Barometrinen tasoitus

Barometrinen vaaitus eli korkeusmittaus on  yksi vaaitusmenetelmistä , joka perustuu Blaise Pascalin vuonna 1647 määrittelemään ilmanpaineen yhteyteen merenpinnan yläpuolella olevan pisteen korkeuteen ( barometrinen kaava ).

Tasoitus tarjoaa mahdollisuuden piirtää suunnitelmiin sarjan korkeuksia ja syvennyksiä tai maastoprofiileja tiettyihin suuntiin. Jos tasoittamiseen käytetään geodeettisia instrumentteja , sitä kutsutaan geodeettiseksi, jos barometreiksi, niin barometriseksi. Korkeiden vuorten mittaamiseen käytetään erityisiä tekniikoita ja instrumentteja; laskentatapa on trigonometrinen, ja itse mittausta kutsutaan tällä sanalla. On olemassa myös barometrinen menetelmä korkeiden korkeuksien määrittämiseen. Barometrin siirtyminen paikasta toiseen, 10 m ensimmäisen yläpuolelle, liittyy elohopeapatsaan noin 1 mm:n laskuun, mutta 10 metrin lisänousu saa aikaan jonkin verran pienemmän elohopean laskun. seuraava nousu on vielä pienempi. Paineen mittausilmakehän korkeus vaikeuttaa sen lämpötilaa, koska kylmä ilma on raskaampaa kuin lämmin ilma. Lisäksi aina ilmassa oleva vesihöyry vaihtelee kvantitatiivisesti monista syistä vaikuttaen joskus yhdessä, joskus erikseen, mikä taas vaikuttaa ilmanpaineeseen. Siksi barometrin elohopeapylvään laskun suuruuden riippuvuus sen paikan korkeudesta, johon se siirretään, on erittäin monimutkainen, ja on erittäin vaikeaa laskea yhden paikan korkeutta toisen yläpuolelle. barometri, koska nämä kaksi paikkaa ovat merkittävästi erillään toisistaan. Tämä vaikeus kasvaa entisestään, jos yhdellä paikkakunnalla tapahtuu ilmakehän muutoksia, jotka eivät saavuta toista paikkakuntaa. Tällaisissa tapauksissa on otettava huomioon elohopeapatsaan keskikorkeus kullakin vertailualueella, joka on johdettu pitkän aikavälin havainnoista. Useita kaavoja on ehdotettu paikan korkeuden tarkkailemiseksi barometrisista havainnoista; tässä yksi Laplacen johtama:

Z = 18336 (1+0,002845cos(2φ))[1+(t+t1)/500]lg(H/h).

Tässä kaavassa kirjain Z tarkoittaa yhden paikkakunnan haluttua korkeutta, jossa barometrin korkeus on H mm toisen yläpuolella, jossa samalla elohopean korkeus on h mm, lämpötila ensimmäisessä paikassa on t °, toisessa t ° 1 - asteen lämpömittari; kirjain φ tarkoittaa paikan leveysastetta .

 ; Toinen kaava korkeuden määrittämiseksi. Missä R on vakio kaasuvakio (puhtaan ilman R = 287,05 J/Kg°K), T on kahden pisteen keskilämpötila, g on Maan vakio vetovoimakerroin.

Lisäämällä tähän kaavaan havainnoilla saadut arvot ja tekemällä kaikki laskelmat, saadaan paikkakunnan korkeus (Z) toisen yläpuolella metreinä. On olemassa toinen kaava, jonka Bessel on johtanut ja jota Plantamour täydentää; Babina tarjosi toista. Yleisesti ottaen monet tutkijat ovat yrittäneet parantaa tapaa laskea paikan korkeus barometrisen vaaitushavaintojen perusteella. Kaikkia tällaisia ​​menetelmiä ja kaavoja kutsutaan hypsometrisiksi. Niiden avulla määritettiin hyvin monien vuorten korkeudet, mutta vertailut havaitsivat niin. arr. luvut, joissa on tietyt tarkat trigonometriset polut, ovat osoittaneet, että hypsometriset kaavat johtavat pieniin virheisiin vain, jos verrattavat pisteet ovat lähellä; on mahdotonta määrittää näillä kaavoilla jollain tarkkuudella jonkin mantereen osan korkeutta merenpinnan yläpuolella, joka on hyvin kaukana rannikosta, vaikka, kuten edellä todettiin, pitkän aikavälin keskimääräiset barometrikorkeudet havaintoja käytetään. Tällaisia ​​vertailuja teki muun muassa venäläinen akateemikko E. Kh. Lenz Kaspianmeren ja Azovinmeren osalta. Tällaisten suurten välimatkojen tapauksessa käy ilmi, että eri korkeuksia saadaan eri vuodenaikoina; Siksi nyt on monia vastustajia barometriselle tasoitukselle melko kaukana olevien pisteiden välillä. Toisaalta vaaitus matalilla korkeuksilla ja lyhyillä etäisyyksillä on saavuttamassa huomattavaa suosiota aneroidien suunnittelussa viimeaikaisten parannusten ansiosta . Aneroideissa, jotka ovat muodoltaan metallikotelo, jossa on aaltoileva tai uritettu yläpohja, josta ilma vedetään ulos, tätä pohjaa enemmän tai vähemmän puristaa tai nostaa ilmanpaineen muutokset; pohjan liike välittyy vivuista ja pyöristä koostuvan mekanismin avulla nuoleen, joka näyttää kellotaulussa barometrin elohopeapylvään korkeutta vastaavat numerot. Monissa aneroideissa nuolen liike on kaksi kertaa tai kolme kertaa merkittävämpi kuin barometrin elohopeapatsaan liike, joten noustessa niin alhaisiin korkeuksiin, joissa elohopean laskua tuskin havaita, nuolet aneroidit voivat liikkua erittäin merkittävästi; tämä voidaan varmistaa siirtymällä talon kerroksesta toiseen elohopeabarometrin ja herkän aneroidin avulla. Sinun tarvitsee vain tietää, että hyvin eriarvoisia aneroideja tulee myyntiin. Naudet-aneroideja, joissa on kellotaulu ja käsi, pidetään parhaimpana; Yksinkertaisemmassa laitteessa hyvät aneroidit, kuten Reitzin, on varustettu mikroskoopilla, joka mittaa hyvin pieniä osoittimen liikkeitä. Joka tapauksessa aneroidien on ajoittain oltava vertailukelpoisia normaaleihin barometreihin, ja lisäksi eri lämpötiloissa, koska pelkkä aneroidin lämmitys ja jäähdytys voi saada neulaan merkittävän liikkeen, ellei siinä ole erityisiä laitteita, jotka poistavat neulan vaikutuksen. lämpötilat. Pahinta aneroidien käyttämisessä vakaviin tarkoituksiin on sen vahingossa tapahtuvan muutoksen tai vaurioitumisen mahdollisuus, mikä ei estä nuolta liikettä, mutta voi jäädä huomaamatta pitkään ja aiheuttaa monia virheitä havainnoissa.

Aneroidien soveltuvuus tasoitukseen on kokemuksella todistettu, mutta samaan tarkoitukseen voi toimia toinenkin vielä herkempi laite. Ilman ilmassa tapahtuvat pienet vaihtelut, joita tavallinen barometri ei osoita , ovat hyvin havaittavissa yksinkertaisessa laitteessa, joka voidaan tehdä jopa kotona. Jos kaadat nestettä lasiin ja suljet sen sitten korkilla, johon laitetaan lasiputki, joka menee lasin pohjalle, niin putken nestettä täyttävä osa alkaa liikkua ilmanpaineen muutoksilla, koska siihen liittyy tilavuuden kasvu tai lasku. Mutta tämä tilavuus muuttuu myös hyvin pienistä lämpötilan muutoksista, ja siksi lasin on oltava huonojen lämmönjohtimien ympäröimä (untuva, vesi).

Tältä pohjalta Dmitri Ivanovitš Mendelejev järjesti todellisen mittauslaitteen , jota hän kutsui differentiaalibarometriksi ja korkeusmittariksi . Tämä instrumentti on testattu ja oikein käytettynä siitä voi olla hyötyä monissa tapauksissa. Korkeusmittarin testit Helsingforsin ympäristössä osoittivat, että vuoren todellinen korkeus on 20,44 sylaa, korkeusmittarilla mitattuna keskimääräinen luku on 0,12 sylaa enemmän; korkeusmittarin mittausten kahden pisteen välinen etäisyys oli 4 verstiä. Toisessa tapauksessa korkeusmittari näytti 10,28 sylaa, kun todellinen korkeus oli 10,16 sylaa. Katso korkeuksien barometriset mittaukset: Lehrbuch der Meteorologie von Dr. Schmid" (1860), "Barometrisesta tasoituksesta ja D. Mendelejevin korkeusmittarin käytöstä siihen" (Pietari, 1876). Aneroideja tutkitaan teoksessa Zeitschrift für Instrumenten Kunde (1887, 1888, 1889).

Kirjallisuus

• Barometrinen tasoitus // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron  : 86 nidettä (82 osaa ja 4 lisäosaa). - Pietari. , 1890-1907.

Sanakirjat ja tietosanakirjat	Iso venäläinen Suuri Neuvostoliitto (1 painos) Brockhaus ja Efron Pieni Brockhaus ja Efron