Перед первым использованием устройства, или при перемещении на большие расстояния, необходимо произвести калибровку устройства.
Термометр: измеряет текущую температуру, калибровка не требуется. Поскольку устройство имеет небольшие размеры, оно быстро нагревается от тепла рук, тела, солнечных лучей, и показания термометра в этом случае могут быть выше. Для измерения текущей температуры нужно подождать не менее 5 минут, чтобы датчик устройства принял температуру окружающей среды.
Прогноз погоды: основан на изменении атмосферного давления, температуры и влажности за прошедшие часы и сутки (в зависимости от модели устройства). В некоторых моделях необходимо установить текущее значение погоды из четырех возможных: “Солнечно”, “Небольшая облачность”, “Сплошная облачность”, “Дождь”. Далее устройство накапливает данные и прогнозирует погоду. Рекомендуется производить установку (коррекцию) прогноза погоды в солнечный день. Точный прогноз погоды на ближайшие сутки будет отображаться через несколько дней после накопления устройством данных.
Барометр:
измеряет относительное атмосферное давление.
Нормальное атмосферное давление при температуре 0°C составляет 760 мм рт. ст. или 1013 гПа.
750 мм рт. ст. равны 1000 гПа
1 мм рт. ст. равен 1,333 гПа.
Атмосферное давление уменьшается по мере увеличения высоты или температуры.
При температуре 0°C и давлении 1000 гПа барическая ступень равна 8 м/гПа. То есть, при подъеме на 8 метров давление уменьшится на 1 гПа.
При температуре 0°C и давлении 1000 гПа вертикальный барический градиент равен 12,5 гПа. То есть, при подъеме на 100 метров давление уменьшится на 12,5 гПа.
При увеличении температуры на 10 градусов давление уменьшится на 3,7 гПа.
В среднем, на небольших высотах каждые 12 м подъёма уменьшают атмосферное давление на 1 мм рт. ст. На больших высотах эта закономерность нарушается.
Поскольку атмосферное давление зависит от высоты, то, например, в случае одинакового состояния атмосферы, значения атмосферного давления в Москве и Санкт-Петербурге будут отличаться из-за того, что эти города расположены на разных высотах. В Москве, расположенной на высоте около 156 м над уровнем моря, давление будет примерно на 15 мм. рт. ст. ниже, чем в Санкт-Петербурге, расположенном на высоте около 4 м над уровнем моря.
Альтиметр: измеряет барометрическую высоту. При вашем неизменном положении на Земле при изменении атмосферного давления и температуры показания альтиметра могут меняться до 20 метров в течение дня.
Альтиметр отображает относительную и абсолютную высоту. Вы можете сбросить уровень относительной высоты
на 0 метров. Абсолютная высота отображается от уровня моря. Её можно корректировать двумя способами:
1) Установив в настройках альтиметра абсолютную высоту вручную;
2) Установив в настройках барометра давление на уровне моря из метеосводок, например, с сайтов:
http://meteo.paraplan.net/forecast/summary.html?place=3800 (давление в гПа)
http://rp5.ru/Погода_в_Санкт-Петербурге (давление в мм рт. ст.)
Компас: показывает направление на северный полюс. Необходимо произвести калибровку компаса, медленно вращая его вокруг своей оси в режиме калибровки на горизонтальной поверхности при отсутствии сильных магнитных полей, чтобы компас определил северный магнитный полюс Nm . Чтобы компас показывал направление на северный географический (истинный) полюс N , необходимо установить магнитное склонение в необходимом вам городе. Магнитное склонение – это угол между географическим и магнитным меридианами в точке земной поверхности. Для Санкт-Петербурга магнитное склонение в 2015 – 2019 годах примерно равно +11° E. Магнитное склонение постоянно изменяется на доли градуса каждый год.
Для любой точки Земли вы можете определить текущее магнитное склонение на сайте http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/#declination
Все жидкостные и цифровые компасы отображают направление на магнитный полюс Земли, и при работе с ними необходимо учитывать магнитное склонение, чтобы узнать направление на северный полюс. GPS и цифровые компасы могут показывать направление на истинный северный полюс.
Шагомер: измеряет количество пройденных шагов, дистанцию и потраченные калории. В настройках шагомера необходимо установить длину шага и ваш вес. Шагомер определяет факт совершения шага по отрицательному ускорению тела человека в момент соприкосновения ступни с землёй, которое фиксируется датчиком-акселерометром. Шагомер правильно считает шаги, если укрепить его в правильном положении в определённом месте, обычно на поясном ремне или запястье. Точность сильно зависит от места расположения шагомера и особенностей походки конкретного человека.
Периодически проверяйте настройки устройства и корректируйте их в соответствии с текущими параметрами.
Кроме ртутного барометра, существует ещё и барометр-анероид (греч. - безжидкостный. Его так называют потому, что он не содержит ртути). Это металлический барометр, по форме напоминающий часы только с одной стрелкой.
Строение барометра-анероида
Его механизм довольно прост. Он состоит из металлический коробочки с гофрированными краями, из которой выкачан воздух. Чтобы атмосферное давление эту коробочку не раздавило, ей крышка оттягивается пружиной вверх. При уменьшении атмосферного давления, пружина выпрямляет крышку, а при увеличении крышка прогибается вниз и оттягивает пружину.
С помощью придаточного механизма к пружинке подключена стрелка-указатель, которая передвигается вправо или влево при изменении давления. Под стрелкой прикреплена шкала, деления которой нанесены по показаниям ртутного барометра. Следовательно, если стрелка указывает на цифру 750, значит атмосферное давление сейчас равняется 750 мм рт. ст.
Атмосферное давление измеряется, так же для того, чтобы предсказать погоду на ближайшие дни. Барометр в метеорологическом деле - незаменимая вещь.
Атмосферное давление на различных высотах
В жидкости давление зависит от плотности жидкости и от высоты столба. Так же мы знаем, что жидкость малосжимаема. Из этого следует, что на всех глубинах плотность жидкости практически одинакова и давление зависит только от высоты.
С газами всё намного сложнее , так как они сильно сжимаемы. А чем сильнее мы сожмём газ, тем больше станет его плотность, следовательно, он произведёт большее давление, так как давление газа создаётся ударами молекул о поверхность тела.
Около поверхности Земли все слои воздуха максимально сжаты слоями, которые находятся над ними. Но если мы будем подниматься, то слоёв воздуха, которые сжимают тот, где мы находимся, будет всё меньше и меньше, следовательно, плотность воздуха будет уменьшаться и давление из-за этого будет уменьшаться.
Если в небо запустили воздушный шар, то с высотой, давление воздуха на поверхность шара будет всё уменьшаться и уменьшаться. Это происходит потому, что уменьшается плотность и высота столба воздуха.
Наблюдения за атмосферным давлением показывают, что среднее давление столба ртути на уровне моря при 0°С равняется 760 мм рт. ст. = 1013 гПа. Это называют нормальным атмосферным давлением.
Чем больше высота, тем меньше атмосферное давление.
В среднем, при подъёме на каждые 12 м атмосферное давление уменьшается примерно на 1 мм. рт. ст.
Если мы знаем зависимость давления от высоты, то по показаниям барометра мы можем определить, ни какой высоте над уровнем моря мы находимся. Для этого существует специальный тип барометра-анероида, который называется высотомер, который используется в авиации и при подъёмах на горы.
Барометры могут быть анероидными и ртутными. Слово «анероид» означает «безжидкостный». Принцип действия такого барометра довольно прост: изменения атмосферного давления приводят к изменению геометрических размеров анероида, в результате стрелка на шкале перемещается. Такие барометры не содержат в себе опасных элементов, поэтому подходят для использования в , в туристического похода.
Кроме анероидных, существуют и приборы, в которых для измерения атмосферного давления применяется ртуть. Под действием атмосферного давления изменяется высота ртутного столба. Показания этих барометров являются более точными, именно такие приборы применяются на метеорологических станциях. Ртуть и ее пары представляют опасность для человека, поэтому подобные устройства не используют в условиях.
В продаже можно найти электронные барометры, как правило, они входят в состав домашних метеостанций. Такие комплексные приборы измеряют также ряд других величин (например, температуру и влажность воздуха) и позволяют довольно точно спрогнозировать погоду на ближайшее время. Цифровые устройства менее чувствительны к тряске, поэтому их хорошо использовать в морских путешествиях.
Использование барометра
Пользоваться анероидным барометром несложно. Нужно посмотреть, на какое значение указывает стрелка прибора. На шкале барометра имеются зоны, которые обозначены как «сушь», «ясно», «переменно», «дождь», «шторм», а также деления с указанием абсолютных значений. Если давление снижается - ожидаются осадки, если повышается - будет ясно. Как правило, барометр имеет две стрелки - одну подвижную, она связана с анероидной коробочкой, а вторую можно поворачивать. Если ее совместить со стрелкой, показывающей величину атмосферного давления, через некоторое время можно наблюдать, в какую сторону отклонится подвижная стрелка.
Нормальным считается атмосферное давление 760 мм рт. ст. при температуре воздуха 15оС на так называемом уровне моря. Домашние барометры могут измерять его величину в диапазоне 700-800 мм рт. ст. на высоте не больше 300 м над уровнем моря. Падение давления означает ухудшение погодных условий, приближение дождей или снегопадов. Зоны с низким давлением называются циклонами. Антициклоны - это зоны с повышенным давление, их приближение означает наступление хорошей погоды. Барометр настраивают, если его показания отличаются от показаний местной метеостанции больше, чем на 8 мм рт. ст. Для этих целей предусмотрен регулировочный винт, находящийся в задней части корпуса. При настройке нужно повернуть его на угол не более 45 градусов.
Изобретение барометра повсеместно приписывают Евангелисто Торричелли в 1643 году. Однако исторические документы говорят, что первый водный барометр неосознанно построил итальянский математик и астроном Гаспаро Берти между 1640 и 1643 годами.
Эксперимент Гаспаро Берти
Гаспаро Берти (около 1600 - 1643) родился, вероятнее всего, в Мантуе. Большую же часть жизни он провел в Риме. Знаменитым его сделал эксперимент, в ходе которого он, сам того не ведая, построил первый рабочий барометр. У него есть также работы в области математики и физики.
В 1630 году Джовани Батиста Балиани направил письмо Галилео Галилею, в котором говорил, что его насос сифонного типа не может поднять воду на высоту больше чем 10 метров (34 фута). В ответе Галилей предположил, что воду поднимает вакуум, и сила вакуума не может удержать больше воды, как веревка не может выдержать слишком большой вес. По господствовавшим тогда представлениям, вакуума не могло существовать.
Вскоре идеи Галилея достигли Рима. Гаспаро Берти и Рафаэль Маджотти разработали эксперимент, чтобы проверить существование вакуума. Берти построил 11-метровую трубу, заполнил ее водой и запечатал с обеих сторон. Затем один конец погрузили в емкость с водой и открыли его. Часть воды вытекла, но примерно десять метров трубы остались заполненными, как и предрекал Балиани.
Пространству над водой пришлось искать объяснения. Объяснений в рамках господствовавшей теории, отвергающей вакуум, нашлось целых два. Согласно первому, вода рождает «духов». «Духи» заполняют пространство и вытесняют воду. Согласно второму, более распространенному аргументу, предложенному Декартом, пространство над водой заполняет эфир. Эфир - настолько тонкое вещество, что может проникнуть сквозь поры в трубе и вытеснить воду.
Объяснение Евангелисто Торричелли
Евангелисто Торричелли, ученик и друг Галилея, осмелился взглянуть на проблему под другим углом. Он предположил, что воздух имеет вес, и именно удерживает воду в трубе на уровне около десяти метров. Прежде считали, что воздух невесом и его толща не оказывает никакого давления. Даже Галилей воспринимал это утверждение, как непогрешимую истину.
Если предположение о весе воздуха верно, жидкость тяжелее воды должна опускаться в трубе ниже, чем вода. Торричелли поделился таким прогнозом со своим близким другом Винченцо Вивиани и предложил использовать в качестве
Предсказание погоды с помощью барометра. Если в часах есть встроенный барометр, то с помощью него можно спрогнозировать, как изменится погода в ближайшие 12-24 часов. Все очень просто - если давление падает, то вероятно, что погода будет ухудшаться. Если давление растет - то это признак улучшения погоды.
Нормальным значением атмосферного давления на уровне моря считается 760 мм ртутного столба или 1013 мБар или 1013 гПа (гектопаскаль). Однако возможны значительные колебания, так самое низкое атмосферное давление, которое было зафиксировано, составляло всего 641 мм рт. ст., а самое высокое давление было 816 мм рт. ст..
Атмосферное давление регулярно меняется в течении суток. В суточном ходе атмосферного давления наблюдается два максимума: в 10:00 и 22:00 часа и два минимума: в 04:00 и 16:00 часов. Эти суточные изменения давления особенно четко выражены в тропических широтах. С увеличением широты, то есть с продвижением на север, амплитуда суточных колебаний атмосферного давления уменьшается и уже на широте 60 градусов составляет около 0,3 мбар.
Однако само текущее значение атмосферного давления не может служить для определения погоды, важна динамика изменения давления. Например, резкое изменение атмосферного давления говорит о том, что погода скоро изменится.
Прямой график без резких колебаний давления позволит быть уверенным в том, что погода ближайшие несколько часов не изменится.
К примеру, если на улице солнечная погода, а график давления показывает резкое падение, то это явный признак того, что будет дождь, либо густая облачность. А если же на улице пасмурно и дождливо, то резкий подъем давления говорит о том, что погода скоро станет солнечной.
Видио с объяснением как работает барометр в наручных часх
Также подъем давления в зависимости от направления ветра может сопровождаться похолоданием или потеплением.
- Зимой высокое давление означает заморозки, а при низком давлении происходит потепление и возможны осадки
- Летом, наоборот, при повышении давления погода становится жаркой и сухой, а при понижении – холодает, и наступают дожди.
- Северный ветер чаще приносит прохладную погоду в местах, удаленных от океана.
- В случае прибрежного расположения для каждого региона прогноз должен быть разным, так как прямо зависит от сезона.
- В горах прогноз погоды делать сложнее, и погода может меняться очень быстро в пределах небольшого района.
Ухудшению погоды предшествует падение давления. Если давление в течение 6 - 12 ч и больше непрерывно падает, можно ожидать приближения циклона, т. е. ветреной погоды с осадками.
Быстрое падение давления (2-3 мбар и более за 3 ч) указывает на приближение центральной области циклона или очень глубокого циклона-следует ожидать шторма. Чем быстрее падает давление, тем скорее ухудшается погода.
Если показания барометра растут или остаются на месте, следует ожидать сохранения антициклональной погоды (то-есть ясное небо, без осадков).
Медленное, непрерывное и длительное (до нескольких суток) повышение давления означает, что устанавливается продолжительная антициклональная погода: летом-жаркая, зимой-морозная (в обоих случаях небо остается ясным).
Также наблюдение за изменением давления может быть полезно например на рыбалке. Это связано с тем что поведение рыбы сильно зависит от изменения погоды, и в некоторых случаях клев может усиливаться, а в других вообще пропадать
Сейчас существует множество моделей наручных часов с барометром, по которому можно определять погоду. Некоторые часы даже автоматически показывают прогноз погоды на ближайшее время. Также есть специальные часы для рыбалки, которые подскажут в какое время будет наилучший клев.
Но даже если вы не хотите постоянно следить за давлением по барометру в наручных часах, то просто купить барометр и поставить его где-нибудь в доме будет полезно и познавательно.
В семнадцатом веке человечеству стал известен и доказан факт, что воздух имеет определённый вес. Предположение его давления на различные предметы было доказано с помощью особого прибора - барометра. О нем пойдет речь в этой статье.
Прибор, который определяет давление воздуха
Для начала дадим определение. Барометр - это прибор для измерения определённого давления воздуха на предметы. Его изобретателем стал Э. Торричелли. В 1644 году барометр представлял собой трубку со ртутью и измерительной шкалой. В день, когда проводились испытания барометра, уровень ртути находился на отметке 760 мм, что и послужило поводом считать отметку на этом уровне нормальным давлением. Такие приборы до сих пор используются метеорологическими станциями.
Через два столетия, после изобретения ртутного барометра в результате множества исследований был сконструирован Люсьеном Види принципиально новый безжидкостный вид. Впоследствии названный барометром-анероидом. На протяжении всего времени существования анероиды приобрели большую популярность у многих пользователей, ведь имеют небольшой размер, легки и точны. По сравнению со ртутными барометрами - анероиды полностью безопасны в использовании.
Виды барометров
Ртутный - прибор, измеряющий давление. Принцип действия заключается в движении ртути, относительно нанесенной шкалы.
Жидкостный - прибор, с помощью которого уровень давления измеряется уравновешиванием веса столба жидкости атмосферным давлением.
Барометр-анероид - принцип действия и отображение показателей основывается на изменении размеров герметичной металлической коробки, заполненной разрежённым воздухом, под действием на её поверхность атмосферного давления.
Электронный - это современный вид прибора, который преобразовывает линейные показатели классического анероида в электронный сигнал. Обработанные микропроцессором сигналы, отображаются на жидкокристаллическом экране.
Барометр-анероид - это самый распространенный из вышеперечисленных приборов, благодаря своим небольшим размерам и отсутсвию жидкости в механизме. Рассмотрим его более детально.
Строение атмосферного барометра
- Круглая серебряно-никелевая пластина.
- Коробка с ребристыми основаниями.
- Передаточный механизм.
- Возвратная пружина.
- Указательная стрелка.
Атмосферный барометр - принцип работы
В собранном виде анероид - это коробка с различными механизмами. Когда из неё откачивают определённое количество воздуха, это создает сильное разряжение возвратной пружины, указательной стрелки и передаточного между ними механизма. Под действием давления стенки «барокамеры» сокращаются или увеличиваются в размерах, а указательная стрелка начинает двигаться относительно измерительной шкалы в сторону повышения или снижения давления, соответственно. В спокойном состоянии стрелка будет находиться на отметке в 760 мм.
Самозаписывающий барометр
Используется для записи метеорологических данных относительно колебаний атмосферного давления. Другими словами, это усовершенствованный барометр-анероид, с добавлением в барокамеру часового механизма, аппарата удерживающего проградуированную бумагу и стрелки-привода, которая наносит на бумагу чернильную линию.
Изображаемый «рисунок» на бумаге прибора называется барограммой. В процессе работы барографа, в соответствии с часовыми показателями, механизм наматывает на своё основание специальную бумагу, по поверхности которой скользит и отмечает показатели отклонений атмосферного давления прикрепленная стрелка с чернилами.
Показатели расхождений давления фиксируются постоянно. Для метеорологов это основной документальный факт изменения погоды в ближайшее время. В зависимости от размеров барабана - продолжительность запечатления записи может составлять от нескольких часов до одной недели. Особая конструкция позволяет снимать показатели и следить за атмосферными показателями в любое время.
Барометр в телефоне - что это
Технологии не стоят на месте, и теперь измерить атмосферное давление можно с помощью мобильного устройства. Многие пользователи современных гаджетов, столкнувшись с новой функцией, задаются вопросом - барометр в телефоне, что это? Современная миниатюрная метеостанция позволяет пользователю телефона постоянно проверять в электронном виде уровень атмосферного давления. Отследив показатели давления за определённое время, можно узнать - приближается циклон или антициклон. Эти показатели будут полезны для людей с повышенной чувствительностью к резким перепадам давления.
Возможности мобильного устройства на этом не останавливаются. В электронном виде оно показывает высоту, географическую ширину и долготу, что, в свою очередь, способствует быстрому поиску аппарата и определению точного места его нахождения. Благодаря спутникам GPS процесс быстр и точен. Мобильный барометр - это точный высотомер. Точность определения нахождения пользователя сводятся до радиуса в 3 метра. Именно такими приборами пользуются альпинисты в горах. Но большую популярность они приобрели в авиационной сфере.
Барометр, встроенный в часы
Появился сравнительно недавно. Немногие знают, для чего этот прибор, и большинство задаются вопросом - барометр в часах, что это такое?
Постараемся разобраться. Барометр в определённых видах часов представлен в электронном или механическом виде. Электронный вид - ничем не отличается от подачи данных атмосферного давления и их вывода на экран, как на телефоне. Часы с механическим отображением давления являются идеально точной мини-копией анероида. Разница лишь в упрощённой шкале отображения показаний. Стоимость часов-барометров достаточно велика, но, как правило, они противоударные и водонепроницаемые.
«Нестандартный барометр»
Благодаря своим основоположникам его называют Гарвардским. Экономический барометр лежит в основе формирования эконометрики. Предсказывает изменение конъюнктуры, динамики спроса и предложения и т.п. Гарвардский барометр - это описание эмпирических закономерностей и экстраполяции за последние месяцы наблюдения. В их основу включено исследование динамики развития разных показателей экономики.
Прогноз развития отображался в графическом виде. Каждая кривая линия, нанесённая на график, отображала тот или иной показатель. Например, кривая «А» отображала изменения средних биржевых курсов (фондовый рынок); кривая «В» отображала индекс оптовых цен и изменения товарооборота (производства); кривая «С» - отображала рост или падение курса ценных бумаг на денежном рынке. В идеальном состоянии графика - показатели «А» и «С» должны совпадать на уровне максимума первой единицы и минимуме кривой второй единицы.
Благодаря руководству У. Персонса и У. Митчелла - такого рода прибором США пользовались до 1925 года. Гарвардский барометр Митчелла - это первый мощный регулятор и показатель факторов в народном хозяйстве страны. Учитывая популярность и эффективность такого построения и отображения фактов - этот метод приняли на вооружение многие страны по всему земному шару. Но перспектива развития многих стран по этому соотношению показателей в экономике долго не просуществовало, ведь до начала и после Второй Мировой Войны - в процентном соотношении они стали неактуальными. Экономики всех стран, принимавших участие в войне, были в полном упадке, и для решения поднятия «с колен» каждая страна применяла свои методы для стабилизации собственной денежной валюты. Старые методы поднятия показателей (вывода из кризиса) вовсе не применялись, но основы, заложенные Митчеллом, стали прецедентом для мировой экономики.
Манометр
Стоит отметить еще одно устройство, которое также измеряет давление, только не воздуха, а газов и жидкостей - этот прибор называется манометр. Эти два прибора очень взаимосвязаны. Сумма показаний манометра и барометра - это давление абсолютное, которое имеет больший показатель, чем атмосферное.
Заключение
В современном мире барометр - это один из главных приборов метеорологии. Отмеченные показатели на бумаге помогают многим людям узнать о предстоящих изменениях атмосферного давления, соответственно, к ним подготовиться. Это в большей степени касается гипертоников. Барометр - это необязательный предмет в доме, но в качестве вспомогательного элемента или вдобавок к интерьеру - желателен. Современное обрамление столь нужного прибора позволяет его вписать в любое интерьерное решение.
