Determinarea Presiunii Atmosferice [PDF]

Zitiervorschau

Determinarea Presiunii Atmosferice

Presiunea atmosferica Presiunea atmosferica este forta cu care invelisul gazos al planetei apasa asupra unitatii de suprafata. Astfel, se stie ca presiunea mijlocie a aerului, exercitata pe 1 cm de pe suprafataPamantului, in conditiile normale de observatie (latitudinea de 45o, temperatura apei de 0oC si la nivelul zero al marii) este egala, conform experientei lui Torricelli, cu presiunea exercitata de ocoloana de mercur inalta de 760 mm si cu sectiunea de 1 cm2 . Aceasta este asa-zisa presiuneatmosferica normala si ea este egala cu 1033,3 gr.f/cm2.

In practica meteorologica, unitatea de masura pentru presiunea atmosferica estemilibarul(mb) sau hectopascalul si milimetrul coloana de mercur (mmHg). In sistemulinternational de unitati de masura se utilizeaza pascalul (Pa) avand ca multiplu hectopascalul ( hPa ). Pentru exprimarea cantitativa a presiunii atmosferice, in meteorology se utilizeaza : barya sau torrul. Majoritatea aparatelor utilizate pentru determinarea presiunii atmosferice sunt divizate insa in milimetrii coloana de mercur ( sau torr). Pentru nevoile curente, la fiecare statie meteorological exista tabele de transformare antecalculate.

Instrumente cu citire directa In aceasta categorie se include: • Barometrele cu mercur • Baromentrele aneroide • Altimetrele • Hipsometrele Sunt instrumente lipsite de mechanism se inregistreaza automat , citirea se face de catre observator.

Barometrele cu mercur Indiferent de tipul sau modelul lor de constructive, toate barometrele cu mercur isi bazeaza functionarea pe principiul echilibrarii presiunii atmosferice prin greutatea coloanei de mercur din interiorul tubului de sticla. Slaba volatilitate face ca vaporii sai sa prezinte o tensiune de saturatie , care favorizeaza masurarea exacta a presiunii aerului. Mercurul poate fi obtinut in stare pura prin dubla sau tripla distilare. In practica meteorological se folosesc doua tipuri de barometre cu mercur si anume: barometrele cu rezervor fix si barometrele cu rezervor mobil.

Barometrele cu rezervor fix Aceasta categorie este cea mai raspandita in Romania. Prezinta avantajul ca in timpul determinarilor, mercurul din rezervor nu trebuie adus la un anumit nivel, deoarece varietatile nivelului sau sunt component prin modul special in care este gradate scara barometrica. 1. Barometrul de tip Robert Fuess Este alcatuit din: tubul barometric, rezervorul cu mercur, tubul metallic de protective prevazut cu scara, vernierul, termometrul si dispozitivul de suspendare. Tubul barometric este confectionat din sticla speciala. La barometru de statie tip R.Fuess , determinarea presiunii atmosferice se face prin simpla citire a nivelului la care se afla meniscul coloanei de mercur din tubul barometric.

Pentru a fi protejat impotriva deteriorarii, barometrul se instaleaza in biroul statiei, loc ferit de trepidatii , variatii mari si de razele solare. Pozitia de functionare perfecta este cea vertical. Pentru obtinerea ei se suspenda liber in interiorul cutiei barometrice. Instalarea si montarea barometrului se realizeaza numai de catre delegatul laboratorului de instrumente al I.M.H. Pentru obsevatiile de noapte se recomanda instalarea la barometru a unui bec portabil. Marea sensibilitate a intrumentului este ca se poate defecta la cea mai mica zdruncitura. Verificarea periodica se face o data la 10 ani. Efectuarea observatiilor se face la orele 01, 07,13 si 19. In situatiile cand ochiul obervatorului este mai jos decat varful mecanismului, valorile citite la barometru sunt superioare celor reale iar cand se gaseste mai sus, sunt inferioare.

2. Barometrul tip URSS Se deosebeste de barometrul tip Fuess prin doua amanunte si anume: prima deosebire consta in faptul ca rezervorul este confectionat din material plastic, ofera posibilitatea eliminarii corelatiilor impuse de influente variatiilor termice. Cea de a doua deosebire se refera la divizarea in milibari a scarii barometrice.

Barometrele cu rezervor mobil Sunt instrumente de mare precizie folosite mai ales ca etalon pentru barometrele de statie cu rezervor fix. Au rezervorul mobil , prezentand in plus si tuburi de sifonare. Printre barometrele din aceasta categorie se numara: • Barometrul inspectorial • Barometrul normal

1.Baromentrul inspectorial Este un barometru cu rezervor mobil alcatuit din doua tuburi metalice nichelate care la capetele superioare se fixeaza intr-o garniture de metal. Tubul metalic din dreapta protejeaza tubul barometric principal care are aceeasi sectiune pe toata lungimea sa. Tubul metalic din stanga protejeaza un tub de sifonare , al carui capat inferior, deschis , patrunde in interiorul rezervorului cu mercur. Fiind un instrument de mare precizie , barometrul inspectorial este folosit pentru reglarea barometrelor de statie cu receptor fix, care trebuie comparat cu el atat inainte cat si dupa instalarea in locul lor de functionare. Operatiunile de pregatire fiind indeplinite , barometrul se introduce in cutia lui cu rezervorul in sus. La statie unde urmeaza sa aibe loc compararea, barometrul este instalat provizoriu pe peretele exterior al unui dulap.

2.Barometrul normal Face parte din categoria barometrelor de mare precizie, fiind folosit ca etalon. Originalitatea consta in formatul special al tubului barometric de sticla. Portiunea ingusta a tubului barometric descrie o curba pe langa tubul de sifonare cu care se sudeaza putin mai sus prin intermediul unui balonas de sticla. Rezervorul cu mercur are in interior un fund mobil din piele de caprioara care poate fi ridicat sau coborat cu ajutorul unui surub fixat la partea sa inferioara. La intrebuintarea si transportarea barometrului normal se respecta aceleasi norme ca si in cazul barometrului inspectorial.

Barometrele aneroide Sunt intrumente usoare , lipsite de lichid barometric, care prezinta avantajul intrebuintarii si transportarii lesnicioase. Sunt intrumente relative, barometrele aneroide trebuie etalonate prin comparare cu cele absolute ( cu mercur ). Functionarea barometrelor aneroide se bazeaza pe , principiul deformarii sub influenta variatiilor de presiune a unei capsule Vidi sau a unui tub manometric Bourdon. Capsula Vidi este o cutie cilindrica cu bazele foarte apropiate una de alta, confectionata din table elastic de alpaca bronz fosforos. Barometrele aneroide pot fi grupate in mai multe categorii folosind diverse criterii. Printre acestea : felul piesei receptoare, numarul de capsule care alcatuieste piesa receptoare, inexistenta sau existent dispozitivului de compensare pentru temperatura.

1.Barometrul aneroid cu o singura capsula Vidi Este un instrument simplu de constructie sovietica, franceza sau germana, care are drept piesa sensibila la variatiile presiunii atmosferice, o singura capsula Vidi. Prin axul central membrana inferioara se fixeaza de placa metalica. Orice deformare a capsulei Vidi se transmite prin interiorul lamei curbate. In cazul barometrului de tip sovietic, valoarea citita devine conforma cu realitatea dupa ce i se aplica corectia de scara, corectia de temperatura si corectia suplimentara. O insusire comuna a tuturor barometrelor aneroide cu o singura capsula Vidi este slaba lor precizie. Aceasta face ca ele sa fie foarte putin utilizate in activitatea meteorologica.

2.Barometrul aneroid cu coloana de capsula Vidi Este un instrument relativ complicat , de constructie sovietica sau germana care are drept piesa receptoare pentru presiune, o coloana coaxiala de 6-8 capsule Vidi. Protectia lor este asigurata de cutia cilindrica a barometrului , prevazuta pe partea din spate cu un surub de punere la valoare, iar pe partea din fata cu doua scari concentrice divizate in milimetri si respectiv milibari. Barometrele cu coloana de capsule Vidi si dispozitiv de compensare sunt mult mai precise decat cele cu o singura capsula, fapt pentru care ele au o larga utilizare in meteorologie.

3. Instalarea , intretinerea si utilizarea barometrului aneroid Barometrul aneroid trebuie instalat numai in pozitia pentru care a fost etalonat. La statiile meteorologice el se etaloneaza si se instaleaza orizontal, in propria sa cutie, care ii protejeaza atat impotriva variatiilor brusce de temperatura cat si impotriva deteriorarii mecanice. Intretinerea in cea mai perfecta stare de curatenie constituie o conditie indispensabila a functionarii lui corecte. Barometrul aneroid se verifica periodic la intervalee de cinci ani.

Altimetrele Reprezinta de fapt niste barometre aneroide folosite in mod obisnuit pentru determinarea altitudinii. Se deosebesc de barometrele aneroide propriu zise prin faptul ca pe cadranele lor , in afara scarii divizate in milimetri sau milibari. Constructia si functionarea oricarui altimetru se bazeaza pe relatia invers proportionalaa care exista intre presiunea atmosferica si inaltime. Pentru determinarea altitudinilor absolute ale unor puncte oarecare, este absolut necesar sa se cunoasta cu exactitate inaltimea deasupra nivelului marii a punctului de la care se porneste. Altimetrul este un instrument relativ, indicatiile lui fiind, in general, aproximative. El trebuie verificat periodic in comparatie cu un barometru cu mercur.

Hipsometrele Sunt instrumente cu ajutorul carora presiunea atmosferica se determina indirect pe calea stabilirii cu exactitate a temperaturii la care fierbe apa. Fiind destinat determinarii punctului de fierbere a apei , hipsometrul este confectionat dintr-o sticla speciala care rezista la temperaturi mai mari de 100 o C. In vederea masurarii presiunii atmosferice se utilizeaza de fapt o trusa hipsometrica, formata din cel putin doua termometre hipsometrice ale caror scari au limitele stabilite in functie de presiunile ce urmeaza a fi determinate. Pentru efectuarea determinarilor, trusa hipsometrica se instaleaza in pozitie vertical. Apoi, tubul prelungitor se monteaza la vasul de fierbere, care este umplut cu apa distilata in proportie de doua treimi.

Barometre inregistratoare ( barografe ) Inregistrarea continua a variatiilor presiunii aerului se realizeaza la statiile meteorologice prin mijlocirea barometrelor inregistratoare de diferite tipuri, cunoscute sub numele de barografe. Indiferent de tipul sau modelul de constructie, orice barograf este alcatuit din trei parti mari si anume: partea receptoare, partea transmitatoare si partea inregistratoare. Partea receptoare sau piesa sensibila la variatiile presiunii atmosferice este o coloana formata din 4-12 capsule Vidi. Partea transmitatoare este reprezentata printr-un sistem de parghii metalice, care pe langa transmiterea deformarilor suferite de coloana coaxiala de capsule Vidi, realizeaza si amplificarea de 80-100 ori a acestor deformari. Partea inregistratoare este construita din parghia penitei si cilindrul cu mecanism de ceasornic. Se aseamana pana la identificare cu sistemul de inregistrare al termografului si higrografului.

1.Barograful tip R.Fuess – model vechi Este un aparat sufficient de sensibil pentru a fi pastrat in dotarea statiilor meteorologice. Protejat de o cutie de lemn al carei capac cu geamuri laterale lasa sa se vada diagramaa de pe cilindrul cu mechanism de ceasornic, are drept piesa receptoare o coloana coaxiala formata din 8 capsule Vidi. Pentru aducerea penitei inregistratoare la valoarea presiunii din momentul instalarii barogramei, se foloseste dispozitivul de punere la valoare prin a carui rotire coloana de capsule Vidi poate fi ridicata sau coborata.

2.Barograful tip R.Fuess – model nou Are cutia protectoare confectionata din metal si prevazuta cu geamuri pe partile laterale. Piesa receptoare este o coloana de zece capsule Vidi. La partea superioara, piesa receptoare se continua cu un ax vertical , care prin intermediul unei parghii cotite se leaga de primul ax orizontal de suspensie. La barograful tip R.Fuess se folosesc barograme divizate in milimetrii.

3.Barograful tip URSS – model vechi Este protejat intr-o cutie de lemn cu geamuri laterale, vechiul model de barograf sovietic, are ca piesa receptoare o coloana coaxiala formata din 4-5 capsule Vidi insurubate intre ele cu ajutorul unor suporti. Cand temperatura aerului scade , iar penita inregistratoare are tendinta sa marcheze pe barograma valori de presiune mai mici decat cele reale, compensatorul bimetallic actioneaza invers. Barograful tip URSS – model vechi , foloseste diagrame divizate din doi in doi milibari.

4.Barograful tip URSS – model nou Utilizeaza ca piesa sensibila la variatiile presiunii atmosferice, o coloana coaxiala formata din 5 capsule Vidi. Aceasta se leaga de o parghie metalica al carei capat din stanga este fixat de primul ax de suspensie al barografului, cu ajutorul unui surub minuscul. Barograful tip URSS – model nou , foloseste diagrame divizate din milibar in milibar.

Instalarea si intretinerea barografului Barograful se instaleaza in biroul statiei meteorologice , pe o consola fixata in perete la inaltimea maxima de 1.60 m deasupra pardoselii. Asezat in pozitie perfect orizontala alaturi de barometru cu mercur, trebuie sa fie ferit de trepidatii , de radiatii solare directe. Fiind un aparat relativ , barograful trebuie comparat in permanenta cu barometrul de statie cu mercur. Fiecare barograf poate fi utilizat numai pana la o anumita altitudine care este inscrisa in buletinul sau de verificare. Orice barograf transportat dintr-un loc in altul trebuie sa aibe parghia penitei adusa la limita superioara a diagramei. Altfel, [unerea lui in functiune la o statie meteorologica de munte, unde presiunea este redusa , penita parghiei ar putea sa coboare sub limita inferioara a cilindrului cu mecanism de ceasornic si sa se deterioreze.