Cine a inventat barometrul si cate tipuri exista?

Cuvantul “barometru” provine din grecescul “baros”, insemnand “greutate” si “metron” – “masuratoare”. Instrumentul este folosit, cu precadere, pentru masurarea presiunii atmosferice si se bazeaza pe principiul vacuumului (vidului). Presiunea atmosferica este cea exercitata asupra Terrei de aerul (amestecul de gaze – oxigen, bioxid de carbon, azot etc.) care inconjoara planeta si care se intinde de la sol, pana la limita superioara a atmosferei, adica pana la aproximativ 600 kilometri altitudine.

In mod curent, valorile presiunii atmosferice sunt exprimate in “torri” (de la numele inventatorului barometrului – Torricelli)/milimetri coloana de mercur (mmHg). La nivelul marii, presiunea atmosferica medie este de 760 mmHg, la temperatura de 0 grade Celsius, valorile acesteia fiind diferite, in functie de altitudine si de temperatura. Mai exista si alte unitati de masura pentru presiune, de exemplu, 760 mmHg = 1 atmosfera = 1,013 bar sau 1013 milibari. In prezent, meteorologii folosesc hectopascalul (hPa) – 1 bar = 105 Pa. O presiune ridicata (peste 760 mmHg) indica un sistem anticiclonic (semn de vreme buna), in timp ce o presiune scazuta arata un sistem depresionar (semn de vreme rea).

Scurta istorie

Documentele atesta faptul ca cel care a inventat si a utilizat, pentru prima data, un barometru, este matematicianul si fizicianul de origine italiana, Evangelista Torricelli, in anul 1643. Chiar daca Torricelli a ramas in istorie ca inventator al barometrului, se pare ca un instrument asemanator a fost conceput, intre anii 1640 si 1643, de catre matematicianul si astronomul  Gasparo Berti. Pe de alta parte, matematicianul si filosoful de origine franceza, Rene Descartes, descrie si el, o inventie asemanatoare, inca din anul 1631, dar nu exista dovezi ale unui model functional, din acea perioada.

Instrumentele de masurare a presiunii atmosferice au intrat in circulatie de abia in anii 1670 si au inceput sa fie folosite, pe scara larga, dupa 1800, datorita amiralului Robert Fitzroy, primul care reuseste sa prevada schimbarile meteorologice si sa descrie mecanismul cresterii si scaderii mercurului in barometre. Anglia este prima tara care recunoaste utilitatea acestui instrument, motiv pentru care Consiliul Comertului de la vremea respectiva impune folosirea barometrelor in toate orasele portuare, pentru ca marinarii sa poata obtine informatii despre vreme, inaintea calatoriei pe mare.

In anul 1840, francezul Lucien Vidie inventeaza barometrul aneroid (mecanic), in care mercurul este inlocuit cu un disc metalic, care isi marea sau micsora volumul in functie de presiunea aerului. Aceste instrumente aneroide au devenit extrem de populare datorita portabilitatii lor si pretului redus. Mult mai tarziu au fost concepute barometre digitale, care folosesc circuite electronice pentru masurarea presiunii aerului dintr-o anumita zona. Datorita lor, masurarea presiunii aerului este mai facila, iar previziunile meteorologice sunt mult mai precise, atat pe termen scurt, cat si pe termen lung.

Barometrul cu mercur

In anul 1643, Torricelli a descoperit ca, in momentul in care rastorni un tub plin cu mercur, in partea superioara a tubului, se va crea un vacuum. Acesta observa ca, in functie de altitudine si de conditiile meteorologice, inaltimea coloanei de mercur se modifica si ca mercurul se ajusteaza in interiorul tubului pana cand greutatea mercurului este echivalenta cu presiunea atmosferica exercitata asupra rezervorului de mercur.

La presiuni mai mari, mercurul va creste in interiorul tubului, iar cand este exercitata o presiune mai mica, mercurul va scadea. Un astfel de barometru cu mercur este prevazut cu un tub de sticla, cu o grosime de 83 de centimetri, inchis la unul dintre capete, si un rezervor de mercur in capatul celalalt. Greutatea mercurului creeaza un vacuum in interiorul tubului care va masura presiunea atmosferica dintr-o anumita zona. Chiar daca aceste instrumente pe baza de mercur au fost inlocuite cu instrumentele aneroide pentru masurarea presiunii aerului atmosferic, inca din anii 1800, ele continua sa fie folosite in laboratoarele de cercetare, chiar si in ziua de astazi.

Barometrul cu apa

Cunoscute si sub denumirea de instrumente Goethe (dupa numele celui care a facut cunoscut acest dispozitiv, Johann Wolfgang Goethe, genial scriitor, dar pasionat si de stiinte), acestea sunt construite sub forma unor containere sigilate, umplute pe jumatate cu apa. La unul dintre capete sunt prevazute cu un canal de scurgere si, pe masura ce presiunea aerului creste, apa se scurge prin intermediul canalului, pentru a semnala valoarea presiunii atmosferice.

In momentul in care presiunea aerului este mai mica decat a celei din tub, coloana de apa va creste, iar daca presiunea este mai mica, apa din interiorul containerului va scadea. Barometrul Goethe este cea mai simpla forma a acestor instrumente de masurare a presiunii, singurul dezavantaj fiind reprezentat de lipsa portabilitatii.

Instrumentele de masurare aneroide – barometru mecanic

Dispozitivele aneroide (mecanice) folosesc o celula aneroida sub forma unei cutii de mici dimensiuni, alcatuita din cupru si aliaj de beriliu, care se contracta sau se dilata, in functie de presiunea aerului atmosferic. Inventia dateaza din anul 1840, fiind patentata de catre Vidie si este primul astfel de instrument de masurare a presiunii aerului, ieftin si precis. Instrumentele aneroide au dus la inventarea barografului – un dispozitiv care este prevazut cu un ac de scriere, pentru inregistrarea modificarilor de presiune, sub forma de grafice.

Barometre digitale

Instrumentele digitale folosesc conexiuni electronice, pentru determinarea presiunii aerului si a formatiunilor meteorologice. Sunt prevazute cu un ecran de tip LCD, care arata, simultan, umiditatea relativa, presiunea atmosferica, tendintele presiunii pentru urmatoarele 24 de ore si un grafic cu previziunile meteorologice. Inca de la inventarea lor, cercetatorii au reusit sa realizeze prognoze de calitate si sa poata prevedea care sunt tiparele de evolutie a condiiilor climatice, pe termen scurt, in general trei zile.

Barometrul digital a contribuit la crearea bazelor meteorologiei moderne si, in plus, fata de barometrele cu mercur, nu prezinta niciun risc. Incepand cu anul 2007, Uniunea Europeana a restrictionat vanzarea mercurului, punandu-se capat, cu aceasta ocazie, productiei europene de barometre cu mercur.

Presiunea atmosferica si sanatatea

Se stie astazi ca diversele conditii meteorologice (presiune atmosferica, temperatura, umiditatea aerului etc.) pot sa influenteze starea de sanatate a omului, mai ales in cazul cardiacilor sau al celor cu probleme respiratorii, articulare etc. S-a constatat, de exemplu, ca durerile articulare se manifesta destul de clar in cazul unei presiuni mai scazute decat cea normala. In mod similar, o presiune mai ridicata genereaza iritabilitate, somn agitat, migrene, nevroze.

Starile “ciudate” legate de zborul cu avionul se leaga tot de valorile presiunii, deoarece, cu cat altitudinea la care se afla avionul este mai mare, cu atat presiunea scade, in timp ce presiunea din interiorul corpului este aceeasi, iar organele interne incearca sa egalizeze cele doua valori. Senzatia de “urechi astupate” are o explicatie similara – incercarea organismului de a egaliza presiunea din interior cu cea din exterior.

De asemenea, in zonele montane, pe culmi, presiunea este mult mai scazuta. De exemplu, pe Everest, la 8000 de metri, presiunea atmosferica are valori care reprezinta o treime fata de cele de la nivelul marii (si deci si oxigen mai putin, in aceeasi proportie).

Astmul alergic este influentat, in mare masura, de presiunea atmosferica. O presiune scazuta determina dureri la nivelul sinusurilor, al fruntii, dificultati respiratorii, apasare toracica, tuse.

Deoarece presiunea atmosferica ramane un fapt care doar poate fi constatat (si nu schimbat voluntar), ramane ca fiecare, mai ales persoanele meteo-sensibile, sa isi ia masuri de precautie.