Merenje temperature vazduha

Za meteorološka merenja temperature vazduha koriste se termometri punjeni živom ili alkoholom. Živini termometri vernije prate promene temperature, ali se ispod -36°C ne mogu koristiti, pošto se živa mrzne na temperaturi od oko -39°C. Zbog toga se za niže temperature od -36°C koriste alkoholni (minimalni) termometri.

Kod nas se koriste sledeći termometri za merenje temperature vazduha:

1. obični (živin) termometar (suvi i mokri)

2. maksimalni (živin) termometar

3. minimalni (alkoholni) termometar

4. Asmanov psihrometar

5. termograf.

Obični živin termometar

Ovim termometrom meri se temperatura vazduha u određenim meteorološkim terminima. Na stanicama gde postoji psihrometar, ovaj termometar je redovno suvi termometar psihrometra.

Obični termometar (suvi) je osnovni termometar na meteorološkoj stanici i prema njemu se ravnaju svi termometri za merenje temperature na stanici.

Obični termometar ima ove delove:

– sud sa živom (rezervoar)

– staklenu cevčicu (kapilaru)

– skalu ispisanu u stepenima Celzijusa na staklenom lenjiru

– zaštitnu staklenu cev.

Sud je, u stvari, proširen kraj kapilare, i može imati loptast, valjkast ili kruškast oblik. Zidovi suda su vrlo tanki, da bi se utisci spoljnih promena temperature brže prenosili na živu. Kapilara se nastavlja na sud i kroz nju se živa širi i skuplja, srazmerno menjanju temperature. Vršak žive (menisk) pokazuje temperaturu na termometarskoj skali. Na suprotnom kraju od suda, kapilara se završava proširenjem (sigurnosno proširenje), koje služi da primi živu ako dođe do jačeg zagrevanja termometra nego što odgovara njegovoj skali.

Termometarska skala je ugravirana na lenjiru od mlečnog stakla, koji se jednim krajem oslanja na stakleno sedlo, a drugim krajem ulazi u valjak od metala ili ebonita u kome se opire o oprugu.

Zaštitna cev omotava i štiti kapilaru sa staklom. Njen donji kraj je privaren za sud, a gornji je zatvoren metalnom kapom. Termometarska skala ima opseg merenja od oko -35° do +45°C, što odgovara toplotnim uslovima u našim krajevima. Skala je podeljena na cele stepene i petine od jednog stepena (1/5, odgovara 0,2°C). Svaki peti stepen označen je na skali strelicom (na primer +5, +15, -5, itd.). Na svakih 10 stepeni skala je označena brojem (na primer 0, +10, +20, -10, itd.). Polazna tačka skale kod čitanja je 0°C, od koje se čitanje vrši na gore (pozitivne temperature) i na dole (negativne temperature).

Psihrometar je instrument koji se sastoji od dva istovetna termometra. Posudica jednog od termometara, obično desnog, omotana je muslinskom ili platnenom krpicom. Pre merenja krpica se nakvasi destilovanom vodom. Zato se taj termometar zove mokri, za razliku od drugog koji se zove suvi.

Sa krpice mokrog termometra voda isparava. Na isparavanje se troši toplota i zato se na  mokrom termometru snižava temperatura. Razlika između temperature suvog i mokrog  termometra je srazmerna trenutnoj vlažnosti vazduha, što znači da je ta razlika veća što je vlažnost vazduha manja, i obrnuto. Kada je vazduh zasićen vodenom parom, sa krpice mokrog termometra voda ne može isparavati, pa će oba termometra pokazivati istu temperaturu. Kada vazduh nije zasićen vodenom parom (što znači da postoji mogućnost isparavanja vode sa krpice), isparavanje traje sve do trenutka kada u tankom sloju oko posudice termometra nastane zasićenje. To je ravnotežno stanje, a nastaje u roku od 4 do 5 minuta nakon vlaženja krpice mokrog termometra. Tada se živa u mokrom termometru zaustavi u spuštanju, i u tom trenutku treba očitati temperaturu mokrog termometra. Posle izmerenih vrednosti temperature na suvom i mokrom termometru, iz psihrometarskih tablica moguće je odrediti relativnu vlažnost vazduha, pritisak vodene pare i temperaturu tačke rose. Dakle, pomoću suvog i mokrog termometra se na posredan (indirektan) način određuje vrednost relativne vlažnosti vazduha.

Na kraju, treba napomenuti da su kod aspiracionih psihrometara po Asmanu primenjeni nešto kraći i tanji termometri sa valjkastim sudom.

Maksimalni termometar

Maksimalni termometar služi za određivanje najviše (maksimalne) temperature u toku nekog određenog razmaka vremena, obično za 24 časa. On je napunjen živom kao i obični termometar, ali se od njega razlikuje po tome što mu je kapilara sužena neposredno iznad suda. Suženje je postignuto pomoću staklene cevčice koja je zalemljena za dno suda jednim krajem, a drugim krajem ulazi u kapilaru, tako da između nje i zidova kapilare nastaje tesnac. Na mestu ovog stešnjavanja kapilare se dešava sledeće: pri porastu temperature živa se kao tečnost probija kroz tesnac povremenim i jedva primetnim vrcanjem, i tako se njena nit uzdiže duž kapilare za sve vreme dok temperatura raste. Pri padu temperature nit žive ostaje na mestu gde se zatekla u kapilari, pošto nije u stanju da se sama vrati kroz tesnac natrag u sud. Na ovaj način vrh stuba žive pokazuje na skali maksimalnu temperaturu. Da bi ovo zadržavanje u kapilari bilo sigurnije, maksimalni termometar se drži u skoro vodoravnom položaju, i to tako da kraj termometra sa sudom bude nešto malo niži od suprotnog kraja termometra.

Minimalni termometar

Minimalni termometar služi za određivanje najniže (minimalne) temperature na određeno vreme, za 12 ili 24 časa. On je obično napunjen čistim, bezbojnim alkoholom. Njegov sud je uglavnom rakljast, da bi imao što veću površinu i tako došao u dodir sa većom količinom vazduha, pošto se alkohol sporije od žive prilagođava spoljnoj temperaturi. Kapilara je znatno šira u odnosu na ostale termometre. U alkoholu u kapilari nalazi se jedan mali (metalni ili stakleni) štapić, glavičast sa oba kraja. Podela na stepene je ista kao i kod maksimalnog termometra.

Minimalni termometar stoji u zaklonu u potpuno vodoravnom položaju, za razliku od maksimalnog termometra, gde kraj sa sudom stoji nešto niže od suprotnog kraja termometra.

Termometar radi na sledeći način: pri snižavanju temperature vazduha alkohol se povlači ka sudu (rezervoaru) termometra, menisk alkohola dolazi do desnog kraja štapića i povlači ga ka nižim temperaturama. U trenutku kada prestane pad i započne porast temperature alkohol se vraća udesno, dok štapić ostaje u mestu i svojim desnim krajem označava na skali najnižu vrednost koju je temperatura imala u padu. Menisk alkohola pokazuje uvek trenutno stanje temperature. Kada je termometar ispravan, štapić ne sme da izlazi izvan alkohola.

Minimalni termometar pri tlu

Minimalni termometar pri tlu služi za merenje najniže temperature vazduha u toku protekle noći na 5 cm iznad tla. Ukoliko je tlo prekriveno snegom, onda nam ovaj termometar služi za merenje najniže temperature vazduha na 5 cm iznad površine snega. Poznavanje vrednosti ove temperature, pored ostalog, izuzetno je važno za život biljaka, koje u većini slučajeva stradaju pri temperaturama nižim od nula stepeni.

Termograf

Termograf je instrument koji neprekidno beleži temperaturu vazduha. Njegov osetljiv deo (prijemnik) je najčešće bimetalni prsten, postavljen sa desne strane kućišta instrumenta. Kod nekih termografa bimetal je smešten u kućištu, koje ima otvore za ventilaciju.

Bimetal je jednim krajem čvrsto vezan za kućicu, a drugim krajem se širi i skuplja u zavisnosti od promene temperature. Kretanje ovog kraja bimetala prenosi se sistemom prenosnog polužja na pero, koje na traci (termogram) beleži temperaturu vazduha.

Valjak sa satnim mehanizmom kod staničnog termografa može biti sedmodnevni i jednodnevni.

Termograf je manje osetljiv na temperaturu vazduha od termometra, pa zbog te činjenice ne treba očekivati njihovo potpuno slaganje. Inače, termograf se (kao i termometar) drži u meteorološkom zaklonu, i postavlja se na levoj polovini zaklona, da bi prijemnik mogao biti što bliže sredini zaklona.