Барометр

Коротко

• Перший барометр — скляна трубка з ртуттю — створили Еванджеліста Торрічеллі й Вінченцо Вівіані 1643 року.
• Основні типи: рідинні (ртутні, водяні), анероїди з металевою коробкою, самописні барографи, електронні сенсори.
• Анероїд запатентував француз Люсьєн Віді 1844 року; похибка такого приладу — 1–2 мбар.
• Середній тиск на рівні моря — близько 1013 гПа.

1643 року учні Галілея Еванджеліста Торрічеллі й Вінченцо Вівіані поставили дослід із ртуттю: запаяна з одного кінця скляна трубка, перевернута в чашку з ртуттю, тримала стовпчик лише певної висоти. Торрічеллі пояснив, що стовпчик утримує вага повітря, а не «тяга порожнечі». Так з’явився перший барометр.

Історія

Рік	Подія
1643	дослід Торрічеллі й Вівіані з ртутною трубкою (історик В. Міддлтон датує його 1644 роком)
1648	Блез Паскаль і Флорен Пер’є показали, що на горі Пюї-де-Дом ртутний стовпчик нижчий, ніж біля підніжжя
1665	Роберт Бойль назвав прилад барометром
1670	Роберт Гук пов’язав показання барометра з погодою
1844	Люсьєн Віді запатентував анероїд

Види барометрів

Рідинні

У ртутному барометрі атмосферний тиск урівноважує стовпчик ртуті, тому тиск і вимірюють у міліметрах ртутного стовпчика (мм рт. ст.), у США — в дюймах. Один міліметр ртутного стовпчика відповідає 13,5951 мм водяного. Існують і водяні барометри, наприклад скляна «погодна куля», яку пов’язують з ім’ям Ґете.

Ртутний барометр точний, але громіздкий і небезпечний: з 2007 року за директивою ЄС такі прилади для широкого вжитку в Європі не виробляють.

Анероїди

Анероїд (грец. «безрідинний») має гофровану металеву коробку з розрідженим повітрям. Коли тиск зростає, коробка стискається, коли падає — розширюється, а система важелів передає ці рухи стрілці. Прилад портативний, але з часом «повзе» й потребує звіряння з еталонним барометром; похибка становить 1–2 мбар. Анероїди використовують і як висотоміри.

Барографи й електронні сенсори

Барограф записує зміну тиску на паперовій стрічці, що дає змогу бачити тенденцію за добу чи тиждень. Сучасні мікроелектромеханічні (MEMS) барометри — крихітні чипи, вбудовані в деякі смартфони й смарт-годинники.

Застосування

Барометри потрібні метеорологам для карт баричних систем і атмосферних фронтів, пілотам і альпіністам — для визначення висоти, гірникам — для контролю безпеки в шахтах, геодезистам — для барометричного нівелювання. Для порівняння показань різних станцій тиск зводять до рівня моря, де середнє значення становить близько 1013 гПа.

Запитання

Чи справді за барометром можна передбачити погоду?

Частково. Ще 1670 року Роберт Гук склав шкалу, де низький тиск означав дощ і бурю, а високий — ясну погоду. Швидке падіння тиску справді часто віщує негоду, але зв'язок складніший, тому сучасні прогнози спираються на мережу станцій і карти баричних систем, а не на один прилад.

Чому в барометрі ртуть, а не вода?

Ртуть приблизно в 13,6 раза важча за воду, тож стовпчик, що врівноважує тиск атмосфери, виходить зручної висоти — кілька десятків сантиметрів. Водяний барометр мав би бути заввишки понад десять метрів. Нині побутові ртутні прилади в Європі не продають через токсичність ртуті.

Як барометр допомагає визначити висоту?

Тиск повітря з висотою знижується, тому шкалу анероїда можна проградуювати в метрах. На цьому принципі працюють барометричні висотоміри в авіації та барометричне нівелювання в геодезії.

Див. також

• Атмосферний тиск Нормальний тиск — 760 мм ртутного стовпа, або 101 325 Па (1013,25 гПа), на рівні моря на широті 45°.
• Баричний ступінь Біля рівня моря за стандартних умов дорівнює приблизно 8 м на 1 гПа.
• Антициклон Тиск у центрі на рівні моря зазвичай 1025–1040 гПа, узимку над Азією — до 1070 гПа і вище.
• Гігрометр Найпростіший — волосяний гігрометр: знежирена людська волосина видовжується, коли повітря вологішає, і коротшає, коли сухішає.
• Розділ «Метеорологія» Погода, атмосферні явища, клімат і способи їх спостереження.

Джерела

1. Барометр — Вікіпедія (українська)
2. Barometer — Wikipedia (англійська)

Статтю написано редакцією словника за наведеними джерелами; дати й факти звірено між ними. Якщо джерела розходяться, це сказано в тексті.