Sprawiedliwy czy faul? Jak używać barometru do prognozowania pogody

Sprawiedliwy czy faul? Jak używać barometru do prognozowania pogody

znalezienie prognozy pogody w dzisiejszych czasach jest tak proste, jak włączenie telewizora lub sprawdzenie telefonu. Ale nie zawsze tak było. W ciągu setek lat przed telewizją, a nawet radiem, ludzie używali bardziej prymitywnych urządzeń do przewidywania, co przyniesie niebo w nadchodzących dniach.

jednym z tych narzędzi był barometr. Niegdyś powszechne w samolotach, statkach i zwykłych gospodarstwach domowych na całym świecie, przewiduje zbliżającą się pogodę, mierząc zmiany ciśnienia powietrza. Chociaż postęp technologiczny zastąpił skromny barometr w kręgach meteorologicznych, nadal są zabawne mieć w domu i umieć czytać.

w tym artykule przedstawiamy podstawowe informacje na temat historii barometrów, ich działania i sposobu ich wykorzystania do przewidywania pogody. Barometry pozwalają czuć się bardziej połączeni z siłami natury w pracy za oknem i uwalniają od całkowitego polegania na często niewłaściwych aplikacjach i lokalnych prognozach(badania wykazały, że lokalni meteorolodzy zwiększają szanse na złą pogodę, ponieważ zyskują lepsze oceny!).

Krótka historia barometru

to, co rozpoczęło się jako eksperyment w 1640 roku, aby udowodnić istnienie naturalnych próżni, doprowadziło do odkrycia ciśnienia atmosferycznego. W 1643 Evangelista Torricelli napełnił długą rurkę rtęcią, zamknął koniec i umieścił ją w płytkiej, otwartej cysternie, która również zawierała rtęć. Kiedy rura została otwarta, rtęć wypłynęła i napełniła cysternę, ale następnie zatrzymała się około ćwierć drogi w dół rury i nie kontynuowała wylania. Coś musiało naciskać na rtęć w cysternie, aby ją zatrzymać, a tym czymś okazała się sama atmosfera, która wcześniej uważano za nieważką. Tak narodził się pierwszy barometr.

w ciągu zaledwie kilku dekad instrument stał się Dostępny dla dobrze sytuowanych dżentelmenów i naukowców, zarówno profesjonalnych, jak i amatorskich. Stolarze pod koniec XVII wieku byli dumni z tworzenia wyszukanych obudów dla tych nowych urządzeń pogodowych, a wyświetlanie barometru w domu stało się popularnym znakiem bogactwa i szlachetności. Założyciele naszego kraju byli wśród tych, którzy lubili; zarówno Waszyngton, jak i Jefferson dokonywali codziennych zapisów ciśnienia powietrza w swoich dziennikach.

w 1840 roku wynaleziono pierwszy mechaniczny barometr bez cieczy. Szybko się to udało, nie ze względu na obawy o rtęć (jak są dzisiaj), ale ze względu na prostotę transportu tych urządzeń. Były one znacznie mniejsze, a zatem tańsze, ponieważ barometry rtęciowe musiały mieć co najmniej 3 stopy wysokości, aby ciśnienie powietrza wyrównało ciśnienie cieczy, które jest niezbędne do pracy instrumentu. W 1900 roku barometr rtęciowy został w dużej mierze zastąpiony przez te mechaniczne lub aneroidowe wersje, a barometry stały się bardziej dostępne dla zwykłego obywatela.

aż do XVII wieku sporządzanie prognoz na podstawie danych zebranych z barometrów pozostawało bardzo nieprecyzyjną nauką; wszystko, co robili, to przewidywanie burz, gdy rtęć gwałtownie spadła, i nikt tak naprawdę nie rozumiał jeszcze Nauki o pogodzie i ciśnieniu atmosferycznym. Dopiero w połowie XIX wieku angielski kapitan admirał Fitzroy przeprowadził rozległe eksperymenty ze swoimi barometrami i opracował pierwsze szczegółowe tabele prognozowania. Obecnie przypisuje mu się rozpoczęcie branży prognozowania pogody i odkrył predykcyjne znaczenie rosnącego i spadającego ciśnienia barometrycznego (do czego wkrótce dojdziemy). W tym samym czasie Fitzroy był w pracy, meteorolodzy i pasjonaci pogody na całym świecie dodawali do danych i naukowego zrozumienia, jak systemy pogodowe działają i poruszają się, wymieniając listy z innymi obserwatorami.

kiedy wynaleziono telegraf i ta wymiana informacji stała się o wiele łatwiejsza, prognozowanie pogody naprawdę zadziałało. Obserwacje i dane pogodowe mogą być teraz szybko przesyłane, a tym samym wykresowane i analizowane. Prognozy powoli stawały się bardziej dokładne, a zauważając, jak zdolność do przewidywania burz i mrozów ratowała życie i wspomagała handel, Rolnictwo i wojsko, rząd założył biuro pogody (obecnie National Weather Service) w 1870 roku. Setki stacji meteorologicznych biura pogody w całym kraju opierały się na odczytach z barometrów, termometrów, higrometrów (pomiaru wilgotności), a także obserwacjach z pola i na morzu, aby oferować prognozy rolnikom, żeglarzom i zwykłym obywatelom.

dopiero w połowie XX wieku komputery zaczęły być używane do prognozowania pogody, a użycie tradycyjnych narzędzi monitorowania, takich jak barometr, naprawdę zmalało. Podczas gdy odczyty ciśnienia są nadal oczywiście główną częścią prognoz, odbywa się to cyfrowo, a nie przez ręczną analizę odczytów.

podczas gdy” analogowe ” barometry nie są już używane przez profesjonalnych meteorologów, wiedza, jak ich używać, jest zgrabną umiejętnością. Pierwszym krokiem do zdobycia tej wiedzy jest zrozumienie, czym tak naprawdę jest ciśnienie atmosferyczne.

Co To jest ciśnienie atmosferyczne?

ciśnienie atmosferyczne — lub ciśnienie barometryczne — jest po prostu ciężarem powietrza na poziomie gruntu. Jest to trochę łatwiejsze do zrozumienia, gdy najpierw pomyśli się o koncepcji ciśnienia wody. Gdy zanurzysz się głębiej w wodzie, ciśnienie wzrasta. Dzieje się tak dlatego, że w miarę schodzenia wzrasta masa wody na wierzchu. W 1 metrze wody, ciężar tej stopy wody uciska na Ciebie. W dwóch stopach wody, masz ciężar dodatkowej stopy wody naciskając na Ciebie. To całkiem logiczne.

teraz pomyśl o lądzie jako o dnie oceanu atmosferycznego. Jak udowodnił Torricelli, powietrze nie jest nieważkie. Ciśnienie barometryczne to masa powietrza z atmosfery aż do ciebie. Co zrozumiałe, ciśnienie jest niższe, gdy stajesz się wyższy – na wierzchu jest mniej powietrza.

ciśnienie atmosferyczne jest zazwyczaj mierzone w calach rtęci(w Ameryce, to jest-to w milibarach w krajach metrycznych), które sięga setek lat wstecz do barometru rtęci Torricelli, który w podstawowej formie był nadal używany do ostatniej dekady lub tak. W związku z tym, że niebezpieczna ciecz jest obecnie zakazana w większości miejsc, a coraz bardziej nowoczesne barometry zaczynają być zastępowane przez tak zwane hektopaskale. Jest to w zasadzie pomiar funtów na cal kwadratowy, który jest dokładniejszy do tego, co dzieje się z powietrzem. Tak czy inaczej, na każdym barometrze konsumenckim, który dziś widzisz, twój pomiar będzie w calach lub milibarach.

teraz, gdy wiemy, co to jest ciśnienie, zobaczmy, jak wpływa na naszą pogodę. A dokładniej, jak pogoda wpływa na ciśnienie powietrza.

jak pogoda wpływa na ciśnienie powietrza

jedną z rzeczy, które najczęściej widzisz w prognozach pogody, są duże znaki „H” I „L” poruszające się po mapie. Są to duże pokosy — zwykle setki mil średnicy-wysokiego lub niskiego ciśnienia. Nie ma liczby, która wskazywałaby na wysokie lub niskie; to tylko względny termin-obszar wysokiego ciśnienia jest wyższy niż to, co jest wokół niego.

obszar wysokiego ciśnienia — tj. większa siła w dół — wypycha powietrze w dół. W miarę opadania powietrza ogrzewa się, co hamuje powstawanie chmur i systemów burzowych. Tak więc wysokie ciśnienie jest prawie zawsze oznaką dobrej lub uczciwej pogody.

powietrze jednak chce wzrosnąć. Więc gdy uderzy w obszar niskiego ciśnienia – gdzie siła spadkowa nie jest tak wielka — będzie miała taką szansę. W miarę wzrostu powietrza ochładza się, co skrapla się i tworzy opady. Stąd niskie ciśnienie jest związane ze złą pogodą („biedny” to oczywiście względny termin — niektórzy ludzie naprawdę lubią burze i deszcz!).

więc możesz sobie wyobrazić mozaikę pokosów wysokiego i niskiego ciśnienia na mapie. Są one tworzone przez wiatr, obrót planety, Słońce-wszelkiego rodzaju czynniki, które są całkowicie poza ludzką kontrolą lub prognozowaniem. Ale to, co wiemy, to rodzaj pogody, że te różnice w ciśnieniu powietrza zapowiadają.

barometr, który ma wysoki odczyt-czyli wysokie ciśnienie-i jest stabilny, wskazuje dobrą pogodę. Jesteś w środku systemu wysokiego ciśnienia. Barometr, który spada, wskazuje, że układ niskiego ciśnienia porusza się i można spodziewać się gorszej pogody. Jak zła staje się ta pogoda jest wynikiem jak wielka jest różnica między systemem wysokiego ciśnienia i niskiego ciśnienia. Im większa różnica, tym większa jest zmienność w atmosferze i tym silniejsza jest burza. Im mniejsza różnica, tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia deszczu lub burz.

w porządku-wiesz o ciśnieniu powietrza i o tym, jak wpływa na to pogoda. Teraz możemy dowiedzieć się o rodzajach barometrów i jak ich używać do przewidywania pogody.

rodzaje barometrów

przez lata różne typy barometrów były używane do wspomagania prognoz pogody i marynarzy. Przyjrzyjmy się im krótko i jak działają:

Merkury: jak wiemy, był to pierwszy barometr wynaleziony. Wykorzystuje otwartą cysternę rtęci wraz z zamkniętą rurą o wysokości co najmniej 30 cali. Powietrze naciska na otwartą rtęć, która podnosi lub obniża poziom rtęci w rurze. Ze względu na użycie niebezpiecznej substancji, nie można znaleźć nowych modeli na rynku. Istnieją nowoczesne wersje, które mają w zasadzie ten sam mechanizm, ale nie używają ani rtęci, ani otwartego basenu, ale raczej stałej ilości gazu zamkniętego w rurze. Ostatecznie nie są one tak dokładne jak współczesne wersje.

Aneroid: Wynaleziony w 1844 roku barometr aneroidowy jest urządzeniem bez cieczy. Wykorzystuje małe metalowe pudełko-zwane komórką aneroidową-wykonane ze stopu berylu i miedzi. Zmiany ciśnienia powietrza powodują rozszerzenie lub kurczenie się skrzynki, co napędza mechaniczne dźwignie, które są następnie wyświetlane na powierzchni barometru. Są to często piękne urządzenia, które można sobie wyobrazić, widząc w starych statkach i stacjach pogodowych, i są nadal używane dzisiaj w wielu przypadkach.

: Jak w przypadku każdego nowoczesnego narzędzia, barometry stosowane we współczesnej nawigacji i meteorologii są w większości elektroniczne. Sposób ich działania jest trochę trudny do zrozumienia, więc musiałem poprosić meteorologa i profesora Jona Van de Grifta, aby dali mi go w jak najbardziej laicki sposób: „elektroniczne czujniki barometryczne zapewniają użytkownikowi oszacowanie wysokości nad poziomem morza. Zawierają one tensometr, który jest cienkim drutem, który zmienia swój opór elektryczny w wyniku ciśnienia atmosferycznego działającego na owiniętą wokół niego membranę. Wynikająca z tego zmiana napięcia może być wzmacniana i odczytywana przez konwerter, a ostatecznie wyświetlana użytkownikowi.”

Jaki Typ Kupić?

ku mojemu zdziwieniu znalezienie barometru było niezwykle trudne. Po prostu nie ma wielu opcji.

pierwszą opcją-i najlepszą dla prawdziwego meteorologa — jest znalezienie cyfrowej stacji pogodowej, która prawdopodobnie będzie zawierać barometr, a także inne odczyty, takie jak temperatura i wilgotność. Czasami można je dostać w dużych sklepach pudełkowych, sklepach z artykułami sportowymi, a nawet szkółkach/sklepach kwiatowych, ale prawdopodobnie będziesz ograniczony do tylko 1 lub 2 modeli do wyboru. Lepiej kupić jeden przez Internet, jak ten. Posiada czujnik, który wisi na zewnątrz, który następnie wysyła pomiary do czytnika cyfrowego.

inną opcją, poza zakupem antyku, jest uzyskanie przystojnego barometru aneroidowego od sklepu internetowego. Szukałem jednego w całym mieście i nie mogłem nic znaleźć. A to w Denver-to nie jest małe miasto. Dostałem ten model od Fischera. Barometry aneroidowe działają naprawdę dobrze i wyglądają cholernie dobrze na ścianie jako męski element dekoracyjny. Nie ma znaczenia, czy są wewnątrz, czy na zewnątrz, ale wiedz, że niektóre rzeczy będą miały wpływ na odczyty, takie jak bliskość otworów grzewczych lub chłodzących, a także korzystanie z klimatyzatorów lub nawilżaczy.

Jak korzystać z barometru do prognozy pogody

teraz, gdy znasz naukę, możliwość prognozowania pogody jest raczej prosta. I chociaż istnieją pewne różnice w użyciu aneroidu lub cyfrowego barometru, zasady pomiaru i analizy ciśnienia są takie same.

ustawienie barometru jest łatwe. W przypadku wersji aneroidowej musisz ją ręcznie skalibrować. Wszystko to oznacza użycie małego śrubokręta, aby ustawić rękę (jak na zegarze), aby dopasować aktualne ciśnienie barometryczne w Twojej lokalizacji (używam weather.gov kiedy już to zrobisz, wszystko będzie gotowe.

Cyfrowe barometry — Zwykle wchodzące w skład bardziej kompleksowej amatorskiej stacji pogodowej — wykonują tę część za Ciebie.

jak już się dowiedzieliśmy, pomiary barometru będą albo w calach, albo w milibarach. Odczyty będą zwykle mierzone od 28 do 31 cali, zwykle z dokładnością do setnego miejsca po przecinku. Znajomość samego numeru nie jest jednak zbyt pomocna. Ważne jest, w którym kierunku porusza się igła. To zmiana ciśnienia barometrycznego pomaga prognozować pogodę. Oznacza to, że liczby statyczne bez wskazania wzrostu lub spadku nie są na ogół bardzo przydatne.

aby uzyskać dokładne prognozy, musisz co kilka godzin patrzeć na barometr i sprawdzać, jak zmienia się liczba. Należy pamiętać, że zmiany będą wydawać się niewielkie; w ciągu kilku tygodni miałem mój barometr był między 30.00 a 30.30 cały czas, zwykle tylko w ruchu .05-.1 w dowolnym kierunku w danym dniu.

na barometrze aneroidowym będziesz miał dwie ręce. Jeden pokazuje odczyt ciśnienia barometrycznego, a drugi to ręczne pokrętło, które dostosowuje się do odczytu ciśnienia za każdym razem, gdy wykonujesz pomiar. Celem ręcznego podręcznika jest szybkie i łatwe sprawdzenie, w którym kierunku igła się przesunęła i jak daleko między odczytami:

na cyfrowym barometrze najprawdopodobniej pojawią się oznaki „wzrostu” lub „upadku”, a może nawet Wykres — zwany barografem — pokazujący poprzednie odczyty i trendy. Będzie to bardziej pomocne i dokładne dla prawdziwego meteorologa-amatora. Zamiast Wykresów lub zapamiętywania poprzednich odczytów, urządzenie robi to za Ciebie.

Poniżej znajduje się podstawowy wykres, który pokazuje odczyty barometru i ich skorelowane wzorce pogodowe, aby pomóc Ci zacząć. Należy pamiętać, że każda lokalizacja jest inna i że na odczyt barometryczny wpływa wiele czynników, w tym temperatura, wysokość, wilgotność itp. W niestabilnym klimatycznie miejscu, takim jak Denver — gdzie góry szybko wpływają na systemy pogodowe — niektóre burze tworzą się zbyt szybko, aby je wychwycić. Taka jest natura pogody! Należy również pamiętać, że barometry pomogą Ci prognozować tylko na najbliższe 24-48 godzin. Ponieważ systemy ciśnieniowe trwają Dni, a czasami tygodnie, może upłynąć trochę czasu, zanim zauważysz znaczącą różnicę w odczytach.

po kilku tygodniach czytania poznasz swoją lokalną pogodę całkiem dobrze, będziesz w stanie określić, co jest wysokie, co niskie, co zaskakujące itp. Idź tam i zacznij prognozować!