Barometre Nasıl Çalışır?

Barometre, atmosferdeki havanın ağırlığı olan atmosferik basıncı (hava basıncı veya barometrik basınç olarak da bilinir) ölçen yaygın olarak kullanılan bir hava durumu aletidir. Hava istasyonlarında bulunan temel sensörlerden biridir.

Bir dizi barometre tipi mevcut olsa da, meteorolojide iki ana tip kullanılır: cıvalı barometre ve aneroid barometre.

Klasik Cıvalı Barometre Nasıl Çalışır?

Klasik cıvalı barometre, bir ucu açık diğer ucu kapalı yaklaşık 1 metre yüksekliğinde bir cam tüp olarak tasarlanmıştır. Tüp cıva ile doldurulmuştur. Bu cam tüp, içinde cıva da bulunan ve rezervuar adı verilen bir kabın içinde baş aşağı durur. Cam tüpteki cıva seviyesi düşerek üst kısımda bir vakum oluşturur. (Bu tipteki ilk barometre 1643 yılında İtalyan fizikçi ve matematikçi Evangelista Torricelli tarafından tasarlanmıştır).

Barometre, tıpkı bir terazi gibi, cam tüp içindeki cıvanın ağırlığını atmosfer basıncına karşı dengeleyerek çalışır. Atmosferik basınç temel olarak haznenin üzerindeki atmosferdeki havanın ağırlığıdır, bu nedenle cıva seviyesi cam tüpteki cıvanın ağırlığı haznenin üzerindeki havanın ağırlığına tam olarak eşit olana kadar değişmeye devam eder. İkisinin hareketi durduğunda ve dengelendiğinde, basınç, cıvanın dikey sütundaki yüksekliğindeki değer "okunarak" kaydedilir.

Cıvanın ağırlığı atmosfer basıncından azsa, cam tüpteki cıva seviyesi yükselir (yüksek basınç). Yüksek basınçlı bölgelerde hava, çevre bölgelere akabileceğinden daha hızlı bir şekilde yeryüzüne doğru alçalır. Yüzeyin üzerindeki hava moleküllerinin sayısı arttığından, bu yüzeye kuvvet uygulayacak daha fazla molekül vardır. Rezervuarın üzerindeki hava ağırlığının artmasıyla cıva seviyesi daha yüksek bir seviyeye çıkar.

Cıvanın ağırlığı atmosfer basıncından fazlaysa, cıva seviyesi düşer (alçak basınç). Alçak basınç bölgelerinde hava, yeryüzünden çevre bölgelerden gelen hava ile yer değiştirebileceğinden daha hızlı bir şekilde yükselir. Bölgenin üzerindeki hava moleküllerinin sayısı azaldığından, o yüzeye kuvvet uygulayacak daha az molekül vardır. Rezervuarın üzerindeki hava ağırlığının azalmasıyla cıva seviyesi daha düşük bir seviyeye düşer.

Cıva vs Aneroid

Cıvalı barometrelerin nasıl çalıştığını daha önce incelemiştik. Bununla birlikte, bunları kullanmanın bir "dezavantajı", en güvenli şeyler olmamalarıdır (sonuçta cıva oldukça zehirli bir sıvı metaldir).

Aneroid barometreler "sıvı" barometrelere alternatif olarak daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. 1884 yılında Fransız bilim adamı Lucien Vidi tarafından icat edilen aneroid barometre bir pusula veya saate benzer. İşte nasıl çalıştığı: Bir aneroid barometrenin içinde küçük, esnek bir metal kutu bulunur. Bu kutunun içindeki hava dışarı pompalandığı için, dış hava basıncındaki küçük değişiklikler metal kutunun genişlemesine ve daralmasına neden olur. Genleşme ve büzülme hareketleri, içeride bir iğneyi hareket ettiren mekanik kolları çalıştırır. Bu hareketler iğneyi barometre kadranı etrafında yukarı veya aşağı hareket ettirdiğinden, basınç değişikliği kolayca görüntülenir.

Aneroid barometreler evlerde ve küçük uçaklarda en yaygın kullanılan türdür.

Cep Telefonu Barometreleri

Evinizde, ofisinizde, teknenizde veya uçağınızda bir barometre olsun ya da olmasın, iPhone, Android veya başka bir akıllı telefonunuzda yerleşik bir dijital barometre olması muhtemeldir! Dijital barometreler, mekanik parçaların yerini basit bir basınç algılama dönüştürücüsünün alması dışında aneroid gibi çalışır. Peki, hava durumuyla ilgili bu sensör neden telefonunuzda? Birçok üretici, telefonunuzun GPS hizmetleri tarafından sağlanan yükseklik ölçümlerini iyileştirmek için (atmosferik basınç doğrudan yükseklikle ilişkili olduğundan) bunu dahil eder.

Eğer bir hava durumu meraklısıysanız, telefonunuzun her zaman açık internet bağlantısı ve hava durumu uygulamaları aracılığıyla hava basıncı verilerini bir grup diğer akıllı telefon kullanıcısıyla paylaşabilme ve kitle kaynaklı hale getirebilme avantajına sahip olursunuz.

Milibarlar, Cıva İnçleri ve Paskallar

Barometrik basınç aşağıdaki ölçü birimlerinden herhangi biriyle rapor edilebilir:

İnç Cıva (inHg) - Çoğunlukla Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılır.
Milibar (mb) - Meteoroloji uzmanları tarafından kullanılır.
Paskal (Pa) - Dünya çapında kullanılan SI basınç birimi.
Atmosfer (Atm) - 15 °C sıcaklıkta deniz seviyesindeki hava basıncı

Aralarında dönüşüm yaparken bu formülü kullanın:

29,92 inHg = 1,0 Atm = 101325 Pa = 1013,25 mb