Погода

Наблюдать и фиксировать изменения погоды

Как действует термометр?

Интересно проследить за изменением погоды днем и ночью, летом и зимой. Можно наблюдать приближение грозы, примечать изменение формы облаков. Но многое можно и измерить: количество осадков, попадающих на определенную площадь, скорость ветра при грозе, величину атмосферного давления до и после грозы. Для этого метеорологи пользуются специальными приборами.

Почти все вещества при нагревании расширяются и сокращаются при охлаждении. Особенно заметно это на изменении объема жидкого металла ртути. Пустотелый стеклянный шарик, к которому припаяна прозрачная трубочка, заполняется ртутью. (Осторожно! Ртуть очень ядовита!) Это основной элемент градусника, который хорошо вам знаком — во время болезни им измеряют температуру. При нагревании ртуть в шарике расширяется и поднимается по трубочке, к которой прикреплена градуированная шкала. При охлаждении уровень ртути в трубочке опускается.

В Европе принято измерять температуру в градусах «по Цельсию». Эта система основана на физических свойствах воды: при нуле градусов она переходит в твердое состояние — замерзает, при 100° — в газообразное.

Иногда достаточно замерять температуру дважды в сутки, отмечая самую высокую и самую низкую. Этот максимум — минимум можно определить с помощью специального термометра с трубочкой в форме буквы «U». При расширении или сжатии ртуть передвигает маленькие металлические пробочки, которые отмечают самый высокий подъем ртути и нижнюю точку, до которой она опустилась при охлаждении. Затем эти пробочки с помощью магнита вновь возвращают к концам ртутного столбика.

Как измеряют количество дождя?

При граде и снежной крупе, но в первую очередь при снегопаде, количество выпавших осадков можно замерить прямо на поверхности, используя для этого обыкновенную линейку и обозначив результат в сантиметрах. Но дождевая вода быстро впитывается почвой или стекает, поэтому для замера ее количества используют специальный градуированный сосуд, в который через воронку поступает дождевая вода. Подъем воды в сосуде на 1 мм означает в пересчете 1 литр осадков на квадратный метр.

Этим несложным прибором измеряется количество дождевых осадков, выпавших в течение дня на определенной площади.

Этот уровень можно определить и самостоятельно. Выставим сосуд с широким горлышком (банку) и соберем туда дождевую воду, затем перельем ее в мензурку и заметим, сколько там воды. Так как отверстие сосуда наверняка куда меньше квадратного метра, узнаем его площадь. Если она равна, скажем, четверти квадратного метра, то измеренное количество собранной влаги следует умножить в четыре раза. Специальная посуда, употребляемая метеорологами, размечена так, чтобы получить наиболее точные данные.

Что такое гидрометр?

Для определения влажности воздуха используют гидрометр. Этот прибор бывает разных типов, Крайне прост и широко применяется волосковый гидрометр. Длинная нить одним концом закрепляется на валике, другой конец натягивается и прикрепляется к корпусу прибора. Нить имеет свойство растягиваться, когда возрастает влажность, и сокращаться, когда воздух сух. При этом валик с укрепленной на нем стрелкой приходит в движение, и по шкале можно определить, какова влажность воздуха.

Еще один простой гидрометр состоит из двух термометров. Шарик с ртутью одного из них обернут влажной марлей. Если влажность воздуха достигает 100 %, показания обоих термометров равны, если же она ниже, то вода из марли начинает испаряться и охлаждает ртуть. Сравнивая показания термометров, можно определить влажность воздуха, Ее выражают в процентах. Это называется относительной влажностью. Скажем, если относительная влажность 40 % — это значит, что в воздухе содержится 40 % водяных паров, которые могут быть удержаны им при данной температуре, Не меньше 40 % влажности должно быть в жилых помещениях. При влажности, близкой к 100 %, молекулы воды начинают слипаться и могут уже образовывать капельки.

Влажность воздуха измеряется с помощью двух термометров. Чем больше разница температур, тем меньше влажность.

Как измеряется атмосферное давление?

Более 350 лет назад итальянский естествоиспытатель Торичелли доказал с помощью изобретенного им ртутного барометра не только наличие в природе пустоты, но и то, что воздух имеет давление. В запаянную на одном конце стеклянную трубку он налил ртуть и, перевернув ее открытым концом вниз, опустил в сосуд с ртутью. Столбик ртути под силой тяжести частично опустился в трубке, но не до конца, сохранив высоту 760 мм. Эта высота и была принята за эталон нормального атмосферного давления. Действующие подобным образом ртутные барометры используются и по сей день.

Однако сегодня чаще применяется металлический (анероидный) барометр. Это тонкостенная металлическая коробочка, откуда выкачан воздух. При увеличении атмосферного давления дно коробочки вдавливается, при уменьшении выгибается. Изменение положения донышка с помощью рычажного механизма передается стрелке, колеблющейся над циферблатом. Если показания барометра не меняются, значит, и погода останется без изменений, Когда же давление начинает медленно падать, стрелка отклоняется, можно ожидать ветреную и дождливую погоду, если это происходит быстро, значит, надвигается шторм или гроза. Если давление быстро возрастает, следует ожидать кратковременного улучшения погоды, а если медленно, то вскоре наступит устойчивая хорошая погода.

Сегодня во многих странах единицей атмосферного давления принято считать гектопаскапь. Один гектопаскаль (сто паскалей) соответствует одному миллибару — прежней единице измерения давления атмосферы. Поэтому цифры на шкалах барометров не изменены. Если, к примеру, стрелка указывает 1000 миллибар, то метеорологи говорят о 1000 гектопаскалей.

Атмосферное давление измеряется барометром.

Как измеряют скорость ветра?

Скорость перемещения воздушных потоков успешнее всего можно измерить, используя ветромер (анемометр). Широкое распространение получил чашечный анемометр — измерительный прибор, на вертикальной оси которого крестообразно укреплены чашки — полушария, которые вращаются от любого, даже легкого, ветерка, и чем он сильнее, тем быстрее происходит вращение. От оси прибора идет передача к счетчику оборотов.

Наиболее известным ветромером является чашечный анемометр. Чем больше скорость ветра, тем быстрее он вращает чашки.

Рядом с ветромера обычно устанавливают флюгер, указывающий направление ветра. На аэродромах и возле мостов, где ветер может представлять опасность для автомобилей, устанавливаются ветроуказатели — большие конусообразные мешки из полосатой ткани, открытые с обеих сторон.

Прежде чем люди научились измерять скорость ветра в м/сек или км/ч, они пользовались для этой цели шкалой Бофорта, английского адмирала, который составил таблицу, описавшую и охарактеризовавшую разные ветры, сведенные в систему баллов от 0 (полный штиль) до 12 баллов (самый сильный ураганный ветер, доходящий до скорости 117 км/ч). Однако при смерчах и тропических циклонах скорость его бывает еще больше.

На аэродромах и возле мостов направление и силу ветра издали показывают ветроуказатели - открытые с обоих концов большие полотняные полосатые конусы.