Barometr to przyrząd pomiarowy służący do mierzenia ciśnienia atmosferycznego, czyli siły z jaką powietrze naciska na powierzchnię Ziemi. Ma kluczowe znaczenie w meteorologii bo zmiany ciśnienia pozwalają przewidywać pogodę - rosnące ciśnienie zwiastuje słoneczne dni, spadające zapowiada deszcz i burze. Pierwszy barometr skonstruował Evangelista Torricelli w 1643 roku używając rtęci w szklanej rurce, rewolucjonizując rozumienie atmosfery. Dzisiaj barometry są w smartfonach, zegarach sportowych i w samochodach, choć większość ludzi nie zdaje sobie z tego sprawy.

Konstrukcja rtęciowa i zasada Torricelliego

Zasada działania różni się w zależności od konstrukcji. Klasyczny barometr rtęciowy to szklana rurka wypełniona rtęcią odwrócona do góry dnem i zanurzona w miseczce z rtęcią. Ciśnienie atmosferyczne naciska na rtęć w miseczce wypychając ją do rurki, a wysokość słupa rtęci wskazuje wartość ciśnienia. Na poziomie morza to około 760 milimetrów. Problem w tym że rtęć jest trująca, więc takie barometry trzeba bardzo ostrożnie obsługiwać i nie można ich wyrzucać do śmieci.

Alternatywy: barometr aneroidowy i elektroniczny

Barometr aneroidowy to bezpieczniejsza alternatywa wynaleziona w XIX wieku. Zamiast rtęci ma metalową kapsułę, która kurczy się gdy ciśnienie rośnie i rozpręża gdy spada. Te drobne ruchy są przekazywane przez system dźwigni na wskazówkę poruszającą się po skali. Elektroniczne barometry mierzą ciśnienie czujnikami piezoelektrycznymi lub pojemnościowymi i wyświetlają wynik cyfrowo, często z wykresem trendu ciśnienia z ostatnich godzin.

Jednostki miary ciśnienia

Jednostki pomiaru to głównie hektopaskale (hPa). Norma na poziomie morza to około 1013 hPa. W krajach anglosaskich używa się cali słupa rtęci (inHg), norma 29,92. W medycynie milimetry rtęci (mmHg), norma 760 mm.

Zastosowania praktyczne i specjalistyczne

Zastosowania wykraczają poza przewidywanie pogody. Piloci używają barometrów do określania wysokości - ciśnienie spada o 1 hPa na 8 metrów. Wspinacze mają barometry w zegarkach do śledzenia wysokości i ostrzegania przed burzą. U migrenowców spadek ciśnienia o 5-10 hPa wywołuje ból głowy, więc mogą się przygotować. Nurkowie używają ich w komputerach nurkowych do bezpiecznego wynurzania.

Interpretacja trendów pogodowych

Interpretacja wskazań wymaga praktyki. Ciśnienie 1013-1023 hPa to normalny zakres. Powyżej 1023 hPa to wyż - słoneczna pogoda, zimą mróz, latem upały. Poniżej 1000 hPa to niż - deszcz, chmury, wiatr. Najważniejszy jest trend. Szybki wzrost o 3-5 hPa/h oznacza poprawę pogody. Spadek zapowiada front z opadami. Stabilne ciśnienie przez kilka dni to niezmienna pogoda. Ekstremalnie niskie poniżej 980 hPa towarzyszy huraganom, rekord to około 870 hPa w oku cyklonu.

Kalibracja i montaż urządzenia

Kalibracja ma znaczenie dla profesjonalnego użycia. Barometry domowe trzeba skalibrować po zakupie i przeprowadzce, bo ciśnienie zależy od wysokości. Sprawdza się odczyt lokalnej stacji i koryguje różnicę. Miejsce montażu nie jest krytyczne jak przy termometrze, ale kilka zasad warto znać. Barometr powinien wisieć w stałej temperaturze, nie na słońcu ani przy grzejniku. Wibracje od głośników mogą zaburzać odczyty. W starych domach barometry dekoracyjne wieszano w holu jako elegancki element wystroju.

Miniaturyzacja i przyszłość pomiarów

Przyszłość to miniaturyzacja i integracja. Każdy smartfon ma barometr wspierający GPS i pozwalający śledzić trendy ciśnienia. Smartwatche mierzą wysokość wspinaczki i ostrzegają przed burzami. Stacje dla inteligentnych domów uczą się lokalnych wzorców przewidując deszcz wcześniej niż krajowa prognoza. Sieci tanich czujników mogą dawać znacznie lepsze lokalne prognozy.