الفيزياء

الأنواع المختلفة لمقاييس الضغط الجوي

2012 الأحوال الجوية في دولة الكويت

صالح العجيري و محمد أحمد عيسوي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الأنواع المختلفة لمقاييس الضغط الجوي الضغط الجوي مقاييس الضغط الجوي الفيزياء

يوجد أنواع متعددة من مقاييس الضغط الجوي منها:

1- مقاييس الضغط الزئبقية : تشكل تجربة "تورشيلي" بداية اختراع (شكل 41) جهاز قياس الضغط الجوي ، ولذا يمكن القول إن جهاز تورشيلي هو أول جهاز قياس زئبقي في العالم للضغط الجوي.

ولقد أدخل على المقاييس الزئبقية الأولية الكثير من التعديلات فأصبح كل مقياس زئبقي

 

يرفق بميزان حرارة صغير لقياس درجة حرارة زئبق المستودع وذلك لضرورة تصحيح قيمة الضغط المسجلة – من خلال ارتفاع الزئبق في الأنبوب أو انخفاضه – بالنسبة للأحوال القياسية لكل من الحرارة وتسارع الجاذبية الأرضي

ويستخدم في محطات الأرصاد الجوية عدة نماذج من مقاييس الضغط الجوي الزئبقية غير أن أكثرها شيوعا واستعمالا هما نموذج فورتين ونموذج كيو.

 

والطول الواجب قياسه هو المسافة ما بين قمة زئبق العمود والسطح العلوي من الزئبق في المستودع .

وأي تغير في طول عمود الزئبق سيرافقه بالطبع تغير في مستوى زئبق المستودع وهما كما يلي:

 

أ : مقياس ضغط كيو الزئبقي Barometer kew  

في هذا المقياس لا يتطلب مستوى الزئبق في مستودعه أي تعديل. وتدرج القياس المحفور على مقياس الضغط يتقلص كي يسمح للتغيرات في مستوى زئبق المستودع.

ويمكن أن يقرأ الضغط مباشرة من قمة عمود الزئبق في أنبوب التدرج الزجاجي.

ملاحظة: يعرف هذا المقياس بالمقايس ذي المستودع الثابت وهو الأكثر شيوعا في محطات الأرصاد الجوية.

 

ب : مقياس ضغط فورتين الزئبقي Fortin Barometer  

في هذا المقياس يحتاج مستوى الزئبق في المستودع إلى تعديل (ضبط) بحيث يجعله ملامسا لمؤشر عاجي ثابت

وتكون قمة هذا المؤشر عند صفر مقياس الضغط ولذا فإن أول عملية في قراءة مقياس ضغط فورتين هي ضبط مستوى الزئبق في المستودع ليحاذي نقطة الصفر فيه .

وهذا المقياس أقل شيوعا واستخداما من مقياس كيو السابق ذكره.

 

2- مقياس الضغط المعدني (بارومتر أنرويد Aneroid Barometer)

لقد ظل الأنبوب الزئبقي أساسا لقياس الضغط الجوي حتى عام 1848 م حيث تم اختراع مقياس الضغط المعدني ، ومع ذلك مازالت المقاييس الزئبقية أساسية لاستخدامها في معايرة المقاييس الأخرى لما تتصف به من دقة حتى الآن .

ويتألف مقياس الضغط المعدني من علبة معدنية قابلة للتمدد ومفرغة تماما من الهواء حيث تتأثر جوانبها بالضغط الجوي فتمدد نحو الداخل أو نحو الخارج تبعا لارتفاع الضغط أو انخفاضه فيتحرك من جزاء ذلك ذراع معدني يدور أمام قرص مقسم تقرأ عليه قيمة الضغط الجوي.

 

والضغط الذي يقع على العلبة المعدنية يقعرها وقد يمزقها لولا وجود مجموعة نوابض قوية بداخل العلبة تعدل من تأثير الضغط الجوي على العلبة بعمل معاكس يؤديه ساق يتحرك حول المحور فيبقي العلبة في وضع طبيعي.

فإذا ارتفع الضغط الجوي زاد تقعر العلبة التي تنقل حركتها إلى المحور وإلى حامل الإبرة التي تتحرك أمام قرص مدرج بقيم الضغط مشيرة إلى ارتفاع الضغط الجوي .

 

أما إذا انخفض الضغط الجوي تمددت العلبة المعدنية لتحرك الإبرة باتجاه معاكس للاتجاه السابق.

وتصنع مقاييس الضغط المعدنية بأحجام مختلفة ويجب معايرتها عند بداية استعمالها بالمقاييس الزئبقية كما يجب تعديل قراءتها تبعا للظروف الحرارية.

 

3 : مسجل الضغط الجوي (الباروجراف Barograph)

هو عبارة عن مقياس ضغط جوي معدني يقوم بتسجيل قيم الضغط الجوي بصورة آلية ومستمرة.

ويتألف هذا الجهاز من أسطوانة مغطاة بمخطط مقسم (ورقة مليمترية كبيرة) ، تدور بواسطة ساعة زمنية دورة كل أسبوع – حيث يتم تبديل المخطط – ويرتكز على هذه الأسطوانة سن ريشة متصلة عبر ذراع بعدة أقراص معدنية مفرغة الهواء حساسة للضغط الجوي

 

فإذا ما ارتفع الضغط فإنه يؤثر على الأقراص المعدنية ويضغطها إلى أسفل مما يؤدي إلى ارتفاع ذراع الريشة والريشة إلى أعلى حيث تخط الريشة على المخطط مقدار هذا الارتفاع والعكس صحيح.

فإذا ما انخفض الضغط تتمدد الأقراص المعدنية فترتفع للأعلى مما يؤدي إلى انخفاض ذراع الريشة لتسجل الريشة على المخطط مقدار الانخفاض في الضغط الجوي

 

ويعرف الشكل الذي ترسمه الريشة على المخطط الملفوف على الأسطوانة بالباروجرام، ويوضع مسجل الضغط الجوي مع غيره من أجهزة القياس ضمن قفص الأرصاد بعيدا عن التأثير المباشر لأشعة الشمس

وتعطي قراءات مسجل الضغط قيمة الضغط الجوي الحقيقية في المكان المقاس فيه الضغط الجوي.

 

مقياس الارتفاع (الالتيمتر Altimeter)

وهو عبارة عن مقياس ضغط جوي شديد الحساسية يستخدمه الطيارون لتحديد ارتفاع طائراتهم عن سطح البحر، وذلك لما بين الارتفاع والضغط الجوي من علاقة.

حيث تتناقص قيمة الضغط الجوي مع زيادة الارتفاع بمقدار يقارب من 34 مليبار كلما ارتفعنا مقدار 300متر 4إلى أعلى الغلاف الجوي . ولذا فإن مقياس الارتفاع مرقم بوحدات الأطوال كالقدم والميل والمتر بدلا من وحدات الضغط الجوي.

فلكل ارتفاع عن سطح البحر ضغط يناظره في الجو القياسي كما في الجدول التالي:

 

وهناك نماذج أخرى من مقاييس الارتفاع الحديثة منها:

مقياس الارتفاع اللاسلكي Radio Altimeter  الذي يستخدم أجهزة إلكترونية.

مقياس الارتفاع المسجل Altigraph وهو عبارة عن مقياس ارتفاع يقوم بتسجيل الارتفاع بصورة آلية مستمرة.

ملاحظة : عند قياس الضغط الجوي يجب الأخذ في الاعتبار مكان وجود محطة الأرصاد الجوية سواء عند أو أعلى أو أقل من مستوى سطح البحر وتعديل القيم تبعا لذلك.

اظهر المزيد

مقالات ذات صلة

زر الذهاب إلى الأعلى
Loading cart ⌛️ ...
إغلاق