Как измеряется температура воздуха
что это такое, измерение в градусах, изменения за сутки
https://ria.ru/20220516/temperatura-1788844523.html
Как измеряют температуру воздуха: методы, приборы, анализ данных
Температура воздуха: что это такое, измерение в градусах, изменения за сутки
Как измеряют температуру воздуха: методы, приборы, анализ данных
Суточная температура воздуха является количественным показателем степени прогрева воздушных масс и измеряется в градусах. Различают относительное и абсолютное... РИА Новости, 17.05.2022
2022-05-16T17:54
2022-05-16T17:54
2022-05-17T12:07
температура
общество
/html/head/meta[@name='og:title']/@content
/html/head/meta[@name='og:description']/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/05/10/1788826485_0:158:1920:1238_1920x0_80_0_0_ed11ac10e1884bbd8ee775145e6d351a.jpg
МОСКВА, 16 мая — РИА Новости. Суточная температура воздуха является количественным показателем степени прогрева воздушных масс и измеряется в градусах. Различают относительное и абсолютное значение. Среднесуточная температура: что это, какие бывают средние показатели, какими приборами измеряется— в материале РИА Новости.Температура воздухаТемпература воздуха указывает на степень его нагрева в атмосфере. Это важнейшая характеристика погоды, влияющая на жизнедеятельность человека. Колебания показателей могут быть довольно значительными. Самая низкая температура была зафиксирована в 1983 году в Антарктиде на отметке -89 градусов, а самый высокий показатель составил +58 градусов в 1922 году в Северной Африке.На температуру воздуха влияет теплообмен между окружающей средой и слоями атмосферы. Уровень температуры зависит от угла падения солнечных лучей на земную поверхность и от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. На экваторе солнечные лучи падают под прямым углом, когда показатели температуры достигают максимальных показателей.Самые низкие температуры - в полярных и приполярных районах, так как лучи буквально скользят по поверхности.
Общие сведенияТеплый воздух легкий, он поднимается вверх и смешивается с холодным, передает ему тепловую энергию. На большой высоте температура резко снижается. На высоте 10 километров воздух охлаждается до -40 градусов. В стратосфере происходит температурная инверсия, когда показатели начинают расти.На основании изотерм (это условные показатели мест соединения точек земли с одинаковыми показателями температуры) выделяют несколько тепловых поясов:Изменение температуры воздухаТемпература воздуха достигает своего пика в 14-15 ч. После чего показатель снижается до минимального до рассвета. Меньше всего меняется температура у экватора (1-2 градуса), сильнее всего - в умеренных и полярных широтах (до 60 градусов).Каждые 1000 метров в высоту температура становится ниже на шесть градусов, поэтому в горах холоднее, чем у поверхности земли.В Северном полушарии самая низкая температура - в январе, а высокая - в июле. В Южном полушарии все наоборот — самый холодный месяц - июль, а самый теплый - январь.
Над Мировым океаном максимальные и минимальные показатели сдвигаются по времени на месяц: в августе и феврале. Причиной является более медленное остывание воды.Средние значения и амплитуда температурКлимат характеризуется температурными показателями, которые рассчитываются как среднее арифметическое четырех замеров в течение суток: 01:00 ч, 07:00 ч, 13:00 ч, 19:00 ч.Средняя годовая температура рассчитывается аналогичным способом: суммируются показатели каждого месяца и выводится среднее арифметическое.В каждом регионе измеряют амплитуду температур, то есть максимальное и минимальное значение. Обычно учитывают значение суточной, месячной и годовой амплитуды.В России самые сильные суточные изменения температур наблюдаются весной и летом в ясную погоду. Также большой разброс показателей характерен для сухого климата (полупустыни, пустыни). Минимальная амплитуда присуща местностям с густой зеленью и вблизи водоемов.Суточный ход температурТемпература подстилающей поверхности опережает колебания температуры воздуха примерно на 15 минут.
Самыми минимальными показателями в течение суток считаются значения в 4-6 ч утра. Минимальная температура достигает своего пика ранним утром перед восходом солнца. Затем лучи постепенно нагревают воздух и почву. Максимальное температурное значение приходится на 14-16 часов.Значение суточной температуры выводится из большого числа наблюдений и на графиках выглядят как плавные кривые. В широтах, где солнце по несколько недель не всходит или, наоборот, не заходит за горизонт, суточную температуру не измеряют.Годовые и ежемесячные измененияГодовой температурный ход — это помесячные изменения температуры. Годовая амплитуда выражается в сравнении среднего температурного показателя самого теплого месяца и самого холодного.Для морского климата характерны минимальные годовые колебания значений температуры. Континентальный наоборот отличается большой разницей показателей.Чем выше находится точка над уровнем моря, где измеряют температуру, тем меньшей амплитудой отличаются показатели.Различают четыре вида годовых температурных колебаний:Измерение температуры воздухаТемпературу измеряют по шкалам Кельвина и Цельсия.
По шкале Кельвина измеряется абсолютная температура, за 0 градусов принимается значение, при котором движение молекул останавливается. При этом, абсолютный ноль равен -273 градуса по Цельсию.Шкала Цельсия соответствует относительным показателям температуры воздуха, за ноль принимается значение, при котором тает лед.В быту применяют жидкостные термометры со спиртом или ртутью внутри стеклянной оболочки. Такие приборы должны находиться в тени, чтобы с их помощью можно было измерять температуру воздуха, а не солнечных лучей.Метеорологи используют биметаллический термометр, устанавливающий фактическую температуру газовых смесей. Прибор нечувствителен к внешним изменениям давления, механически устойчив и служит отличной альтернативой ртутному и спиртовому термометрам.Как происходитСпособы измерения зависят от того, чем именно измерять температуру воздуха. В быту используют ртутные, электронные, спиртовые и цифровые градусники.Приборы для измеренияСпиртовой градусник размещается на высоте 1,5 м над уровнем пола.
При этом, в помещении нужно отключить нагревательные и охлаждающие приборы, в частности обогреватели УФО, которые передают тепло с помощью излучения. В течение 10 минут после установки градусника можно фиксировать температуру. Погрешность такого термометра составляет 3-4 градуса по Цельсию.Ртутный термометр располагается на такой же высоте, как и спиртовой, — не менее 1,5 м от пола. Если требуется измерить температуру воздуха на улице, то градусник крепят к оконной раме с внешней стороны. Нельзя допускать, чтобы он соприкасался со стеклом. Не стоит устанавливать прибор с южной стороны и таким образом, когда на него попадают солнечные лучи под прямым углом. Идеальное расстояние между окном и термометром - как минимум один метр.Электронный термометр отличается высокой скоростью замера. При этом, его можно использовать в быту, он удобен и предоставляет точные данные. Но нельзя касаться датчика, иначе он может выйти из строя.Цифровая метеостанция представляет собой целую установку, которая измеряет не только температуру воздуха, но и атмосферное давление, влажность воздуха и даже может предсказывать погоду.
Также на портативной метеостанции есть часы и календарь.На метеорологических станциях применяются сухие термометры. Прибор устанавливают в деревянной будке с защитным жалюзи. Устройство находится на высоте двух метров от уровня земли для обеспечения точного измерения температуры воздуха без влияния температуры почвы. Будка защищает термометр от ветреных порывов, солнечной радиации, влияния атмосферных осадков.Алена Ковко, инженер-электроник государственного учреждения “Белгидромет”, рассказала, каким образом предсказывают погоду: “Прежде чем прогноз погоды озвучивают по телевизору, пишут о нем в газетах и интернете, информация проходит долгий путь через инженеров, гидрологов, метеорологов и синоптиков. Кроме передачи данных через гидропосты посредством мобильных телефонов также поступают снимки с искусственных спутников Земли.После анализа собранной информации все исходные данные обрабатываются специальным программным обеспечением. Вычисления происходят по формуле, на основании чего и составляется прогноз”.
https://radiosputnik.ria.ru/20220512/onischenko-1788063629.html
https://realty.ria.ru/20220511/konditsioner-1786954184.html
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2022
Алёна Пава
Алёна Пава
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
1
5
4.7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
1920
1080
true
1920
1440
true
https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/05/10/1788826485_225:0:1920:1271_1920x0_80_0_0_bdf6cd47707625b63facaa14fec00d92.jpg
1920
1920
true
РИА Новости
1
5
4. 7
96
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Алёна Пава
температура, общество
Температура, Общество
МОСКВА, 16 мая — РИА Новости. Суточная температура воздуха является количественным показателем степени прогрева воздушных масс и измеряется в градусах. Различают относительное и абсолютное значение. Среднесуточная температура: что это, какие бывают средние показатели, какими приборами измеряется— в материале РИА Новости.
Температура воздуха
Температура воздуха указывает на степень его нагрева в атмосфере. Это важнейшая характеристика погоды, влияющая на жизнедеятельность человека. Колебания показателей могут быть довольно значительными. Самая низкая температура была зафиксирована в 1983 году в Антарктиде на отметке -89 градусов, а самый высокий показатель составил +58 градусов в 1922 году в Северной Африке.
© Pixabay / SofiLaylaАлжир, Северная Африка
© Pixabay / SofiLayla
Алжир, Северная Африка
На температуру воздуха влияет теплообмен между окружающей средой и слоями атмосферы. Уровень температуры зависит от угла падения солнечных лучей на земную поверхность и от расстояния между точкой измерения и уровнем моря. На экваторе солнечные лучи падают под прямым углом, когда показатели температуры достигают максимальных показателей.
Самые низкие температуры - в полярных и приполярных районах, так как лучи буквально скользят по поверхности.
Общие сведения
Теплый воздух легкий, он поднимается вверх и смешивается с холодным, передает ему тепловую энергию. На большой высоте температура резко снижается. На высоте 10 километров воздух охлаждается до -40 градусов. В стратосфере происходит температурная инверсия, когда показатели начинают расти.
На основании изотерм (это условные показатели мест соединения точек земли с одинаковыми показателями температуры) выделяют несколько тепловых поясов:
—
экваториальный;—
два умеренных;—
два холодных.
Изменение температуры воздуха
Температура воздуха достигает своего пика в 14-15 ч. После чего показатель снижается до минимального до рассвета. Меньше всего меняется температура у экватора (1-2 градуса), сильнее всего - в умеренных и полярных широтах (до 60 градусов).
Каждые 1000 метров в высоту температура становится ниже на шесть градусов, поэтому в горах холоднее, чем у поверхности земли.
© РИА Новости / Павел Львов / Перейти в медиабанкЛюди встречают первый рассвет после полярной ночи на горе Солнечная в Мурманске
Люди встречают первый рассвет после полярной ночи на горе Солнечная в Мурманске
В Северном полушарии самая низкая температура - в январе, а высокая - в июле. В Южном полушарии все наоборот — самый холодный месяц - июль, а самый теплый - январь. Над Мировым океаном максимальные и минимальные показатели сдвигаются по времени на месяц: в августе и феврале. Причиной является более медленное остывание воды.
Средние значения и амплитуда температур
Климат характеризуется температурными показателями, которые рассчитываются как среднее арифметическое четырех замеров в течение суток: 01:00 ч, 07:00 ч, 13:00 ч, 19:00 ч.
Средняя годовая температура рассчитывается аналогичным способом: суммируются показатели каждого месяца и выводится среднее арифметическое.
В каждом регионе измеряют амплитуду температур, то есть максимальное и минимальное значение. Обычно учитывают значение суточной, месячной и годовой амплитуды.
В России самые сильные суточные изменения температур наблюдаются весной и летом в ясную погоду. Также большой разброс показателей характерен для сухого климата (полупустыни, пустыни). Минимальная амплитуда присуща местностям с густой зеленью и вблизи водоемов.
Суточный ход температур
Температура подстилающей поверхности опережает колебания температуры воздуха примерно на 15 минут. Самыми минимальными показателями в течение суток считаются значения в 4-6 ч утра. Минимальная температура достигает своего пика ранним утром перед восходом солнца. Затем лучи постепенно нагревают воздух и почву. Максимальное температурное значение приходится на 14-16 часов.
Значение суточной температуры выводится из большого числа наблюдений и на графиках выглядят как плавные кривые. В широтах, где солнце по несколько недель не всходит или, наоборот, не заходит за горизонт, суточную температуру не измеряют.
12 мая 2022, 10:50Сказано в эфире
Онищенко: природа замышляет против нас серьезную акцию
Годовые и ежемесячные изменения
Годовой температурный ход — это помесячные изменения температуры. Годовая амплитуда выражается в сравнении среднего температурного показателя самого теплого месяца и самого холодного.
Для морского климата характерны минимальные годовые колебания значений температуры. Континентальный наоборот отличается большой разницей показателей.
Чем выше находится точка над уровнем моря, где измеряют температуру, тем меньшей амплитудой отличаются показатели.
Различают четыре вида годовых температурных колебаний:
—
Экваториальный. Годовая разница температур невысока, над океанами не более 1 градуса, над материковой частью — до 10 градусов. Годовой температурный максимум и минимум слабо выражены.—
Умеренного пояса. Примерно спустя 30 дней после солнцестояния температура воздуха достигает максимальных и минимальных показателей. В местности с континентальным климатом температурные колебания варьируются от 25 до 40 градусов, в Азии колебания достигают шестидесяти градусов. Морской климат характеризуется изменениями показателей в 10-15 градусов.—
Тропический. Минимальные и максимальные температурные показатели наблюдаются в периоды зимнего и летнего солнцестояния. Значения амплитуды находятся в пределах от 1 до 15 градусов, над побережьями показатель достигает всего пяти градусов.—
Полярный. Самая низкая температура -- после полярной ночи перед восходом солнца. Воздух над океанами также характеризуется высокой температурной амплитудой.
Измерение температуры воздуха
Температуру измеряют по шкалам Кельвина и Цельсия.
По шкале Кельвина измеряется абсолютная температура, за 0 градусов принимается значение, при котором движение молекул останавливается. При этом, абсолютный ноль равен -273 градуса по Цельсию.
Шкала Цельсия соответствует относительным показателям температуры воздуха, за ноль принимается значение, при котором тает лед.
11 мая 2022, 03:00
Эксперт назвал главные ошибки при покупке кондиционера
В быту применяют жидкостные термометры со спиртом или ртутью внутри стеклянной оболочки. Такие приборы должны находиться в тени, чтобы с их помощью можно было измерять температуру воздуха, а не солнечных лучей.
Метеорологи используют биметаллический термометр, устанавливающий фактическую температуру газовых смесей. Прибор нечувствителен к внешним изменениям давления, механически устойчив и служит отличной альтернативой ртутному и спиртовому термометрам.
Как происходит
Способы измерения зависят от того, чем именно измерять температуру воздуха. В быту используют ртутные, электронные, спиртовые и цифровые градусники.
Приборы для измерения
Спиртовой градусник размещается на высоте 1,5 м над уровнем пола. При этом, в помещении нужно отключить нагревательные и охлаждающие приборы, в частности обогреватели УФО, которые передают тепло с помощью излучения. В течение 10 минут после установки градусника можно фиксировать температуру. Погрешность такого термометра составляет 3-4 градуса по Цельсию.
Ртутный термометр располагается на такой же высоте, как и спиртовой, — не менее 1,5 м от пола. Если требуется измерить температуру воздуха на улице, то градусник крепят к оконной раме с внешней стороны. Нельзя допускать, чтобы он соприкасался со стеклом. Не стоит устанавливать прибор с южной стороны и таким образом, когда на него попадают солнечные лучи под прямым углом. Идеальное расстояние между окном и термометром - как минимум один метр.
Термометр на окне одной из квартир в Москве
Электронный термометр отличается высокой скоростью замера. При этом, его можно использовать в быту, он удобен и предоставляет точные данные. Но нельзя касаться датчика, иначе он может выйти из строя.
Цифровая метеостанция представляет собой целую установку, которая измеряет не только температуру воздуха, но и атмосферное давление, влажность воздуха и даже может предсказывать погоду. Также на портативной метеостанции есть часы и календарь.
На метеорологических станциях применяются сухие термометры. Прибор устанавливают в деревянной будке с защитным жалюзи. Устройство находится на высоте двух метров от уровня земли для обеспечения точного измерения температуры воздуха без влияния температуры почвы. Будка защищает термометр от ветреных порывов, солнечной радиации, влияния атмосферных осадков.
Алена Ковко, инженер-электроник государственного учреждения “Белгидромет”, рассказала, каким образом предсказывают погоду: “Прежде чем прогноз погоды озвучивают по телевизору, пишут о нем в газетах и интернете, информация проходит долгий путь через инженеров, гидрологов, метеорологов и синоптиков. Кроме передачи данных через гидропосты посредством мобильных телефонов также поступают снимки с искусственных спутников Земли.
После анализа собранной информации все исходные данные обрабатываются специальным программным обеспечением. Вычисления происходят по формуле, на основании чего и составляется прогноз”.
ТемператураОбщество
Как измеряется температура воздуха? - pH метры, кондуктометры, солемеры, пирометры, термометры, все для анализа качества воды
Для того чтобы снять показания температуры воздуха необходимо использовать обыкновенный или электронный терметр. Однако, для того чтобы получить максимально точные результаты необходимо учесть некоторые важные детали их конструкции. Если не следовать строгим приписным истинам, то вероятнее всего вы измерите температуру близлежащих предметов, самого градусника, но никак не истинную температуру воздуха.
Для того чтобы получить более точные данные по температуре воздуха, как внутри, так и снаружи помещения можно использовать цифровые метеостанции. Кстати, эти современные приборы передают данные о влажности и атмосферном давлении воздуха.
Как измерять температуру?
При помощи спиртового градусника
Размещается на горизонтальной поверхности, примерно на расстоянии 1,6 -1,7 метра выше уровня пола. Устройство должно быть расположено на теплоизолирующем материале. При этом, в момент измерения температуры в помещении должны быть отключены все нагревательные приборы, в том числе нагреватели УФО. Ведь именно они нагревают все окружающие предметы направленным излучением. Так, при их воздействии может нагреться корпус устройства и существенно исказить показания.
Если Вы расположили градусник правильно, подождите еще 10 минут. Тепловая инерция такого градусника очень высокая, поэтому до считывания показаний придется немного подождать.
Учтите: погрешность спиртового термометра может составлять 3-4 градусы Цельсия.
Ртутные бытовые термометры
Для получения показаний термометр необходимо расположить так же, как и спиртовой измеритель температуры. При этом помните, что жидкостные баллоны измерителей температуры ни в коем случае не должны касаться каких-либо предметов.
В случае если необходимо измерить температуру воздуха снаружи, необходимо изначально открыть окно. Затем закрепить термометр на раму. Баллон термометра ни в коем случае не должен соприкасаться со стеклом. Термометр необходимо закрыть от прямого попадания солнечных лучей. Не рекомендуется устанавливать измеритель температура с южной стороны. Более того, расстояние от окна или стены до термометра не должно быть меньше одного метра.
Электронный термометр
При помощи данного современного устройства измерить температуру можно практически мгновенно. При этом на продажу представлено большое количество моделей термометров, которые подойдут каждому пользователю. Стоит помнить, что при измерении не стоит касаться датчика прибора, иначе он может выйти из строя.
Цифровая метеостанция
Если Вы всегда хотите получать точные температурные данные и не желаете заморачиваться по поводу тех или иных условий для измерения температуры – цифровая метеостанция, это именно то, что Вам нужно. Она с высокой точностью отображает данные о влажности воздуха, атмосферном давлении, температуре воздуха и даже предоставляет прогноз погоды. Домашняя метеостанция имеет также часы и календарь. В основе устройства имеются цифровые датчики, поэтому все данные предоставляются с каждым изменением температуры.
Как точно измерить температуру воздуха?
Кредит: Н. Ханачек/NIST
Температура на улице важна не только для того, чтобы знать, нужно ли вам носить куртку, но и для наблюдения за изменением климата с течением времени.
Для измерения температуры термометры исторически использовали тот факт, что такие жидкости, как ртуть и спирт, расширяются при нагревании. Эти термометры достаточно точны, с точностью до градуса или двух. Ртуть более точна, но у ртути есть и обратная сторона, поскольку она является опасным нейротоксином. NIST в сотрудничестве с Агентством по охране окружающей среды США (EPA) прекратил калибровку ртутных термометров 1 марта 2011 года, чтобы поддержать переход от ртутных термометров к более безопасным, но не менее точным альтернативам.
В настоящее время в целях безопасности, точности и удобства температуру воздуха чаще всего измеряют с помощью электронных термометров с точностью до долей градуса. Эти термометры измеряют температуру, обнаруживая изменения сопротивления протеканию электрического тока через металл, которое меняется при изменении температуры. Поскольку они электронные, их измерения могут постоянно передаваться в офис метеоролога, давая мгновенные показания температуры.
Для измерения температуры наружного воздуха на суше установка проста. Термометр помещается внутрь ограждения, такого как обычное убежище Хлопкового региона в форме деревянного ящика, которое представляет собой американскую версию экрана Стивенсона, разработанного шотландским инженером-маяком и метеорологом Томасом Стивенсоном в 19 веке. Существует также более современная система максимальной-минимальной температуры (MMTS), которая часто используется для официальных измерений температуры воздуха в США и больше похожа на улей. Независимо от формы корпус имеет белый цвет, чтобы отражать солнечное излучение, которое нагревает термометр и препятствует получению точных показаний температуры воздуха. Корпус также обычно имеет решетчатые стороны для обеспечения потока воздуха и двойную крышу (крышу и приподнятую над ней крышу) для защиты термометра от дождя и дальнейшего противодействия влиянию солнца.
Нижняя часть вольера расположена на высоте от 1,2 до 2 метров (от 4,1 до 6,5 футов) над землей, которая должна быть покрыта травой или землей (если это трава, она должна быть короткой). Территория вокруг вольера должна быть свободна от деревьев, желательно, чтобы был хороший обзор горизонта. Корпус следует держать вдали от зданий и тротуаров, которые в течение дня поглощают солнечное тепло и могут искусственно нагревать термометр. Все это предназначено для того, чтобы термометр измерял истинную температуру при беспрепятственном потоке воздуха и без помех излучаемого тепла. Некоторые шкафы и все MMTS оснащены вентилятором для поддержания постоянного потока воздуха независимо от условий окружающей среды, что еще больше повышает точность измерения температуры воздуха.
Таким образом, хотя вам и даже метеорологам может не понадобиться знать температуру с точностью до доли градуса, точность, которую обеспечивают эти термометры, очень полезна для исследователей климата, которым нужны еще более точные показания температурных изменений для их долговременного наблюдения. семестровые исследования.
Окружающая среда, метрология и физика
Измерение температуры | METEO 3: Introductory Meetorology
Выбирая название для этого раздела, я серьезно подумал: «Измерение температуры: почему ваш автомобильный термометр вам лжет», но это показалось мне слишком длинным. Видите ли, измерение температуры воздуха может показаться простым, но это сложнее, чем вы думаете. И хотя вы можете найти много источников наблюдений за температурой, некоторые из них, безусловно, более точны и содержательны, чем другие. Итак, давайте начнем с некоторых распространенных инструментов для измерения температуры и обсудим правильный способ измерения температуры. Затем мы поговорим о недостатках некоторых обычных наблюдений за температурой. Как оказалось, следует с осторожностью относиться к температурам банковских термометров, автомобильных термометров и тех, что снимают «в поле» на спортивных мероприятиях!
Термометры
Для начала, знаете ли вы, что существует несколько типов термометров (приборов для измерения температуры)? Я быстро опишу некоторые распространенные типы:
Жидкостные стеклянные термометры (кредит: NOAA) существуют уже более 200 лет и не сильно изменились, потому что они просты, недороги и достаточно точны. . Жидкость (обычно спирт или ртуть) может свободно перемещаться внутри тонкого отверстия внутри стеклянного корпуса. Изменения температуры заставляют жидкость расширяться или сжиматься, что приводит к изменению длины жидкости в термометре.
Биметаллические термометры часто устанавливаются снаружи домов во внутренних двориках и часто используются в качестве термометров для приготовления пищи.
Кредит: общественное достояние
Биметаллические термометры , пример которых показан справа, часто устанавливаются на террасе или используются для приготовления пищи и не содержат жидкости. Вместо этого два типа металла свариваются в полосу, которая скручивается в спираль (обычно на обратной стороне поверхности термометра). Изменения температуры вызывают неравномерное расширение или сжатие полоски и перемещение стрелки на лицевой стороне термометра.
Термисторы (Источник: Ansgar Helwig / CC-BY-SA 2.0) — это распространенный вид электрических термометров, которые измеряют температуру, используя соотношение между температурой и электрическим сопротивлением. Термисторы обычно являются источником показаний наружной температуры на приборных панелях автомобилей (Фото: Стив Семан), а также используются для измерения температуры над поверхностью земли при запуске метеозондов.
Итак, почему ваш автомобильный термометр вам лжет? Тот факт, что он использует термистор для измерения внешней температуры, не является проблемой (термисторы достаточно точны), но проблема заключается в размещении термистора. Чтобы понять почему, давайте начнем с того, как правильно измерять температуру.
Размещение термометра
Чтобы показания температуры были точными и информативными, термометры должны располагаться на высоте от пяти до шести футов над землей (в идеале не над мощеной поверхностью), чтобы свести к минимуму влияние самой подстилающей земли на температуру. Термометры также не должны подвергаться воздействию прямых солнечных лучей. Биметаллическая полоска или «колба» жидкостного термометра поглощает солнечное излучение более эффективно, чем окружающий воздух, поэтому воздействие прямых солнечных лучей заставляет его измерять температуру выше, чем температура окружающего воздуха. Чтобы по-настоящему измерить температура воздуха , термометр должен находиться в тени, где температура самого термометра должна быть такой же, как и температура воздуха. Наконец, термометры не должны располагаться слишком близко к зданиям, так как тепло от зданий (через испускаемое излучение или выход воздуха через вентиляционные отверстия и т. д.) может исказить показания температуры.
Для обеспечения надлежащего «размещения» термометров на многих из почти 10 000 официальных объектов сети совместных наблюдателей США (COOP) термометры размещаются в «укрытиях хлопкового региона» (показанных ниже), которые также известны как «экраны Стивенсона». (названы в честь их дизайнера, отца писателя Роберта Льюиса Стивенсона). Укрытия из хлопкового региона располагаются примерно в пяти футах над землей на основании и имеют открытые вентиляционные отверстия по бокам, чтобы воздух мог свободно проходить через укрытие и контактировать с термометрами. Чтобы максимально отразить поступающую солнечную радиацию, укрытия из хлопка окрашены в белый цвет, и помимо защиты термометров от прямого солнечного излучения, укрытия из хлопка также защищают находящиеся внутри приборы от падающих осадков.
Приют в хлопковом районе (Stevenson Screen) за пределами здания Уокер в главном кампусе штата Пенсильвания помогает обеспечить правильное измерение температуры.
Авторы и права: Дэвид Бэбб
Другие официальные измерения температуры, проводимые с помощью автоматизированной системы наблюдения за поверхностью (ASOS), в основном расположенной в аэропортах, снабжены щитами, которые выполняют ту же основную функцию, что и укрытие в хлопковом районе, и если вы когда-либо покупали Домашняя метеостанция, ее термометр должен был иметь экран, чтобы попытаться защитить его от прямого солнечного излучения, но при этом обеспечить свободный поток воздуха.
Итак, теперь, когда вы знаете, как измерять температуру и , в чем проблема с температурой, измеряемой банковскими термометрами, автомобильными термометрами или «на поле» на спортивных мероприятиях? Во-первых, банковские термометры часто размещают очень близко к зданиям (или прикрепляют к ним). Кроме того, они часто подвергаются воздействию прямых солнечных лучей или заключены в укрытие темного цвета, которое максимально поглощает солнечное излучение. Так что, когда вы видите действительно высокую температуру на банковском термометре в солнечный день, не покупайтесь! Термометр, вероятно, расположен неправильно и находится в среде, из-за которой его показания слишком теплые.
Как насчет вашего автомобильного термометра? В большинстве автомобилей термистор расположен за передней решеткой автомобиля, что означает, что на него влияет температура двигателя автомобиля, выхлопных газов окружающих транспортных средств, а также грунтовая дорога. Большинство автомобильных решеток находятся всего в паре футов от земли, что достаточно близко к горячему асфальту (который эффективно излучает излучение), чтобы дополнительно нагреть окружающую среду термистора. В результате, как и в банковских термометрах, показания внешней температуры вашего автомобиля часто бывают слишком высокими, особенно когда вы находитесь в пробке в солнечный день. Когда вы едете по дороге со скоростью шоссе, быстрый поток воздуха возле термистора помогает сделать показания температуры немного более точными и значимыми, хотя все еще не идеальными. Показания температуры также должны быть немного более точными ночью или в пасмурные дни (хотя, опять же, все еще не идеально). Однако, несмотря на свои недостатки, термистор автомобиля может дать вам хорошее представление о температуре меняет во время движения (например, температура повышается и понижается, когда вы едете вверх и вниз по гористой местности).
Наконец, как насчет температуры, измеряемой «на поле» во время спортивных соревнований? Часто они также слишком высоки. Во-первых, термометры часто подвергаются воздействию прямых солнечных лучей. Кроме того, размещение термометра на поле означает, что температура измеряется в нескольких дюймах над землей, где теплопроводность может сделать ее невероятно горячей. Помните, что температура может приближаться к 140 градусам по Фаренгейту в тонком слое воздуха, соприкасающемся с землей в солнечный летний день, благодаря теплопроводности. Более темные искусственные игровые поверхности только усугубляют проблему, поскольку они лучше поглощают солнечное излучение (аналогично тому, как мощеные поверхности лучше поглощают солнечное излучение по сравнению с травянистыми поверхностями). В любом случае, температура, измеренная на игровой поверхности, не является репрезентативной для температуры воздуха в пяти или шести футах над землей, где проводятся официальные измерения.
Мои заключительные комментарии в нашем уроке о температуре носят практический характер: если вы когда-нибудь инвестируете в домашнюю метеостанцию и хотите обеспечить точное и значимое измерение температуры, поместите термометр вдали от любых зданий, на высоте от пяти до шести футов над землей ( в идеале не над мощеной поверхностью), и убедитесь, что он защищен от прямого солнечного излучения, но при этом может получить как можно больше открытого потока воздуха.