نشاط عملي يوّضح طريقة صنع جهاز “البارومتر” لقياس الضغط الجوي

2011 الطقس والمناخ

غريس ودفورد

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

البارومتر الضغط الجوي علوم الأرض والجيولوجيا

الأهداف:

1- صنع بارومتر عملي لقياس الضغط الجوي.

2- التنبؤ بأحوال الطقس من خلال تغيّر الضغط الجوي.

 

الأدوات التي تحتاجها:

– لوح من الكرتون المستعمل في ملصقات الإعلانات

– مقص

– قلم

– مسطرة

– طبق من البلاستيك

– بالون

– كوب زجاجي

– مصاصة شراب

– صمغ / شريط لاصق من الوجهين

 

خطوات العمل:

1– قص قطعة طويلة ضيقة من لوح الكرتون بعرض 3 بوصات (7.5 سم) وطول 8 بوصات (20 سم) تقريباً.

2- استخدم المسطرة والقلم لرسم خطوط على قطعة الكرتون بمسافة ربع بوصة (6 ملم) بين الخط والخط بحيث تبدأ على مسافة 3 بوصات (7.5 سم) من أسفل قطعة الكرتون، ثم رقّم تلك الخطوط بعد رسمها.

3- اثنِ قطعة الكرتون بمقدار 1 بوصة (2.5 سم) من الجهة السفلية كي يتكون لديك شكل حرف (L).

اصنع شقاً صغيراً بالمقص في مكان الانثناء (لأن ذلك سيسهل من لصق قطعة الكرتون). استخدم الشريط اللاصق لتثبيت قطعة الورق على طبق البلاستيك.

4- قص عنق البالون.

5- مدّد البالون وابسطه فوق الكوب كي يغطي فتحة الكوب كلها بشكل محكم.

6- قص مصاصة الشراب بحيث يصبح أحد طرفيها مدبب الرأس. ضع قليلاً من الصمغ على الطرف الآخر وثبته على البالون المشدود فوق فتحة الكوب.

تأكد من بروز مصاصة الشراب بمسافة لا تقل عن 5 بوصات (12.5 سم) من جانب الكوب.

7- ضع البارومتر على طبق البلاستيك بحيث يلامس طرف المصاصة المدبب البطاقة المحددة بالخطوط.

راقب البارومتر الذي صنعته عدة مرات كل يوم وسجل موقع مصاصة الشراب على الخطوط، بالإضافة إلى تسجيل الزمن في دفتر ملاحظاتك.

 

سجل القراءات اليومية المختلفة التي تظهر على البارومتر الذي صنعته. وينبغي أن تدوّن أيضاً في دفتر ملاحظاتك بجانب تلك القراءات حالة الطقس اليومية.

استخدم القياسين لمعرفة ارتباط قراءات الضغط بأحوال الطقس في منطقتك. هل انخفض الرقم المشير إلى الضغط لدى اقتراب العاصفة؟

هل ارتفع مؤشر الضغط عندما كان الطقس لطيفاً؟ انقل البارومتر من مكان إلى آخر. هل تلاحظ أيّ فرق فني تسجيل القراءات داخل المنزل أو خارجه؟

 

بعد أن أنجزت صنع جميع الأدوات الواردة في هذا الكتاب (مقياس الرطوبة ومقياس سرعة الريح ودوَّارة الريح والبارومتر) فقد أصبح لديك الآن المعدات التي يستخدمها المتنبئون الجويون وخبراء الأرصاد الجوية بشكل منتظم.

ومن خلال القياسات التي تسجلها يومياً بواسطة معداتك وتسجيل النتائج على فترة أسابيع أو شهور، تستطيع أن تكوّن صورة تفصيلية عن أنماط الطقس في منطقتك.

 

استخدم هذه المعلومات في التنبؤ بأحوال الطقس، ثم قارن تنبؤاتك وتوقعاتك بأحوال الطقس مع نشرات الأحوال الجوية التي يبثها التلفزيون أو المنشورة في الصحف أو على شبكة الإنترنت.

هل تجد أن تنبؤاتك بأحوال الطقس أكثر أم أقل دقة من تنبؤات خبراء الأرصاد الجوية المحترفين؟

 

تحليل النشاط:

في النشاط الرئيس يكون الهواء داخل الكوب معزولاً عن الهواء الخارجي، لذلك لا يتغير الضغط داخل الكوب، وبالتالي عندما يزداد ضغط الهواء الخارجي فإنه يبذل قوة دافعة نحو الأسفل على سطح البالون، وهذا يسبب ارتفاع مصاصة الشراب الملصقة على سطح البالون.

عندما يهبط ضغط الهواء ثانية تعود المصاصة لتهبط بدورها أيضاً.

يعمل البارومتر في نشاط المتابعة بالطريقة ذاتها، فعندما يكون ضغط الهواء مرتفعاً فإنه يبذل دفعاً باتجاه الأسفل على الماء الموجود في الكوب، ما يؤدي إلى دفع مزيد من الماء داخل القارورة، لذلك فإن مستوى الماء المرتفع في القارورة يعني ضغطاً جوياً مرتفعاً.

 

وعندما يكون ضغط الهواء منخفضاً لا يتمكن من دفع الماء الموجود في الكوب بقوة ملحوظة، ما يؤدي إلى دخول كمية أقل من الماء إلى القارورة.

إذا قمت برحلة للتخييم على الجبال فقد ترغب في أخذ أحد أجهزة البارومتر التي صنعتها من أجل قياس الضغط الجوي في المرتفعات العالية، فكلما توجهت إلى ارتفاع أكبر نقص عدد جزيئات الهواء، وبالتالي سيكون الضغط الجوي أكثر انخفاضاً.

يكون الهواء على ارتفاع 16400 قدم (5000 متر) خفيفاً جداً ومخلخلاً لدرجة يصعب فيها التنفس. وإن كنت تعيش في منطقة جبلية حاول أن تأخذ جهاز البارومتر الذي صنعته في إحدى رحلاتك إلى شاطئ البحر. لابدّ أنك ستلاحظ أن ضغط الهواء على الشاطئ مرتفع بشكل ملحوظ.

 

تستطيع من خلال معداتك المصممة للتنبؤ بأحوال الطقس إنشاء محطتك الخاصة برصد الأحوال الجوية. تتوزع أكثر من 5000 محطة أرصاد جوية متخصصة في مختلف بقاع العالم.

ويتم جمع البيانات في كل واحدة من هذه المحطات من خلال استخدام النوع ذاته من المعدات التي صنعتها بنفسك.

كما يجمع المتنبئون الجويون المحترفون البيانات والمعطيات من سلسلة أقمار اصطناعية خاصة بأحوال الطقس تدور حول الأرض على ارتفاعات تتراوح بين 500 ميل (800 كم) و700 ميل (1100 كم).

 

تلتقط هذه الأقمار الاصطناعية الصور الفوتوغرافية وتجمع المعلومات والبيانات التي يُعاد إرسالها إلى الأرض بهدف تحليلها ودراستها.

تساعد هذه المعلومات العلماء على فهم كيفية تأثير طقس إحدى بقاع العالم على الطقس في أماكن أخرى بعيدة.

 

ما العمل إذا لم تتحرك مصاصة الشراب أبداً؟

من المحتمل أن ضغط الهواء لم يتغير بشكل ملحوظ، فقد يبقى ضغط الهواء مستقراً لفترات طويلة حسب المراحل الزمنية في السنة.

وتأكد أيضاً من أن البالون مشدود تماماً فوق فتحة الكوب. حاول إبعاد البارومتر عن حرارة الشمس المباشرة بما أنها ستسخَّن الهواء داخل الكوب وتمدده، وبالتالي تكون نتائج القراءات غير صحيحة.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]