5.4. Применение барометрической формулы

Барометрическую формулу в метеорологии применяют очень ши­роко, и она имеет важное значение для народного хозяйства. Далее перечислены основные задачи, которые решают с ее помощью.

1. Приведение давления от одного уровня высоты к другому. Для решения этой задачи необходимо знать давление на одном уровне, разность высот и среднюю температуру слоя воздуха, зак­люченного между этими отметками высоты. В частности, такую задачу решают практически ежечасно во всем мире на метеостан­циях, на которых показания измеренного давления приводят к от­метке уровня океана. Иначе объективно выявить в пространстве области повышенного и пониженного давления и реально прогно­зировать погоду невозможно.

2. Барометрическое нивелирование используют для нахожде­ния превышения одного уровня над другим при известных давле­нии на обоих уровнях и средней температуре слоя воздуха между ними. Решение этой задачи широко применяют в авиации для определения высоты аэроплана по известному давлению на по­садочной полосе и на уровне самолета и по средней температуре слоя воздуха.

3. Среднюю температуру слоя воздуха можно определить, ре­шив задачу при отсутствии наблюдения за температурой воздуха по высотам, но имея достаточно точные данные о значениях давления на двух уровнях и вертикальном расстоянии между ними.

5.5. Приборы для измерения давления

Стационарный прибор на метеостанциях — это станционный ртутный чашечный барометр (рис. 5.2), действие которого основа­но на зависимости положения жидкости в сообщающихся сосудах от действующей на нее разности давлений. На оправе прибора нанесена шкала в миллибарах (мб), по которой перемещается муфта с нониусом.

Рис. 5.2. Станционный ртутный чашечный барометр:

1 — резервуар с ртутью; 2 — отверстие в резервуаре с ртутью; 3 — столб ртути; 4— нониус; 5— винт для установки но­ниуса; 6— шкала; 7—термометр.

Рис. 5.3. Механизм барометра-анероида:

1 — плата; 2 — анероидные коробки; 3 — тяга; 4— рычаг; 5, 11 — оси: 6, 15— регулировочный и ус­тановочный винты; 7—стрелка; .У—движок; 9 — термометр; 10— цепочка; 12— ролик; 13— плас­тина; 14— волосок; 16— стойки.

Рис. 5.4. Барограф:

1, 3 — кронштейны; 2— регулировочный винт; 4,

6— рычаги; 5, 7—тяги; 8— ось; 9— кнопка; 10—

арретир; 11 — анероидные коробки; 12— плата;

13— стрелка; 14— барабан

Устанавливают их в соответствии с верхней кромкой мениска ртутного столба, после чего снимают отсчет. К получен­ному значению давления вводят поправки, учитывающие темпе­ратуру окружающего прибор воздуха, высоту над уровнем океана и широту местности. Поэтому в оправе барометра находится еще и термометр.

Барометр-анероид (рис. 5.3) можно применять как в стационар­ных условиях, так и для экспедиционных измерений. Но его необ­ходимо периодически поверять по стационарному контрольному чашечному ртутному барометру. Действие прибора основано на свойстве анероидной мембранной коробки деформироваться при изменении атмосферного давления. Линейное перемещение мембран преобразуется передаточным механизмом прибора в угловое перемещение стрелки прибора. Температуру прибора для опреде­ления температурной поправки измеряют по ртутному термомет­ру ; установленному в приборе. Барометр может достаточно точно работать в диапазоне температур от —10 °С до 40 °С. Поэтому при очень низких температурах прибор необходимо переместить в по­мещение с более высокой температурой.

Для непрерывной регистрации атмосферного давления приме­няют барографы (рис. 5.4). Изготавливают их двух типов: суточный с продолжительностью одного оборота барабана 26 ч и недельный с продолжительностью одного оборота барабана 176 ч. Атмосфер­ное давление регистрируется на специальной диаграммной ленте. Чувствительным элементом к давлению является блок анероидных коробок, деформация которых передается пишущим устрой­ством на диаграммную ленту, закрепленную на барабане.