä, kilometrin korkeudella merenpinnasta, ne ovat lähes arvottomia. Minulle ei ole väliä-ne lisäävät barometrin koristeellista vetovoimaa.
digitaalisessa barometrissä näkyy mitä todennäköisimmin merkkejä ”noususta” tai ”laskusta”, ja ehkä jopa graafi — jota kutsutaan barografiksi — jossa näkyvät aiemmat lukemat ja trendit. Tämä on hyödyllisempi ja tarkempi Todellinen Amatööri meteorologi. Sen sijaan, että kartoittaa tai muistaa aiemmat lukemat, laite tekee sen puolestasi.
tämän digitaalisen sääaseman vasemmassa alakulmassa näkyy barometrin lukema. Se sisältää barografiksi kutsutun graafin, joka näyttää paineen trendit ja liikkeet.
alla on peruskartta, joka näyttää barometrilukemat ja niiden korreloivat säämallit, jotta pääset alkuun. Muista, että jokainen paikka on erilainen, ja että useat asiat vaikuttavat barometriseen lukemaan, mukaan lukien lämpötila, korkeus, kosteus jne. Denverin kaltaisessa ilmapiirissä, jossa vuoret vaikuttavat nopeasti sääjärjestelmiin, jotkin myrskyt muodostuvat liian nopeasti havaittaviksi. Se on vain sään luonne! Muista myös, että ilmapuntarit auttavat vain ennustamaan seuraavan 24-48 tuntia tai niin. Koska painejärjestelmät kestävät päiviä ja joskus viikkoja, voi kestää jonkin aikaa, ennen kuin huomaat mitään merkittävää eroa lukemissasi.
nämä ovat merenpinnan tason lukemia. Voit säätää korkeutta tämän laskimen avulla. Kokemukseni mukaan itse numeroiden sijaan nousevat ja laskevat trendit ovat tärkeämpiä. Tulet löytää miten ja matalat kohdat ilmanpaineen omalla alueella, ja pian voi luottaa kaavioon.
muutaman viikon lukemien ottamisen jälkeen opit tuntemaan paikkakuntasi melko hyvin ja pystyt päättelemään, mikä on korkea, mikä matala, mikä yllättävä jne. Mene ennustamaan!