XVIII.
A légnyomás.
182. A légnyomás és változása. Az előző fejezetben többször hivatkoztunk TORRICELLI híres kísérletére, hogy megbecsüljük a légkör magasságát és megállapítsuk teljes súlyát.
A maga egyszerű alakjában az olasz természettudós kísérlete csak első megközelítés; rögtönösen minőségileg megmutatja, hogy a légkör súlyánál fogva nyomást gyakorol azokra a tárgyakra, a melyeket körülfog.
A kísérletet közelebbről vizsgálva, látjuk, hogy a kénesőoszlop magassága a TORRICELLI-féle csőben nem állandó, még ha a hőmérséklet nem is változik. A kénesőoszlop emelkedik és száll; változásai gyakran összefüggenek az égbolt állapotával, a szél erősségével, az esővel, vagy a levegő szárazságával. Továbbá a
készüléket hegyre víve, a kénesőoszlop magassága és vele együtt a légnyomás is csökken.
TORRICELLI csövével tehát követhetjük a légkör nyomásának legkisebb változásait is; a következőkben látni fogjuk, hogy ezek a változások mindeii meteorológiai kutatásnak alapját alkotják, tehát fontos dolog, hogy minden pillanatban figyelemmel kísérjük őket. Nem írjuk itt le a kénesőbarométert, a melyet mindenki ismer, még hordozható és pontos alakjában is, mely FORTIN-tól való. Az olvasó megtalálja a Bureau des Longitudes Évkönyveiben minden évről mindazokat a szükséges elemeket, a melyeknek segítségével a leolvasásokat a hőmérséklet változása, a szabadesés gyorsulása, a földrajzi szélesség és a kapilláritás miatt szükségszerűen igazítani kell; ez igazításokat vagy az Évkönyvek-ben közölt számtáblázatok alapján, vagy rajzok segítségével hajtják végre, melyeket szintén a nevezett gyüjtemény közöl.
Ezenkívül ANGOT-nak Instruction météorologique (Meteorológiai Ismeretek) czímű munkája, nem különben minden fizikai tankönyv felsorolja mindazt az elővigyázatot, a melylyel a barométer leolvasásakor el kell járnunk, ha nagy pontosságot akarunk elérni.
183. Richard író- (regisztráló-) barométere. A TORRICELLI-féle kénesős barométer, a melyet tökéletesítettek és oly segédszerkezettel láttak el, a mely megkönnyíti és pontosabbá teszi a leolvasásokat, csakis szaggatott megfigyelést enged meg. Nagyon hasznos dolog azonban minden pillanatban tudnunk a készülék járását.
|
Ennek az óhajnak eleget tett RICHARD franczia mérnök, a kinek írókészülékei a meteorológiában hatalmas fejlődést jelentenek. Az íróbarométer, melynek használatát az állami tengeri hajókon kötelezővé tették, lényegében több apró, rugalmas fémből készült doboz, melynek fedője hullámos. E dobozok légüresek; tehát a légköri nyomás változásai alatt összelapulnak, ha a nyomás nő; de ha a nyomás csökken, akkor a dobozok falának rugalmassága az eredeti méreteket visszaállítja. A dobozok magassági változásai összeadódnak és őket aluminium emelőkar veszi fel, mely egyik végén zsíros tintával író tollat hord. Ez a toll állandóan papíroslappal fedett, mozgó hengert érint. A hengert óramű forgatja, mely egy hét alatt végez egy teljes körülfordulást; a toll tehát a papírosra folytonos vonalat húz, mely hét egymásután következő napon a barométeres változásokat jelzi. |
75. rajz. |
A rajzon a tulajdonképpeni műszer alatt hosszúkás keret látható; ez a keret magába foglalja azt a papíroslapot, a melyre az előző hét légnyomás-változásai vannak föl írva.
Ez a műszer, nem tekintve, hogy minden nyomásváltozást fölír, kevéssé érzékeny a hőmérsékletváltozásra, mi a kénesős készülékek leolvasásának folytonos igazítását teszi szükségessé. Nem szükséges kapilláritási javítás sem.
Az ily készüléket léghajóra is akaszthatjuk, melyet szabadon szokás a légbe ereszteni; a készülék maga följegyzi, hogy a kutató léghajó mily magasságot ért el.
E kettős kilengés kielégítő magyarázata még nem ismeretes. Próbálták két hullámmal magyarázni a dolgot, melyek közül az egyik félnapos két maximumot és minimumot ad, a másik egynapos, melynek csak egy kilengése van a hőmérséklet változása miatt, de ezek csak föltevések és a mi kötelességünk, hogy kizárólag a valóság mezején maradjunk.
186
185. A nyomás évi változása. Az évi változások a Föld különböző helyein kevésbé hasonlíthatók össze. Az észleletekből azt az általános következtetést vonhatjuk le, hogy a mérsékelt vidéken, a szárazföldön a nyomás nagyobb télen, mint nyáron. Az óczeánokon a szabály megfordítottja érvényes. Ez az eredmény könnyen megérthető, ha a föld és víz fajhőjének különbségére gondolunk. Nyáron a föld jobban felmelegszik, mint a víz, a melynek fajhője jelentékeny; a szárazföldeken elterülő levegő tehát jobban fölmelegszik, mint a tengereken levő; a fajsúlyában megcsökkent levegő függőlegesen felemelkedik és a magas tájakra emelkedve a szomszédos tengerek felé árad; tehát a kevésbé súlyos és melegebb levegő nyomása megcsökken, vagyis e csökkenés a szárazföldeken történik, míg a tengerek felett a nyomás megnövekedik. Télen a dolog fordítottja következik be, a Föld gyorsabban hűl ki, mint a tenger vize, mely tovább megtartja a kapott melegét. 186. A légnyomás-eloszlás térképei. – Izobár-vonalak. A legkönnyebb mód a föld különböző helyein észlelt légnyomás változásainak feltüntetésére oly térképek megszerkesztése, melyeken az izobár-vonalakat húzzuk meg. Ime a szerkesztésük módja. Összekötjük folytonos görbével a földgömb mindama pontjait, a melyeken bizonyos meghatározott időben a légnyomás értéke egyenlő; ez értékeknek természetesen normális kénesőmilliméterekben kell kifejezve lenniök, vagyis 0 hőmérsékletű kénesőben, a melynek nyomása megfelel a 45 szélességi fokon a tenger szinén észlelhető nehézségi erő értékének. Egy sorozat görbét kapunk így, a mely a nyomás eloszlását mutatja a Föld valamely vidékén, valamely nap bizonyos órájában. Ezek a görbék az izobár-vonalak, az éppen tanulmány alá vett pillanatban. De megszerkeszthetjük az átlagos nyomás izobárjait is, a következő módon. Ha valamely napon óráról-órára az észlelt légnyomás magasságát vesszük és e 24 magasság összegét elosztjuk 24-gyel, akkor megkapjuk a napi átlagot. Ha egy hónap 30 napi átlagának összegét elosztjuk 30-czal, megkapjuk a havi átlagot; végül 12-vel osztva a 12 havi átlag összegét, az évi átlagot kapjuk meg. Igy tehát könnyű megszerkeszteni az évi izobárokat, ha elegendő adatunk van hozzá; folytonos vonallal kötjük össze valamely világtérképen mindazokat a pontokat, a melyeken az évi átlagos nyomás 760 milliméter; így megkapjuk a 760-as izobárt. Így járunk el tovább, 5 mm.-ről 5 mm.-re szerkesztve meg a nyomásvonalakat és megkapjuk a II. térképlapot. Ez a térképlap elsó pillanatra több fontos dolgot mutat. Mindenekelőtt a nagy óczeánokon, az északi és déli szélesség 30°-ánál öt nagy nyomás-középpontot találunk; az egyik a Csöndes-óczeán északi részén, másik az Azorok mellett az Atlanti-óczeán északi részén van; a déli félgömbön pedig egyet a Csöndes-, egyet az Atlanti- és egyet az Indiai-óczeánon találunk. Az Atlanti-óczeán északi részén van egy kisnyomás-középpont Grönlandtól keletre; hasonló középpont van a Csöndes-óczeánon, a Behring-szoros közelében. Az egyenlítő egész hosszában kis-légnyomású öv van, mely körülveszi az egész földgömböt és végül a déli tengerek egész kiterjedésében is kis légnyomás van, mely a sark felé csökken és amelynek izobárjai teljes szabályosságot mutatván majdnem párhuzamos körök. Ez észleletekből már most következtethetjük, hogy a nagy óczeáni tömegek felett a nyomás szabályos. Ugyanerre a következtetésre jutunk az óczeánokon átvonuló légáramlatok tanulmányozásakor is, melylyel a levegő körzésének vizsgálatát megkezdjük, hogy azután a bonyolódottabb szárazföldi légkörzésre térjünk át. Egy nagynyomású öv van az évi átlagok térképén Ázsia keleti részén is. Tájékozásul megjegyezzük, hogy az eddig észlelt legnagyobb légnyomás 807 mm., melyet Szibériában Irkutzkban észleltek 1893. jan. 14-én; ugyanebben a városban jan. 12-től 16-áig ugyanebben az évben a barométer magasabb volt 800 mm.-nél. A legkisebb észlelt nyomás 1885 szept. 22-én állott elő Felse-Pointban (India); a barométer ekkor 690 mm.-re szállott le. Tehát a Föld felszinén összesen 117 milliméter légnyomás-különbséget észleltek. Budapesten a legkisebb nyomást 1905 nov. 14-én észlelték 733.5 mm., a legnagyobbat 1907 jan. 24-én 793.1 mm. magasságban úgy, hogy itt a légnyomás abszolut ingadozása 59.6 mm. a tenger szinére átszámitott értékben. 187. Januáriusi és júliusi izobárok. De az évi átlagok csak elégtelen felvilágosítást adnak. Valóban a 750 milliméteres átlagos nyomás valamely helyen több módon is előállhat; vagy állandó marad télen-nyáron, vagy nyáron 730, télen 770. Belátható, hogy e két eset két különböző éghajlati körülménynek felel meg, bár mindkét esetben az évi átlag ugyanaz. Tehát az észleletet szorosabbra kell vennünk és a havi izobárok térképét is tekintetbe kell vennünk. Mi csak a januáriusi (III. térképlap) és júliusi (IV. térképlap) izobártérképek vizsgálatára szorítkozunk. Az első dolog, a mi szembeötlik, az óczeáni nagynyomásközéppontoknak majdnem változatlansága, bár az évszak megváltozott. Tehát itt fontos jelenséggel van dolgunk, melynek az okát kell kutatnunk. Ellenkezőleg az ázsiai Oroszországi nagynyomásközéppont júliusban kisnyomásközépponttá változik; a nagynyomás jobbra helyeződött. Éppen így Észak-Amerikában januáriusban nagynyomást látunk, mely nyáron kisértékűvé válik, miként a júliusi térkép mutatja. Végül Ausztrália, a melyet januáriusban kisnyomás borít (akkor ott nyár van), nagynyomású középponttá válik júliusban (télen). A déli tengereken minden évszakban a szabályos izobárok kisnyomást mulatnak, mely a déli sark felé csökken. Ezek az alapvető, kizárólag az észleletekből lehozott adatok, melyeket a Föld felszinén észlelhető légnyomáseloszlásnak tanulmánya elénk tár. A következőkben tanulmányozni fogjuk a légkörzést, hogy megtaláljuk az okokat, a melyek az imént észlelt adatokat igazolják.