Wie funktioniert ein Barometer?
Ein Barometer ist ein meteorologisches Instrument, das den Luftdruck misst. Ein Barometer, das hauptsächlich für die Wettervorhersage verwendet wird, verwendet verschiedene Methoden, um das Gewicht der Luft über dem Instrument zu messen. Es gibt zwei Haupttypen von Barometern, die unterschiedliche Methoden zur Ermittlung des Luftdrucks verwenden, sogenannte Quecksilber- und Aneroidbarometer.
Quecksilberbarometer sind die ältere Form des Instruments und werden noch heute für Wettervorhersagen verwendet. Diese Instrumente wurden im 17. Jahrhundert von einem italienischen Physiker erfunden und sind sehr genau. Sie können jedoch aufgrund des hohen Quecksilbergehalts, der für den Betrieb des Barometers erforderlich ist, gefährlich sein. Quecksilberbarometer sind auch sehr empfindlich und ziemlich groß und müssen im Allgemeinen dauerhaft an einem Ort bleiben. Das Instrument besteht aus einem großen Glasrohr mit geschlossenem Deckel und offenem Boden, das in einem größeren Behälter untergebracht ist. Sowohl der Behälter als auch das Röhrchen sind mit Quecksilber gefüllt, und das Röhrchen kann Messmarkierungen auf dem Glas oder an den Seiten aufweisen.
Ein Quecksilberbarometer gleicht den Druck zwischen dem Quecksilber im großen Behälter und dem im Röhrchen aus. Wenn der atmosphärische Druck ansteigt, treibt das Gewicht der Luft auf dem Quecksilber des Behälters das Quecksilber höher in die Röhre. Wenn der Druck abfällt, wird die Luft leichter und das Quecksilber im Behälter übt weniger Kraft auf das im Rohr aus, sodass der Füllstand sinken kann.
Das Aneroidbarometer funktioniert ganz anders als das Quecksilberinstrument und wurde fast genau zwei Jahrhunderte später erfunden. Ein französischer Erfinder, Lucien Vidie, konnte die neue Version Mitte des 19. Jahrhunderts dank Verbesserungen in der Metallverarbeitung und Technologie entwickeln. Aneroidbarometer bestehen in der Regel aus einer sehr kleinen, flexiblen Kapsel, die an Hebeln befestigt ist, mit denen eine Nadel auf einem Zifferblatt bewegt werden kann, um den Messwert abzulesen.
Die Kapsel in einem Aneroid-Barometer verwendet ein flexibles Metall, das zum Erzeugen eines inneren Vakuums zugeschweißt wird. Unter Druck drücken sich die Kapselwände zusammen und üben Druck auf einen angebrachten Hebel aus, der eine Messuhr bewegt. Je höher der Druck ist, desto größer ist der Druck und desto höher steigt der Luftdruck. Während Aneroidbarometer für allgemeine Messungen sehr gut geeignet sind, sind sie in der Regel nicht so genau wie Quecksilberversionen. Andererseits sind Aneroidbarometer robuster, weniger gefährlich und einfach zu transportieren.
Beide Arten moderner Barometer funktionieren dank jahrhundertelanger Feinabstimmung beider Gerätetypen hervorragend. Sie werden häufig verwendet, um das Kommen von Stürmen, Regen oder anderem schlechtem Wetter vorherzusagen, was normalerweise zu Niederdruckmessungen führt. Das Schönwetter kann auch genau vorhergesagt werden, wenn ein Barometer einen Hochdruckwert anzeigt, der mit trockener Luft und klarem Himmel verbunden ist.