Obsah
Atmosféra Zeme je v rámci slnečnej sústavy jedinečná a spôsobuje rôzne javy počasia. Prognóza počasia je dôležitá pre každodenný život ľudí, ako aj pre podniky. Meteorológovia používajú na predpovedanie počasia kombináciu počítačového modelovania a experimentálnych meraní. Príklady prístrojov na predpovedanie počasia zahŕňajú teplomer, barometer, merač dažďa a anemometer.
teplomer
Teplomer je prístroj, ktorý sa používa na meranie teploty. Najznámejší typ teplomeru je sklenená trubica, v ktorej je umiestnená tekutá ortuť. Keď teplota stúpa, zvyšuje sa ortuť, čo vedie k zvyšovaniu hladiny. Pokles teploty vedie k zníženiu objemu a zníženiu hladiny ortuti. Stupnica na boku skúmavky umožňuje odčítanie teploty. Iný typ teplomeru, nazývaný jarný teplomer, úplne vyplňuje sklenenú trubicu s ortuťou a kovová membrána pripojená k pružine sa umiestni na spodok trubice. S rastúcou teplotou stúpa aj tlak na membránu, čo vedie k napínaniu pružiny. Pružina potom otočí číselník tak, aby ukazoval teplotu.
barometer
Barometer je prístroj používaný na meranie tlaku, ktorým je sila vzduchu umiestnená na povrch. Existuje niekoľko rôznych typov barometrov. Najjednoduchšie pozostáva z trubice naplnenej kvapalnou ortuťou a na jednom konci utesnenej. Trubica sa potom prevráti a umiestni do misky s kvapalnou ortuťou. Hmotnosť vzduchu tlačiaceho nadol na misku je vyvážená s hmotnosťou ortuti tlačiacej dole v trubici. Pri štandardných atmosférických podmienkach to vedie k tomu, že hladina ortuti v trubici klesne na výšku približne 76 centimetrov (29,9 palca). Zvýšenie atmosférického tlaku spôsobuje, že hladina ortuti v trubici sa zvyšuje, zatiaľ čo pokles atmosférického tlaku spôsobuje pokles hladiny ortuti v trubici. Sofistikovanejším prístrojom na meranie tlaku je aneroidný barometer. Skladá sa z utesnenej kapsuly s ohybnými stranami a namontovanej v škatuli. Zmena tlaku mení hrúbku kapsuly. Páka pripevnená k kapsule zväčšuje tieto zmeny a vedie ukazovateľ, aby sa pohyboval po stupnici na stupnici.
Ukazovateľ dažďa
Dažďomery sa používajú na meranie množstva zrážok, ktoré sa vyskytnú v stanovenom čase. Najjednoduchší typ merača zrážok je trubica so stupnicou, ktorá sa však musí pravidelne vyprázdňovať, a preto sa už nepoužíva v automatických meteorologických staniciach. Jeden krok z jednoduchej trubice pozostáva z trubice na digitálnej váhe. Vážiace váhy sú pripojené k počítaču, ktorý zobrazuje zrážky v závislosti od času. Tento typ merača dažďa však musí pravidelne vyprázdňovať svoje plavidlo. Oveľa elegantnejším riešením je merač dažďa so sklápacou lopatou, ktorý sa skladá z lievika pripojeného k rúrke, ktorá sa vlieva do vedra. Vedro je na čape vyvážené, takže sa pri zachytení nastaveného objemu vody prevráti. Ak k tomu dôjde, druhý vedro sa automaticky presunie do polohy, aby zachytilo viac dažďa. Zakaždým, keď sa korba nakloní, elektronický signál sa odošle do dátového záznamníka, ktorý umožňuje zaznamenanie celkového množstva zrážok.
anemometer
Na meranie rýchlosti vetra sa používa anemometer. Najjednoduchší typ anemometra sa skladá z rúrkovej osi, na ktorej sú umiestnené štyri ramená v 90 stupňových intervaloch. Na každé zo štyroch ramien sú umiestnené misky, ktoré zachytávajú vietor a vedú k otáčaniu ramien okolo rúrkovej osi. Trvalý magnet je namontovaný v spodnej časti osi a raz za jednu rotáciu aktivuje jazýčkový spínač, ktorý vysiela elektronický signál do počítača. Počítač vypočíta rýchlosť vetra z počtu otáčok za minútu. Sofistikovanejším zariadením je zvukový anemometer. Toto funguje tak, že sa zmeria čas potrebný na to, aby zvukový impulz prešiel medzi dvoma senzormi. Čas potrebný na prechod zvuku medzi senzormi závisí od vzdialenosti medzi senzormi, vnútornej rýchlosti zvuku vo vzduchu a od rýchlosti vzduchu pozdĺž osi senzora. Pretože vzdialenosť medzi senzormi je pevná a rýchlosť zvuku vo vzduchu je známa, je možné určiť rýchlosť vzduchu pozdĺž osi senzora.