Masurarea presiunii atmosferice

.

Masurarea presiunii atmosferice

Instrumente

Altimetre

Cu o singură capsulă Vidi

Barometre cu mercur

Cu o coloană de capsule Vidi

Piesa receptoare

Piesa receptoare

Cadran Cu rezervor fix

1. Barometrul de tip R. Fuess

2. Barometrul tip URSS

Cu rezervor mobil

1.Barometrul inspectorial

Piesa receptoare

Rezervor cu mercur

Hipsometre

Rezervor de plastic cu mercur 

2 tuburi metalice nichelate

2.Barometre aneroide

Rezervor

Definitie: Presiunea mijlocie a aerului, exercitata pe 1cm2 de pe suprafata Pamantului, in conditiile normale de observatie (latitudinea de 45 ̊, temperatura aerului de 0 ̊ C si la nivelul zero al marii) este egala, conform experientei lui Torricelli, cu presiunea exercitata de o coloana de mercur inalta de 760 mm si cu sectiunea de 1 cm2. Aceasta este asa-zisa presiune atmosferica normala, si ea este egala cu 1033,3 gr. f/cm2. Aceasta valoare reprezinta o atmosfera fizica, in comparatie cu atmosfera tehnica, ce este egala cu 100 gr./cm2. În practica meteorologică, unitatea de măsură pentru presiunea atmosferică este milibarul (mb) sau hectopascalul și milimetrul coloană de mercur (mmHg). În sistemul internațional se utilizează pascalul (Pa) având ca multiplu hectopascalul (hPa). În condiții normale, o coloană de mercur cu o înălțime de 760 mm, exercită o presiune de 1013,3 mb, deci: 1 mb = 0,7501 mmHg; 1 mmHg = 1,3332 mb. Pentru transformarea unei anumite valori de presiune din mmHg în mb se înmulțește valoarea respectivă cu 4/3 sau 1,333 (fracția efectivă), iar pentru transformarea mb în mmHg se înmulțește valoarea respectivă cu ¾ sau 0,75. Presiunea atmosferică se determină la stațiile meteorologice din România atât cu instrumente cu citire directă (barometre cu mercur, barometre aneroide, altimetre), cât și cu instrumente înregistratoare.

Instrumente cu citire directă pentru determinarea presiunii atmosferice 1. Barometrul cu mercur – își bazează funcționarea pe principiul echilibrării presiunii atmosferice de către greutatea coloanei de mercur din tubul barometrului. Tubul barometric are o lungime de 80 – 86 cm și este confecționat dintr-o sticlă specială. După ce tubul a fost umplut cu mercur, se introduce cu capătul deschis într-un rezervor metalic, în care se află hidrargirul, și care comunică cu mediul înconjurător printr-un orificiu ce se închide cu un șurub pe perioada nefuncționării. Presiunea aerului, acționând asupra suprafeței mercurului din rezervor, menține la o anumită înălțime mercurul din tub, echilibrând astfel coloana de mercur cu presiunea aerului. O dată cu modificarea presiunii aerului, variază și înălțimea coloanei de mercur din tub. Barometru cu mercur

Barometrele cu mercur se instalează în biroul stației, în poziție perfect verticală, într-un loc ferit de variațiile bruște ale temperaturii aerului, Figuradeparte 11. de ușă sau de ferestre. Valoarea citită la barometrul nu reprezintă presiunea aerului reală, ci este necesar să se facă următoarele corecții: -corecția de temperatură; -corecția de latitudine și altitudine (pentru forța gravitației); -corecția instrumentală (atât valorilor de temperatură cât și celor de presiune li se aplică această corecție, datorită posibilelor erori de construcție a diferitelor piese componente a instrumentelor).

2. Barometrul aneroid – se instalează pe masa observatorului sau pe o poliță care se fixează lângă barometrul cu mercur. Se ține închis în cutie și se deschide numai pe timpul execuției observației. Se folosește ca instrument de rezervă, fie în cadrul expedițiilor cu caracter topoclimatic și microclimatic Barometrele aneroide își bazează funcționarea pe principiul deformării sub influența variațiilor de presiune a uneia sau mai multor capsule de tip Vidi. Pentru măsurarea presiunii aerului cu barometrul aneroid se procedează astfel: se citește temperatura la termometrul alipit, apoi se lovește ușor cu degetul pe geamul protector și se citește presiunea după poziția acului pe scara barometrului.

Barometru Aneroid

3.Altimetrul – reprezintă de fapt un barometru aneroid, de care se deosebește prin faptul că, în afara scării barometrice împărțită în milimetri sau milibari, mai are o scară a înălțimilor gradată în metri. Funcționarea unui altimetru se bazează pe relația care există între mărimile presiunii atmosferice și înălțime (presiunea aerului scade, în medie 1 mm la 10-11 m înălțime). Presiunea atmosferică scade în raport cu altitudinea deoarece și masa atmosferei se diminuează odată cu creșterea altitudinii. Scara înlimilor este divizată, de regulă, din 10 în 10 m conform următoarei relații: 0,005° ∙ h Ph = 762 (1- 273+10 ̊ ¿6,83. În care: Ph – presiunea atmosferică la înalțimea h față de nivelul mării; 762 – presiunea atmosferică medie la nivelul mării; 0,005 ̊ - gradientul termic vertical mediu pentru 1 m înălțime; 273 + 10 – tempratura absoută la 10 ̊ C; 6,83 – exponent stabilit în funcție de forța graavitației și densitatea aerului. Altimetrul este considerat un instrument relativ, astfel că indicațiile lui nu sunt foarte precise.

Figura 12.

Instrumente înregistratoare Sunt destinate pentru înregistrarea variațiilor presiunii atmosferice, ele funcționând pe același principiu ca și barometrul aneroid. Deosebirea constă în faptul că piesa sensibilă a acestora este alcătuită dintr-un sistem de mai multe capsule Vidi, iar variațiile presiunii sunt înregistrate în mod continuu pe o barogramă. Se folosesc mai multe tipuri de barografe la stațiile meteorologice din țara noastră, care diferă prin mici particularități de construcție a pieselor componente: tip J. Richard, Fuess, Lambrecht, rusesc etc. Însă indiferent de tipul de fabricație, se deosebesc trei părți componente: a) Partea receptoare; b) Partea transmițătoare; c) Partea înregistratoare. Partea receptoare este dată de o coloană formată din 4 – 12 capsule Vidi care diferă în funcție de barograf. Partea transmițătoare este formată dintr-un sistem de pârghii metalice, ce transmit și amplifică deformările suferite de coloana de capsule Vidi, sub influența variațiilor presiunii atmosferice. Partea înregistratoare este formată dintr-un cilindru metalic, în interiorul căruia se găsește un mecanism cu ceas, care la barografele zilnice face o rotație completă în 24 de ore, sau o dată la 7 zile, dacă înregistratorul este de tip săptămânal.