ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK"

Judit Vass
5 évvel ezelőtt
Látták:

1 ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2. METEOROLÓGIAI MÉRSÉSEK MÉRÉSEK ÉS ÉS MEGFIGYELÉSEK Termodinamika Az adatgyűjtés, állapothatározók adattovábbítás mérése nemzetközi Légnyomás hálózatai

2 Alapfogalmak Légnyomás: A levegő nyomása az az erő, amelyet az adott sűrűségű és hőmérsékletű levegő gyakorol a vele érintkező felületre. Statikus esetben a légnyomás a légkör tetszőleges pontjában a pont fölött elhelyezkedő légoszlop súlya. (Minél magasabbra haladunk a légkörben egy adott pont felett, annál kisebb lesz a légnyomás, hiszen egyre kevesebb levegőrészecske súlya nehezedik egységnyi felületre.)

3 Alapfogalmak Légnyomás tendencia: A légnyomás megváltozásának jellege és mértéke adott időintervallumon (pl. 3 óra) keresztül Nyomásváltozás mértéke: a nyomás különbsége a vizsgált időszak eleje és vége között Nyomásváltozás jellege: a nyomásváltozás iránya a vizsgált időszak alatt (pl. csökkent, majd növekedett)

4 Légnyomás mértékegységek: (Pascal) Pa = N m 2 Egyéb mértékegységek: bar 1 bar = 10 5 Pa 1 mbar = 100 Pa = 1 hpa Mértékegységek 1980 óta nem használatos mértékegységek: mmhg, atm, torr 1 mmhg = 1 torr = 1,333 mbar = 1,333 hpa = 133 Pa 760 mmhg = 1013,25 hpa

5 Mértékegységek Légnyomás mértékegységek: Toricelli kísérlete alapján: p g h 1, kg m 3 9,806 m s 2 0,76 m N m 2 (1 cm 2 felületű légoszlop súlyával 76 cm magas, 1 cm 2 felületű Hg oszlop tart egyensúlyt) A normál légköri nyomás: Pa = 1013,25 hpa (10 5 Pa ) (tengerszinten, 0 C-on, 45 szélességen)

6 Légnyomás mérése Különböző barométerekkel: folyadékbarométerek aneroid (folyadék nélküli) barométerek elektromos barométerek forráspontmérők (hipszométerek) aneroid elektromos folyadékos

7 Folyadékbarométerek Felépítés: Felül zárt, alul nyitott cső, mely egy folyadékkal töltött csészébe merül A csőben levő folyadék abban a magasságban állapodik meg, amennyivel a légnyomás egyensúlyt tud tartani. Folyadék: Higany (2007 óta EU-ban nem gyártanak Hg barométert) Higany előnyei: nagy fajsúly (kis mennyiség is elég a légnyomás ellensúlyozására, víz esetén több, mint 10 méteres csőre lenne szükség) csekély párolgás (normál hőmérsékleti értékek mellett más folyadékokhoz képest ezért gőzei alig befolyásolják a mérőcső légüres terét) nem tapad az üvegfalhoz (A Hg felszínének domború meniszkusza van).

8 Folyadékbarométerek Gay-Lussac barométer Törzsbarométer Pontos mérés végezhető vele, de körülményes. Más barométerek hitelesítésére használják. Alul U alakban meghajlított cső, amely az alsó és felső részen kiszélesedik. Itt változhat a Hg magassága és ezt olvassuk le a felső, ill. alsó tartály mellett elhelyezett skálán.

9 Folyadékbarométerek Fortin barométer Alul bőrzsák, ami egy csavarral állítható tányér segítségével mozgatható. Az edény felső részéből egy elefántcsont tüske lóg a Hg felszíne felé. A mérés kezdetekor a bőrzsák helyzetét addig kell változtatni, hogy a tüske épp érintse a Hg felszínét. Ezzel megtörténik a Hg szint nullára állítása. Ezután a felső Hg szintet kell leolvasni.

10 Folyadékbarométerek Állomási (kompenzált) barométer A műszer készítésekor pontosan lemérik a barométer üvegcsövében és a Hg tartályban a Hg keresztmetszetét. Olyan kompenzált skálát szerkesztenek, amely már eleve figyelembe veszi az alsó Hg szint változásait. Ezáltal könnyen kezelhetővé válik a műszer: csak egy értéket kell leolvasni.

11 Folyadékbarométerek Állomási (kompenzált) barométer Az állomási barométerekkel szemben támasztott követelmények: pontossága időben ne változzon, könnyen, gyorsan leolvasható legyen, ne legyen érzékeny a szállításra, a Hg cső átmérője 8 9 mm legyen, a Hg hőmérsékletét mérő hőmérő a higannyal töltött belső csővel érintkezzék, a meniszkusz ne legyen lapos, összehasonlításkor a max. megengedett hiba 1000 hpa-nál: + 0,3 hpa

12 Folyadékbarométerek Állomási (kompenzált) barométer A Hg-os barométerek elhelyezése: olyan helyiségben, ahol a hőmérséklet közel állandó, a barométert közvetlen sugárzás nem érheti (fűtőtesttől, hőforrástól távol), rázkódástól mentes szilárd falon. külön utasítások a szállításra, áthelyezésre

13 Folyadékbarométerek Állomási (kompenzált) barométer A Hg-os barométer leolvasásának módszere: A barométer hőmérőjének tized fokos leolvasása, a fémburok gyenge megkopogtatása, a tapadási hiba megszüntetése céljából, a nóniusz beállítás (egész értékek, tizedek), a Hg szint leolvasása. (A nóniusz a Hg meniszkuszának tetejével legyen egy szintben. Ez adja a főosztályzatot. A tizedmillimétert a nóniusznak az a rovátkája adja, amely éppen egybevág a főskála valamelyik értékével.)

14 Folyadékbarométerek A nyers barométerállás korrekciói: 1. Műszer korrekció: A barométert törzsbarométerrel összehasonlítva meghatározható a műszerkorrekció. Ezt a barométerszekrényben ki kell függeszteni. 2. Hőmérsékleti korrekció: A Hg magassága a hőmérséklet függvényében is változik, ezért hőmérsékleti korrekcióra van szükség. (0 C-ra redukálunk), mert a használatos barométereknél 614 mmhg légnyomás mellett a redukciós mennyiség épp a barométer hőmérsékletének tizede. (Állomásokon a redukció táblázat segítségével történik) p t p

15 Folyadékbarométerek A nyers barométerállás korrekciói: 3. Nehézségi korrekció: A nehézségi erő a földrajzi szélesség függvényében, ill. a magassággal változik, ezért a barométerállást (45 -ra, tengerszintre, 9,80665 m s -2 - ra redukálunk) Kettős korrekció (szélesség, magasság), de általában állomásonként egyesített korrekciókat alkalmaznak. (Magyarországon a nehézségi korrekciót nem alkalmazzák külön, az a tengerszinti redukcióba van beépítve.)

16 Folyadékbarométerek A nyers barométerállás korrekciói: 4. A tengerszinti légnyomás kiszámítása: Az előzőekben kapott érték a műszerszinti légnyomás. A tengerszintre redukált értéket úgy kapjuk, hogy a műszerszinti értékhez hozzáadjuk azt a mennyiséget, amit a barométer alatt a tenger szintjén mérnénk, ha a teret levegő töltené ki.

17 Folyadékbarométerek Egyes országokban eltérő módszerek Magyarországon: p s p 0 1 h T 0 g R p s légnyomás a tengerszinten p 0 korrigált nyomásérték az állomáson vertikális hőmérsékleti gradiens h az állomás tszf. magassága T 0 tengerszintre számított hőmérséklet g nehézségi gyorsulás (m s 2 ) R = 285,05 J kg 1 K 1

18 Elektromos barométerek A mért mennyiséget valamilyen nyomás-függő elektromos paraméterré (lehet analóg, vagy digitális is) alakítja a szenzor. mérési határ általában: hpa felbontás: 0,01 hpa Mérést módosító hatások: -hőmérséklet, -elhelyezés, -elmozdulás (különösen tengeri állomásokon) A pontosság növelése érdekében egyes állomásokon több szenzort is használnak.

19 Aneroid barométerek A kül. nyomású terek elválasztó falaira a nyomáskül. következtében erők hatnak. Ha az elválasztó fal rugalmas, akkor a magasabb nyomás felől benyomódik. A benyomódás mértéke arányos a levegő nyomásával. Vidi dobozos aneroidok: A doboz belsejéből kiszivattyúzzuk a levegőt, a külső légnyomást pedig egy rugóval kompenzáljuk. A benyomódás mértéke megfelelő áttételekkel alkalmas regisztrátum készítésére. Az elmozdulás nagyságának növelése érdekében több vidi-dobozt kötnek sorba a légnyomásírókon. Bourdon-csöves aneroidok: Elliptikus keresztmetszetű, ívelt cső, légmentesen leforrasztva. A külső és belső légnyomás viszonyának változásakor a cső görbülete megváltozik. Ez is köthet írószerkezethez.

20 Aneroid barométerek A kül. nyomású terek elválasztó falaira a nyomáskül. következtében erők hatnak. Ha az elválasztó fal rugalmas, akkor a magasabb nyomás felől benyomódik. A benyomódás mértéke arányos a levegő nyomásával. Vidi dobozos aneroidok: A doboz belsejéből kiszivattyúzzuk a levegőt, a külső légnyomást pedig egy rugóval kompenzáljuk. A benyomódás mértéke megfelelő áttételekkel alkalmas regisztrátum készítésére. Az elmozdulás nagyságának növelése érdekében több vidi-dobozt kötnek sorba a légnyomásírókon. Bourdon-csöves aneroidok: Elliptikus keresztmetszetű, ívelt cső, légmentesen leforrasztva. A külső és belső légnyomás viszonyának változásakor a cső görbülete megváltozik. Ez is köthető írószerkezethez.

21 Aneroid barométerek

22 Forráspontmérők (hipszométerek) A mérés alapja: folyadékok forrása a légnyomástól függően különböző hőmérsékleten következik be, ahol az adott folyadék gőzének nyomása egyenlő lesz a légnyomással (e = p). Tengerszinten 1 hpa nyomásváltozáshoz 0,027 C hőmérsékletváltozás tartozik Logaritmikus összefüggés p és T változása között Nyomás csökken - forráspont alacsonyabb Alacsony légnyomások tartományában használható nagyobb pontossággal

Hasonló dokumentumok

Fogalma. bar - ban is kifejezhetjük (1 bar = 10 5 Pa 1 atm.). A barométereket millibar (mb) beosztású skálával kell ellátni.

Fogalma. bar - ban is kifejezhetjük (1 bar = 10 5 Pa 1 atm.). A barométereket millibar (mb) beosztású skálával kell ellátni. A légnyomás mérése Fogalma A légnyomáson a talajfelszín vagy a légkör adott magasságában, a vonatkoztatás helyétől a légkör felső határáig terjedő függőleges légoszlop felületegységre ható súlyát értjük.