Сравнение различных способов измерения атмосферного давления

Введение 3
1. Атмосферное давление 5
2. Методы измерения атмосферного давления 8
2.1. Метод, базирующийся на измерении веса 9
2.2. Метод, базирующийся на измерении деформации 10
2.3. Резонансный метод 10
2.4. Гипсометрический метод 11
3. Средства измерения 11
3.1. Барометры ртутные 12
3.2. Барометры деформационные 18
3.3. Гипсотермометр 22
3.4. Цифровые барометры 23
3.5. Датчики атмосферного давления 26
Заключение 31
Список литературы 32
Приложение 35
1. Таблица 1. Упругость паров ртути при различных температурах 35
2. Извлечения из свидетельства о поверке к барометру-анероиду 35
№ 21544 35
3. Давление и плотность насыщенного пара от температуры 36

Весь текст будет доступен после покупки

Атмосфера нашей планеты, процессы, протекающие в ней, оказывают влияние на самые разные области жизнедеятельности человека. Поэтому метеорология ставит перед собой задачу изучить не только состояние атмосферы, но и процессы, протекающие в атмосфере. Для реализации поставленной задачи необходимо измерение достаточно большого количества величин, характеризующих атмосферу и подстилающей поверхности, в лангетюде.
Информация о состоянии атмосферы требуется не только для прогнозирования погодных условий, но и для решения других задач. Например, экономических. Методов и средств получения метеорологической информации разработано много. Поэтому при выборе нужного метода, они требуют тщательного изучения.
Атмосферное давление считается одной из самых важных метеорологических величин. Изменение давления атмосферы в конкретной местности происходит под влиянием процессов в атмосфере (например, приближение циклона или антициклона, прохождение фронта). Причиной движения воздуха являются результатом различий давления по горизонтали. Информация о закономерностях изменения давления позволяет решить большое количество практических задач, например, определение превышения между уровнями. Современная наука и техника развиваются быстрыми темпами, поэтому изучение процессов, происходящих в атмосфере и, в частности, закономерностей изменения атмосферного давления становится особенно значимо.

Весь текст будет доступен после покупки

Поверхность нашей планеты окружает газовая оболочка. Воздух своим весом оказывает давление на Землю. Если движения воздуха не происходит, давление атмосферы на определенный воздушный слой обуславливается весом вышележащих слоев. Таким образом, за атмосферное давление на горизонтальную поверхность принимают силу, обусловленную весом атмосферы, действующую на единицу площади поверхности.
Упругость воздуха уравновешивает давление атмосферы. При отсутствии движения воздуха эти силы равны. Если наблюдаются восходящие потоки воздуха, то атмосферное давление уменьшается. При условии нисходящих потоков – атмосферное давление возрастает.
Если атмосферное давление измеряется в течение длительного промежутка времени, то его изменения за счет вертикальных потоков воздуха компенсируют друг друга, и давление будет определяться весом вышележащих слоев воздуха.
Для практической деятельности человека требуется высокая точность измерения давления атмосферы с погрешностью порядка 0,02-0,05%. Выбор метода и способа измерения атмосферного давления определяются в свою очередь требованиями к точности измерения.
На атмосферу Земли влияют множественные факторы. Одним из них является солнечное излучение. Атмосферное давление из-за постоянного движения воздуха изменяется во времени и пространстве. Давление атмосферы зависит от географических координат местности. Оно имеет свой суточный и годовой ход. На процесс изменения атмосферного давления также оказывает влияние движение циклонов и антициклонов. При измерении атмосферного давления требуется учитывать его микрофлуктуации случайного характера. Поэтому измерения требуется проводить не менее 30 минут.
Следовательно, характер изменения атмосферного давления квазистационарный.
Характер распределения атмосферного давления, плотности и температуры определяется уравнением статики атмосферы:
(1)
Ускорение силы тяжести определяется широтой местности и высотой над уровнем моря. Плотность воздуха может изменяться в зависимости от температуры и высоты над землей.
В случае однородности атмосферы (простейший случай, когда плотность воздуха считается постоянной величиной) уравнение (1) можно представить в следующем виде:
(2)
Выражение (2) носит название барометрической формулы однородной среды. Согласно этой модели однородной среды давление атмосферы изменяется по линейному закону.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Карпуша В.Е. Измерение атмосферного давления [Текст] / В. Е. Карпуша, Б. С. Чернов. - Ленинград : Гидрометеоиздат, 1973. - 277 с. : ил.
2. Матвеев Л.Т. Физика атмосферы / Л.Т. Матвеев. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 778 с.
3. Толмачева Н.И. Основы метеорологических наблюдений / Н.И. Толмачева, Л.Н. Ермакова; Перм. ун–т. Пермь, 2005. 259 с.
4. Хргиан А.Х. Физика атмосферы: учебное пособие для физ. Спец.вузов/А.Х.Хргиан-М.Изд-во МГК,1986 - 327,1 с. : ил
5. Атмосферное давление URL: https://studopedia.ru/12_68160_atmosfernoe-davlenie.html (20.03.2023)
6. Атмосферное давление. Условия проведения измерений URL: https://rosakkreditatsiya-forum.ru/viewtopic.php?t=445(20.03.2023)
7. Атмосферное давление и его измерение URL: https://reshator.com/sprav/fizika/7-klass/atmosfernoe-davlenie-i-ego-izmerenie/(21.03.2023)
8. Барограф с механическим часовым механизмом URL: https://fischer-barometer.de/ru/265m-barograf-s-mehanicheskim-chasovym-mehanizmom(24.03.2023)
9. Григоров Н.О., Саенко А.Г., Восканян К.Л.. Методы и средства гидрометеорологических измерений. Метеорологические приборы. Учебник. – СПб.: изд. РГГМУ, 2012 – 306 с URL: http://elib.rshu.ru/files_books/pdf/rid_f316451e6f934330ba4e95541bc9ce15.pdf (20.03.2023)

Весь текст будет доступен после покупки