Hoe een barometer werkt en weer helpt voorspellen

Een barometer is een veelgebruikt weerinstrument dat de luchtdruk meet (ook bekend als luchtdruk of barometrische druk) - het gewicht van de lucht in de atmosfeer. Het is een van de basissensoren in weerstations.

Hoewel er een reeks barometertypen bestaat, worden er in de meteorologie twee hoofdtypen gebruikt: de kwikbarometer en de aneroïde barometer.

Hoe de Classic Mercury Barometer werkt

De klassieke kwikbarometer is ontworpen als een glazen buis van ongeveer 3 voet hoog met een uiteinde open en het andere uiteinde afgedicht. De buis is gevuld met kwik. Deze glazen buis zit ondersteboven in een container, het reservoir genoemd, dat ook kwik bevat. Het kwikniveau in de glazen buis daalt, waardoor bovenaan een vacuüm ontstaat. (De eerste barometer van dit type werd bedacht door de Italiaanse natuurkundige en wiskundige Evangelista Torricelli in 1643.)

De barometer werkt door het gewicht van kwik in de glazen buis te balanceren tegen de atmosferische druk, net als een weegschaal. Atmosferische druk is in feite het gewicht van lucht in de atmosfeer boven het reservoir, dus het niveau van kwik blijft veranderen totdat het gewicht van kwik in de glazen buis exact gelijk is aan het gewicht van lucht boven het reservoir. Zodra de twee zijn gestopt met bewegen en in balans zijn, wordt de druk geregistreerd door de waarde op de hoogte van het kwik in de verticale kolom te "lezen".

Als het gewicht van kwik lager is dan de atmosferische druk, stijgt het kwikniveau in de glazen buis (hoge druk). In gebieden met hoge druk zinkt lucht sneller naar het aardoppervlak dan naar buiten kan stromen. Omdat het aantal luchtmoleculen boven het oppervlak toeneemt, zijn er meer moleculen die een kracht op dat oppervlak uitoefenen. Met een verhoogd luchtgewicht boven het reservoir stijgt het kwikniveau naar een hoger niveau.

Als het gewicht van kwik hoger is dan de atmosferische druk, daalt het kwikniveau (lage druk).In gebieden met lage druk stijgt lucht sneller weg van het aardoppervlak dan kan het worden vervangen door lucht die vanuit omliggende gebieden naar binnen stroomt. Omdat het aantal luchtmoleculen boven het gebied afneemt, zijn er minder moleculen om een ​​kracht op dat oppervlak uit te oefenen. Met een verminderd luchtgewicht boven het reservoir daalt het kwikniveau naar een lager niveau.

Kwik versus aneroid

We hebben al onderzocht hoe kwikbarometers werken. Een "nadeel" van het gebruik ervan is echter dat ze niet de veiligste dingen zijn (kwik is tenslotte een zeer giftig vloeibaar metaal).

Aneroïde barometers worden op grotere schaal gebruikt als alternatief voor "vloeibare" barometers. Uitgevonden in 1884 door de Franse wetenschapper Lucien Vidi, lijkt de aneroïde barometer op een kompas of klok. Dit is hoe het werkt: In een aneroïde barometer zit een kleine flexibele metalen doos. Omdat in deze doos de lucht eruit is gepompt, zorgen kleine veranderingen in externe luchtdruk ervoor dat het metaal uitzet en krimpt. De expansie- en krimpbewegingen drijven mechanische hendels naar binnen die een naald verplaatsen. Omdat deze bewegingen de naald rond de wijzerplaat van de barometer omhoog of omlaag duwen, wordt de drukverandering gemakkelijk weergegeven.

Aneroïde barometers zijn de soorten die het meest worden gebruikt in huizen en kleine vliegtuigen.

Mobiele telefoon barometers

Of je nu een barometer in je huis, kantoor, boot of vliegtuig hebt, de kans is groot dat je iPhone, Android of een andere smartphone een ingebouwde digitale barometer heeft! Digitale barometers werken als een aneroïde, behalve dat de mechanische onderdelen worden vervangen door een eenvoudige druksensor. Waarom zit deze weersgerelateerde sensor in je telefoon? Veel fabrikanten nemen het op om de hoogtemetingen te verbeteren die worden geleverd door de GPS-diensten van uw telefoon (omdat de atmosferische druk direct gerelateerd is aan de hoogte).

Als je weer een nerd bent, krijg je het extra voordeel dat je luchtdrukgegevens kunt delen en crowdsourcing met een aantal andere smartphonegebruikers via de altijd actieve internetverbinding en weer-apps van je telefoon.

Millibars, Inches of Mercury en Pascals

Barometrische druk kan worden gerapporteerd in een van de onderstaande meeteenheden:

• Inches of Mercury (inHg) - voornamelijk gebruikt in de Verenigde Staten.
• Millibars (mb) - Gebruikt door meteorologen.
• Pascals (Pa) - De SI-eenheid van druk, wereldwijd gebruikt.
• Atmosferen (Atm) - Luchtdruk op zeeniveau bij een temperatuur van 15 ° C (59 ° F)

Gebruik deze formule bij het converteren tussen hen: 29.92 inHg = 1.0 Atm = 101325 Pa = 1013.25 mb

Uitgegeven door Tiffany Means