Jak działa barometr?

Barometr to przyrząd meteorologiczny, który mierzy ciśnienie powietrza. Barometr stosowany głównie w prognozowaniu pogody wykorzystuje różne metody pomiaru masy powietrza nad instrumentem. Istnieją dwa główne typy barometrów, które używają różnych metod do ustalania pomiarów ciśnienia powietrza, znane jako barometry rtęciowe i aneroidowe.

Barometry rtęciowe są starszą formą przyrządu i są nadal używane do prognoz pogody. Wymienione w XVII wieku przez włoskiego fizyka przyrządy te są bardzo dokładne, ale mogą być niebezpieczne ze względu na wysoki poziom rtęci potrzebny do obsługi barometru. Barometry rtęciowe są również bardzo delikatne i dość duże i na ogół muszą pozostać w jednym miejscu na stałe. Instrument składa się z dużej szklanej rurki z zamkniętym górnym i otwartym dnem, która znajduje się w większym pojemniku. Zarówno pojemnik, jak i rurka są wypełnione rtęcią, a rurka może mieć oznaczenia pomiarowe na szkle lub po bokach.

Barometr rtęciowy polega na wyrównywaniu ciśnienia między rtęcią w dużym pojemniku a ciśnieniem w rurze. Wraz ze wzrostem ciśnienia atmosferycznego ciężar powietrza na rtęci w pojemniku przesuwa rtęć wyżej w górę rury. Kiedy ciśnienie spada, powietrze staje się lżejsze, a rtęć w pojemniku wywiera mniejszą siłę na rurkę, umożliwiając obniżenie poziomu.

Barometr aneroidowy działa zupełnie inaczej niż przyrząd rtęciowy i został wynaleziony prawie dokładnie dwa wieki później. Francuski wynalazca, Lucien Vidie, był w stanie opracować nową wersję w połowie XIX wieku dzięki ulepszeniom w obróbce metali i technologii. Barometry aneroidowe zazwyczaj składają się z bardzo małej, elastycznej kapsułki, która jest przymocowana do dźwigni, które mogą poruszać igłą na tarczy, umożliwiając odczyt pomiaru.

Kapsuła w barometrze aneroidowym działa przy użyciu elastycznego metalu, który jest zgrzany w celu utworzenia wewnętrznej próżni. Po naciśnięciu ścianki kapsułki ściskają się, wywierając nacisk na przymocowaną dźwignię, która porusza pokrętłem pomiarowym. Im większe ciśnienie, tym większe ściśnięcie, i tym bardziej podnosi się wskaźnik ciśnienia powietrza. Podczas gdy barometry aneroidowe działają bardzo dobrze do ogólnych odczytów, zwykle nie są tak dokładne jak wersje rtęciowe. Z drugiej strony barometry aneroidowe są mocniejsze, mniej niebezpieczne i łatwe do transportu.

Każdy rodzaj nowoczesnego barometru działa wyjątkowo dobrze, dzięki stuleciom dostrajania obu typów urządzeń. Są one często używane do przewidywania nadchodzących burz, deszczu lub innych niepogody, które zwykle skutkują odczytami niskiego ciśnienia. Przy dobrej pogodzie można również dokładnie przewidzieć, czy barometr pokazuje odczyt wysokiego ciśnienia, który jest powiązany z suchym powietrzem i czystym niebem.