Barometrisk utjämning

Barometrisk utjämning eller höjdmätning  är en av utjämningsmetoderna , baserad på kopplingen av lufttrycket med höjden av en punkt över havet fastställd av Blaise Pascal 1647 ( barometrisk formel ).

Utjämning ger möjlighet att rita på planerna en serie höjder och fördjupningar eller terrängprofiler i vissa riktningar. Om geodetiska instrument används för utjämning , kallas det geodetiska, om barometrar, då barometriska. För att mäta höga berg används speciella tekniker och instrument; beräkningsmetoden är trigonometrisk, och själva mätningen kallas av detta ord. Det finns också en barometrisk metod för att bestämma höga höjder. Överföringen av barometern från en plats till en annan, förhöjd med 10 m över den första, åtföljs av en minskning av kvicksilverkolonnen med ca 1 mm, men en ytterligare höjning med ytterligare 10 meter ger en något mindre minskning av kvicksilver, och nästa ökning är ännu mindre. Att mäta atmosfärstryck med höjd är komplicerat av dess temperatur, eftersom kall luft är tyngre än varm luft. Dessutom varierar vattenånga, som alltid finns i luften, kvantitativt av många orsaker och verkar ibland tillsammans, ibland separat, vilket återigen påverkar atmosfärstrycket. Därför är beroendet av storleken på minskningen av kvicksilverkolonnen i barometern med höjden på den plats till vilken den överförs mycket komplex, och det är extremt svårt att beräkna höjden av en plats över en annan från avläsningarna av barometern, eftersom dessa två platser är avsevärt avlägsnade från varandra. Denna svårighet ökar ytterligare om förändringar i atmosfären sker på en ort som inte når en annan ort. I sådana fall måste man ta hänsyn till medelhöjden på kvicksilverkolonnen i vart och ett av de jämförda områdena, härledd från långtidsobservationer. Flera formler har föreslagits för att observera platshöjden från barometriska observationer; här är en från Laplace:

Z = 18336 (1+0,002845cos(2φ))[1+(t+tl)/500]lg(H/h).

I denna formel betecknar bokstaven Z den önskade höjden av en ort, där barometerns höjd är H mm över en annan, där samtidigt kvicksilverhöjden är h mm, temperaturen i den första orten är t °, i den andra t ° 1 - Celsius termometer; bokstaven φ betecknar platsens latitud .

 ; En annan formel för att bestämma höjden. Där R är en konstant gaskonstant (för ren luft R = 287,05 J/Kg°K), är T medeltemperaturen vid två punkter, g är jordens konstanta attraktionskoefficient.

Genom att infoga i denna formel de värden som erhållits genom observationer och genom att göra alla beräkningar, kommer höjden (Z) av en ort över en annan i meter att erhållas. Det finns en annan formel, härledd av Bessel och kompletterad med Plantamour; Babina erbjöd en till. I allmänhet har många forskare försökt förbättra sättet att beräkna höjden på en plats baserat på observationer av barometrisk utjämning. Alla sådana metoder och formler kallas hypsometriska. De tjänade till att bestämma höjderna på väldigt många berg, men jämförelser fann så. arr. siffror med vissa exakta trigonometriska banor har visat att hypsometriska formler leder till fel som är små endast om punkterna som jämförs är nära; det är omöjligt att med en viss noggrannhet bestämma höjden över havsytan på någon del av fastlandet, som ligger mycket avlägset från kusten, med hjälp av dessa formler, även om, som nämnts ovan, de genomsnittliga barometerhöjderna bestämt på lång sikt observationer används. Sådana jämförelser gjordes bland annat av den ryske akademikern E. Kh Lenz för Kaspiska och Azovska havet. Vid så stora mellanavstånd visar det sig att olika höjder erhålls vid olika tider på året; därför finns det nu många motståndare till barometrisk utjämning mellan punkter som är ganska avlägsna. Å andra sidan vinner utjämning på låga höjder och över korta avstånd avsevärd popularitet på grund av de senaste förbättringarna i designen av aneroider . Hos aneroider, som har formen av en metalllåda med vågig eller räfflad övre botten, från vilken luft dras ut, är denna botten mer eller mindre pressad eller upphöjd genom förändringar i atmosfärstrycket; bottnens rörelse överförs med hjälp av en mekanism bestående av spakar och hjul till en pil som på urtavlan visar de siffror som motsvarar kvicksilverkolonnens höjd i barometern. Hos många aneroider är pilens rörelse dubbelt eller tre gånger större än kvicksilverpelarens rörelse i barometern, så att vid uppstigning till så låga höjder, för vilka en minskning av kvicksilver knappast kan noteras, pilarna av aneroider kan röra sig mycket signifikant; detta kan verifieras genom att flytta från en våning i huset till en annan med en kvicksilverbarometer och en känslig aneroid. Du behöver bara veta att aneroider av väldigt olika valörer säljs. Naudet aneroiderna med urtavla och visare anses vara de bästa; I en enklare anordning är bra aneroider, som Reitzs, utrustade med ett mikroskop för att mäta mycket små rörelser av pekaren. Under alla omständigheter måste aneroider vara jämförbara från tid till annan med normala barometrar, dessutom vid olika temperaturer, eftersom enbart uppvärmning och nedkylning av en aneroid kan ge nålen en betydande rörelse, såvida den inte har speciella anordningar för att eliminera påverkan av temperaturer. Det värsta med att använda aneroider för allvarliga ändamål är möjligheten till en oavsiktlig förändring eller skada på den, vilket inte kommer att beröva pilen rörelse, men kan förbli obemärkt under lång tid och kommer att orsaka många fel i observationer.

Lämpligheten av aneroider för utjämning har bevisats av erfarenhet, men en annan anordning med ännu större känslighet kan tjäna samma syfte. Små fluktuationer som förekommer i atmosfärisk luft, inte indikerade av en vanlig barometer , är mycket märkbara på en enkel enhet som till och med kan göras hemma. Om du häller lite vätska i ett glas och sedan stoppar det med en kork som ett glasrör sätts in i, går till botten av glaset, kommer den vätskefyllda delen av röret att börja röra sig med varje förändring i atmosfärstrycket, eftersom det åtföljs av en ökning eller minskning av volymen glas luft. Men denna volym kommer också att förändras från mycket små temperaturförändringar, och därför måste glaset omges av dåliga värmeledare (dundun, vatten).

På grundval av detta arrangerade Dmitry Ivanovich Mendeleev en riktig mätanordning , som han kallade en differentialbarometer , och i tillämpningen för utjämning en höjdmätare . Detta instrument har testats och kan, om det används på rätt sätt, vara användbart i många fall. Tester av höjdmätaren i Helsingfors närhet visade att bergets faktiska höjd är 20,44 famnar, enligt mätningar med höjdmätare är medeltalet 0,12 famnar mer; avståndet mellan de två punkter vid vilka höjdmätare gjordes var 4 verst. I ett annat fall visade höjdmätaren 10,28 famnar när den faktiska höjden var 10,16 famnar. För barometrisk mätning av höjder, se: Lehrbuch der Meteorologie von Dr. Schmid" (1860), "Om barometrisk utjämning och om användningen av D. Mendeleevs höjdmätare för det" (S:t Petersburg, 1876). Studiet av aneroider finns i Zeitschrift für Instrumenten Kunde (1887, 1888, 1889).

Litteratur

• Barometrisk utjämning // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor ryss Great Soviet (1 upplaga) Brockhaus och Efron Litet Brockhaus och Efron