Giusto o fallo? Come utilizzare un barometro per prevedere il tempo

Giusto o fallo? Come utilizzare un barometro per prevedere il tempo

Scoprire le previsioni del tempo in questi giorni è facile come accendere il televisore o controllare il telefono. Non è sempre stato così, però. Nelle centinaia di anni prima della televisione e persino della radio, le persone usavano dispositivi più rudimentali per prevedere ciò che i cieli avrebbero portato nei prossimi giorni.

Uno di questi strumenti era il barometro. Una volta comune negli aerei, nelle navi e nelle famiglie ordinarie di tutto il mondo, predice il tempo che si avvicina misurando i cambiamenti nella pressione dell’aria. Mentre i progressi tecnologici hanno sostituito l’umile barometro nei circoli meteorologici, sono ancora divertenti da avere a casa e sanno leggere.

In questo articolo offriamo un primer sulla storia di barometri, come funzionano, e come utilizzare uno oggi per prevedere il tempo. I barometri ti permettono di sentirti più connesso alle forze naturali al lavoro fuori dalla tua finestra e di liberarti dall’essere completamente dipendente da quelle app spesso sbagliate e dalle previsioni locali (gli studi hanno dimostrato che i meteorologi locali gonfiano le possibilità di maltempo perché ottiene valutazioni migliori!).

Breve storia del Barometro

Quello che è iniziato come un esperimento nel 1640 per dimostrare l’esistenza di vuoti naturali ha portato alla scoperta della pressione atmosferica. Nel 1643 Evangelista Torricelli riempì un lungo tubo di mercurio, ne chiuse l’estremità e lo collocò in una cisterna poco profonda e aperta che conteneva anche mercurio. Quando il tubo fu aperto, il mercurio fluì fuori e riempì la cisterna, ma poi si fermò per circa un quarto della strada lungo il tubo e non continuò a riversarsi. Qualcosa doveva essere spingendo verso il basso il mercurio nella cisterna per farlo smettere, e che qualcosa si è rivelato essere l’atmosfera stessa, che in precedenza era stato creduto di essere senza peso. E così è nato il primo barometro.

In appena un paio di decenni, lo strumento è diventato disponibile per signori benestanti e scienziati sia della varietà professionale che amatoriale. Falegnami alla fine del 17 ° secolo ha avuto grande orgoglio nella moda alloggiamenti elaborati per questi nuovi dispositivi meteo, ed è diventato un segno popolare di ricchezza e nobiltà per visualizzare un barometro nella propria casa. I fondatori del nostro paese erano tra quelli affezionati a loro; sia Washington che Jefferson registravano quotidianamente la pressione dell’aria nei loro diari.

Nel 1840 fu inventato il primo barometro meccanico non liquido. Ha preso rapidamente piede, non a causa delle preoccupazioni per il mercurio (come ci sono oggi), ma a causa della semplicità di trasporto di questi dispositivi. Erano molto più piccoli e quindi più economici, poiché i barometri a mercurio dovevano essere alti almeno 3 piedi perché la pressione dell’aria uniformasse la pressione del liquido, necessaria affinché lo strumento funzionasse. Nel 1900, il barometro a mercurio fu in gran parte sostituito da queste versioni meccaniche, o aneroidi, e i barometri divennero più accessibili per il cittadino comune.

Fino al xvii secolo, fare previsioni dai dati raccolti dai barometri rimase una scienza molto imprecisa; tutto ciò che fecero fu prevedere le tempeste quando il mercurio cadde rapidamente, e nessuno capì ancora la scienza del tempo e della pressione atmosferica. Non è stato fino alla metà del 1800 che il capitano di marina inglese Admiral Fitzroy ha fatto alcuni esperimenti estesi con i suoi barometri e si avvicinò con le prime tabelle di previsione dettagliate. Ora è accreditato con l’avvio del settore delle previsioni meteorologiche e ha scoperto il significato predittivo della pressione barometrica in aumento e in diminuzione (che arriveremo a breve). Allo stesso tempo Fitzroy era al lavoro, meteorologi e hobbisti meteo di tutto il mondo sono stati aggiungendo ai dati e la comprensione scientifica di come i sistemi meteorologici operano e si muovono scambiando lettere con i loro colleghi osservatori.

Una volta che il telegrafo fu inventato, e questo scambio di informazioni divenne molto più facile, le previsioni meteorologiche decollarono davvero. Le osservazioni e i dati meteorologici potrebbero ora essere rapidamente trasmessi e quindi graficamente e analizzati. Le previsioni divennero lentamente più accurate, e notando come la capacità di prevedere tempeste e gelate salvasse vite e aiutasse il commercio, l’agricoltura e l’esercito, il governo fondò l’Ufficio meteorologico (ora il Servizio meteorologico nazionale) nel 1870. Centinaia di stazioni meteorologiche dell’Ufficio meteorologico in tutto il paese si basavano su letture di barometri, termometri, igrometri (misurazione dell’umidità), nonché osservazioni dal campo e dal mare, per offrire previsioni a agricoltori, marinai e cittadini comuni.

Non fu fino alla metà del 20 ° secolo che i computer cominciarono ad essere utilizzati nelle previsioni meteorologiche, e l’uso di strumenti di monitoraggio tradizionali come il barometro diminuì davvero. Mentre le letture di pressione sono ancora ovviamente una parte importante delle previsioni, è fatto digitalmente piuttosto che dall’analisi manuale delle letture.

Mentre i barometri “analogici” non sono più impiegati dai meteorologi professionisti, sapere come usarne uno è un’abilità accurata da avere. E il primo passo verso l’acquisizione di quel know-how è capire cos’è realmente la pressione atmosferica.

Che cos’è la pressione atmosferica?

La pressione atmosferica — o pressione barometrica — è semplicemente il peso dell’aria a livello del suolo. È un po ‘ più facile da capire quando si pensa prima al concetto di pressione dell’acqua. Man mano che si approfondisce l’acqua, la pressione aumenta. Questo perché mentre scendi, il peso accumulato dell’acqua sopra di te aumenta. In 1 piede d’acqua, hai il peso di quel piede d’acqua che ti preme addosso. In 2 piedi di acqua, si ha il peso di un piede in più di acqua premendo su di voi. È abbastanza logico, davvero.

Ora, pensa alla terra come al fondo dell’oceano atmosferico. Come è stato dimostrato da Torricelli, l’aria non è senza peso. Quindi la pressione barometrica è il peso dell’aria dall’alto dell’atmosfera fino a te. Comprensibilmente, la pressione è più bassa man mano che si aumenta in elevazione: c’è meno aria sopra di te.

La pressione atmosferica è generalmente misurata in pollici di mercurio (in America, cioè — è in millibar nelle nazioni metriche), che risale a centinaia di anni fa al barometro a mercurio di Torricelli, che in forma di base era ancora usato fino all’ultimo decennio o giù di lì. Con il liquido pericoloso ora messo fuori legge nella maggior parte dei luoghi, e barometri più moderni che prendono piede, la misurazione sta iniziando a essere sostituita da quelli che vengono chiamati hectopascal. È fondamentalmente una misura di libbre per pollice quadrato, che è più accurata di ciò che sta realmente accadendo con l’aria. In entrambi i casi, su qualsiasi barometro consumer che vedi oggi, la tua misurazione sarà in pollici o millibar.

Ora che sappiamo cos’è la pressione, vediamo come influisce sul nostro tempo. O più precisamente, come il tempo influenza la pressione dell’aria.

Come il tempo influenza la pressione dell’aria

Una delle cose che vedi più frequentemente nelle previsioni meteorologiche è la grande “H” e “L” segni che si muovono su una mappa. Si tratta di grandi andane — di solito molte centinaia di miglia attraverso — di alta o bassa pressione. Non c’è nessun numero che indica alto o basso; è solo un termine relativo: un’area di alta pressione è più alta di quella che la circonda.

Un’area di alta pressione — cioè più forza verso il basso — spinge l’aria verso il basso. Mentre l’aria scende, si scalda, il che inibisce la formazione di nuvole e sistemi temporaleschi. Quindi l’alta pressione è quasi sempre un segno di tempo buono o bello.

L’aria, tuttavia, vuole salire. Quindi, una volta che colpisce un’area di bassa pressione — dove la forza verso il basso non è così grande — avrà questa possibilità. Quando l’aria sale, si raffredda, che condensa e forma precipitazioni. Quindi, la bassa pressione è associata al cattivo tempo (“povero” è ovviamente un termine relativo — ad alcune persone piacciono molto le tempeste e la pioggia!).

Quindi puoi immaginare un patchwork di andane di alta e bassa pressione su una mappa. Questi sono creati dal vento, dalla rotazione del pianeta, dal sole — tutti i tipi di fattori che sono completamente al di fuori del controllo o della previsione umana. Ma quello che sappiamo è il tipo di tempo che queste differenze nella pressione dell’aria fanno presagire.

Un barometro che ha una lettura elevata-che significa alta pressione-ed è stabile, indica il bel tempo. Sei nel bel mezzo di un sistema ad alta pressione. Un barometro che sta cadendo indica che un sistema a bassa pressione si sta muovendo e ci si può aspettare un tempo più povero. Quanto male che il tempo diventa è il risultato di quanto grande è la differenza tra il sistema ad alta pressione e bassa pressione. Maggiore è la differenza, maggiore è la volatilità nell’atmosfera e più forte è la tempesta. Più piccola è la differenza, meno è probabile che tu veda la pioggia o le tempeste.

Va bene-sai della pressione dell’aria e di come è influenzata dal tempo. Ora possiamo conoscere i tipi di barometri e come usarli effettivamente per prevedere il tempo.

Tipi di barometri

Nel corso degli anni, vari tipi di barometri sono stati utilizzati per aiutare i meteorologi e marinai allo stesso modo. Diamo brevemente un’occhiata a loro e come funzionano:

Mercurio: Come sappiamo, questo è stato il primo barometro inventato. Utilizza una cisterna di mercurio aperta insieme a un tubo chiuso di almeno 30 pollici di altezza. L’aria preme sul mercurio aperto, che solleva o abbassa il livello del mercurio nel tubo. A causa del suo uso di una sostanza pericolosa, non è possibile trovare nuovi modelli sul mercato oggi. Ci sono versioni moderne che hanno fondamentalmente lo stesso meccanismo, ma non usano né mercurio né una piscina aperta, ma piuttosto una quantità fissa di gas racchiusa nel tubo. In definitiva, queste non sono accurate come le versioni moderne.

Aneroide: Inventato nel 1844, il barometro aneroide è un dispositivo non liquido. Utilizza una piccola scatola di metallo-chiamata cellula aneroide – fatta da una lega di berillio e rame. I cambiamenti nella pressione dell’aria causano l’espansione o la contrazione della scatola, che aziona le leve meccaniche che vengono quindi visualizzate sulla faccia del barometro. Questi sono spesso i bellissimi dispositivi che si immagina di vedere in vecchie navi e stazioni meteorologiche, e sono ancora utilizzati oggi in molti casi.

Elettronica: Come con ogni strumento nella nostra età moderna, i barometri utilizzati nella navigazione moderna e nella meteorologia sono per lo più elettronici. Come funzionano è un po ‘difficile da capire, quindi ho dovuto chiedere al meteorologo e professor Jon Van de Grift di darmelo nel modo più laico possibile:” I sensori barometrici elettronici forniscono all’utente una stima dell’elevazione sul livello del mare. Questi incorporano un estensimetro, che è un filo sottile che cambia la sua resistenza elettrica a causa della pressione atmosferica che agisce su un diaframma avvolto intorno ad esso. La variazione di tensione risultante può essere amplificata e letta da un convertitore e infine visualizzata all’utente.”

Quale tipo si dovrebbe acquistare?

Con mia sorpresa, trovare un barometro è stato incredibilmente impegnativo. Semplicemente non ci sono molte opzioni.

La prima opzione — e la migliore per il vero meteorologo — è quella di trovare una stazione meteo digitale, che probabilmente includerà un barometro, così come altre letture come la temperatura e l’umidità. A volte è possibile ottenere questi a grandi magazzini, negozi di articoli sportivi, e anche vivai/negozi floreali, ma si rischia di essere limitato a solo 1 o 2 modelli tra cui scegliere. La tua scommessa migliore è comprarne uno online, come questo. Ha un sensore che appendi all’esterno che poi invia le misurazioni a un lettore digitale.

L’altra opzione, oltre all’acquisto di un antico, è quella di ottenere un barometro aneroide dall’aspetto bello da un rivenditore online. Ho cercato in tutta la città per uno, e non riuscivo a mettere le mani su nulla. E questo è a Denver-non è come se fosse una piccola città. Ho finito per ottenere questo modello da Fischer. I barometri aneroidi funzionano davvero bene e sembrano dannatamente buoni su un muro come un pezzo di decorazione virile. Non importa se sono dentro o fuori, ma sappi che alcune cose influenzeranno le letture, come la vicinanza alle prese d’aria di riscaldamento o raffreddamento, così come l’uso di condizionatori d’aria o umidificatori.

Come utilizzare un barometro per prevedere il tempo

Ora che conosci la scienza, essere in grado di prevedere il tempo è in realtà piuttosto semplice. E mentre ci sono alcune differenze nell’utilizzo di un barometro aneroide o digitale, i principi nella misurazione e nell’analisi della pressione sono gli stessi.

Impostare il barometro è facile. Per una versione aneroide, è necessario calibrarla manualmente. Tutto questo significa che sta usando un piccolo cacciavite per impostare la mano (come su un orologio) per abbinare la pressione barometrica corrente nella vostra posizione (io uso weather.gov). Una volta che hai fatto, è tutto pronto.

I barometri digitali-di solito inclusi come parte di una stazione meteo amatoriale più completa-fanno quella parte per te.

Come abbiamo già appreso, le misurazioni del barometro saranno in pollici o millibar. Le letture saranno generalmente comprese tra 28 e 31 pollici, di solito misurate al centesimo decimale. Conoscere solo il numero stesso, tuttavia, non è poi così utile. Ciò che conta è in quale direzione si muove l’ago. È il cambiamento della pressione barometrica che aiuta a prevedere il tempo. Ciò significa che i numeri statici senza indicazione di aumento o diminuzione non sono generalmente molto utili.

Quindi, per ottenere previsioni accurate, è necessario dare un’occhiata al barometro ogni poche ore e vedere come sta cambiando il numero. Tieni presente che i cambiamenti sembreranno minuscoli; nelle poche settimane che ho avuto il mio barometro è stato tra 30.00 e 30.30 per tutto il tempo, di solito solo in movimento .05-.1 in entrambe le direzioni in un dato giorno.

Su un barometro aneroide, avrai due mani. Uno mostrerà la lettura della pressione barometrica e l’altro è un quadrante manuale che si allinea alla lettura della pressione ogni volta che si esegue una misurazione. Lo scopo della mano manuale è in modo che tu possa vedere rapidamente e facilmente in quale direzione si è mosso l’ago e fino a che punto, tra le letture:

Su un barometro digitale, molto probabilmente avrai indicazioni di “aumento” o “caduta” e forse anche un grafico — chiamato barografo — che mostra le letture e le tendenze precedenti. Questo sarà più utile e preciso per il vero meteorologo dilettante. Piuttosto che dover tracciare o ricordare le letture precedenti, il dispositivo lo fa per te.

Di seguito è riportato un grafico di base che mostra le letture del barometro e i loro modelli meteorologici correlati per aiutarti a iniziare. Tieni presente che ogni posizione è diversa e che un certo numero di cose influisce su una lettura barometrica, tra cui temperatura, elevazione, umidità, ecc. In una posizione atmosferica volatile come Denver — con le montagne che influenzano rapidamente i sistemi meteorologici — alcune tempeste si formano troppo rapidamente per essere raccolte. Questa è solo la natura del tempo! Inoltre, tieni presente che i barometri ti aiuteranno solo a prevedere le prossime 24-48 ore o giù di lì. Dal momento che i sistemi di pressione ultimi giorni e talvolta settimane, può essere un po ‘ prima di notare qualsiasi differenza sostanziale nelle vostre letture.

Dopo alcune settimane di letture, conoscerai abbastanza bene il tuo tempo locale e sarai in grado di determinare cosa è alto, cosa è basso, cosa è sorprendente, ecc. Uscire e ottenere previsioni!