Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

81. Как действует жидкостный воздушный термометр? Стандартный воздушный термометр представляет собой градуированную стеклянную трубку, частично наполненную ртутью или спиртом; в остальной части трубки создан вакуум. Когда температура повышается, молекулы жидкости возбуждаются и начинают двигаться к верхнему, сильно суженному концу трубки. Верхушка столбика жидкости достигает определенного положения, или деления. Чем ниже температура воздуха, тем менее интенсивно движутся молекулы жидкости и тем ниже она опускается.

82. Почему в одних термометрах используется ртуть, а в других — спирт? Ртуть замерзает уже при температуре около —34,5 °C, и поэтому в тех местах, для которых характерны очень низкие температуры, ртутные термометры обычно не используются. Например, в холодный зимний период на метеорологических станциях Аляски и Канады применяют спиртовые термометры, потому что спирт замерзает только при температуре —130 °C. Однако ртуть обеспечивает наибольшую точность измерения. Обыкновенный домашний воздушный термометр обычно спиртовый, и спирт окрашен в красный цвет для облегчения наблюдения.

83. Как измеряются максимальные и минимальные температуры за данный отрезок времени? Для этой цели используется комбинация двух термометров особой конструкции — максимального и минимального. Устроены они просто, но остроумно. В максимальном термометре имеется сужение, сделанное с таким расчетом, чтобы позволить ртути подниматься, когда температура повышается, ноне допустить, чтобы она упала снова, когда температура понизится. Минимальный термометр снабжен маленьким стеклянным штифтиком, который опускается вместе со спиртом, когда температура падает, но не двигается с места, когда она повышается. В максимальном термометре верхушка ртутного столбика всегда показывает наивысшую достигнутую им точку. В минимальном же термометре положение штифтика соответствует самой низкой температуре.

84. Как ведется регистрация изменений температуры? Непрерывная запись изменений температуры ведется с помощью термографа. Один из таких термографов — жидкостный — состоит из слегка изогнутой металлической трубки, наполненной спиртом (трубка Бурдона). Изменение температуры влияет на спирт, который, в свою очередь, вызывает изменение кривизны трубки. Один конец трубки закреплен жестко, а другой — свободно, чтобы эти изменения через систему рычагов могли передаваться к перу, которое ведет запись на разграфленной бумажной ленте. Лента надета на барабан, приводимый в действие часовым механизмом. В термографе другого типа используется спиральная биметаллическая лента. Изменение температуры заставляет спираль сжиматься или раскручиваться. Это изменение тем же способом, что и в жидкостном термографе, перелается на ленту, которая намотана на барабан, снабженный часовым механизмом. Так достигается непрерывная регистрация изменений температуры.

85. Как производится дистанционное измерение температуры? Для получения данных о температуре на расстоянии используются электрические дистанционные термометры. Термометр, расположенный на большом расстоянии от обсерватории, соединяют с ней электрическими проводами. Для того чтобы, находясь в обсерватории, определить изменение температуры, достаточно взглянуть на градуированную шкалу. Эти изменения могут фиксироваться и в виде записи на ленте.

86. Что такое официальная температура? Очевидно, температурные данные за одно и то же время одного и того же дня сильно различаются в зависимости от того, где и как располагаются термометры. Термометр, находящийся в тени, но обдуваемый сильным морским бризом, будет показывать температуру, на несколько градусов меньшую, чем термометр, хотя и удаленный от первого всего на несколько метров, но закрытый от ветра и подставленный солнечным лучам. Поэтому для того, чтобы термометр давал действительно репрезентативные показания, он должен быть помещен в стандартные условия. Если в официальной сводке погоды говорится, что вчера в 1.00 температура воздуха равнялась 20 °C, это значит, что показания сняты с контрольного ртутного термометра, который помещен в метеорологической будке специальной конструкции. Будка — это деревянная коробка, выкрашенная в белый цвет и имеющая по бокам жалюзи. Она открыта солнцу и ветру, и тем не менее термометр недоступен для прямых солнечных лучей и не подвержен воздействию ветра. Будка поднята над землей на 2 метра, чтобы избежать влияния, которое может оказать на показания термометра нагретая земля или крыша.