Články o výrobě a používání domácích meteorologických stanic jsou pravidelně publikovány na webu Giktime. Rozhodl jsem se držet krok s tímto trendem a také napsat příběh o meteorologické stanici, která visí před mým oknem - o bouři.
Stručně řečeno, bouřka je baňka s gáforovým řešením, které se používá ke sledování počasí v 19. století. V síti je o něm mnoho informací - ale popis principu práce je obvykle omezen na ezoteriku „nedostal úplné vědecké vysvětlení“. Před několika lety jsem četl o stormglass, zajímal jsem se, udělal pro sebe, experimentoval doma několik dní, pak zavěsil láhev z okna a druhý rok jsem pozoroval její chování v reálných podmínkách.
Vysvětlení principu činnosti se ukázalo být neuvěřitelně jednoduché a samotné zařízení bylo dostatečně citlivé, takže když jsem se na něj podíval, pochopil jsem, jak se oblékat při opuštění domu.
Stormglass je znám hlavně díky kapitánovi Fitzroyovi, stejnému, který se Darwina vydal na cestu kolem světa. Stručně řečeno, stormglass je roztok gáforu ve zředěném alkoholu, s přídavkem anorganických solí. Řešení je nestabilní a když se změní povětrnostní podmínky, vypadnou z něj krystaly gáforu, jehož množství a tvar lze použít k posouzení počasí.
Na internetu jsem nenašel jasná vysvětlení principu fungování bouřkového skla, ale obecně bylo jasné, že hlavními „provozními faktory“počasí byly teplota, tlak, vlhkost, izolace a možná také něco jako elektromagnetické pole. Je známo, že ve starých meteorologických stanicích byly dešťové brýle obvykle uzavřené baňky, což znamená, že nemohly měřit tlak a vlhkost. Ve viditelné části spektra je roztok stormglass průhledný a skleněná baňka nepropouští ultrafialové světlo dobře, takže reakce na sluneční světlo je také nepravděpodobná. Bylo obtížnější vyloučit vliv elektromagnetických polí nebo faktorů neznámých vědě na řešení - ale přesto se mi zdálo nejpravděpodobnější, že bouřkové sklo reaguje na kolísání teploty.
Můj stormglass ukazuje, že je nyní v pohodě a postupně zchladne.
O tom všem jsem přemýšlel ještě před výrobou mé láhve. První experimenty ukázaly, že jsem měl pravdu. Skutečnost je taková, že rozpustnost gáforu ve směsi alkoholu a vody silně závisí na teplotě: stačí roztok mírně zahřát a stane se průhledným, stačí jej ochladit - a celá baňka bude naplněna bílými vločkami gáforu. Současně se vyjasnil princip, kterým bylo vybráno složení roztoku: poměr množství alkoholu a vody byl vzat tak, že za teplého počasí se většina gáforu rozpustila a v chladném počasí se vysrážela; pak se změnou teploty se množství kafrových vloček nejvíce změní. Minerální soli jsou potřebné pro zvýšení hustoty roztoku; v důsledku přidání těchto solí je hustota roztoku přibližně stejná,jako hustota vynechaných krystalů kafru - to znamená, že krystaly rostoucí v tloušťce roztoku nebudou klesat a budou vidět nejlépe.
To byla běžná slova. Nyní několik pozorování:
Propagační video:
- Nejviditelnější fakt: množství krystalického gáforu na dně láhve závisí na teplotě. Čím chladnější, tím silnější vrstva. Současně se časem usazená vrstva stává hustší, a proto hustá vrstva ve spodní části ukazuje přibližnou teplotu posledních týdnů a ze změny tloušťky volné čerstvé vrstvy je snadné odhadnout, jak je dnes chladnější než tato průměrná úroveň.
- Při pomalém ochlazování začnou na dně láhve růst jehličkovité krystaly. Naopak, při zahřívání se jehly krystalů rozpustí a spodní vrstva vypadá jako sypký tající sníh.
Pomalé chlazení: čirý roztok a kafrové jehly. Čím menší jehla a čím déle jsou, tím nižší teplota klesla. Vzpomínáte si na první šarži vyrobenou fotografii z bouřlivého skla? Tam jsou jehly velmi dlouhé a krásné - zřejmě byla bouřlivá chlazena velmi pomalu a pečlivě - možná dokonce v termostatu.
Při rychlejším ochlazování se kafrové krystaly vysrážejí nejen na dně, ale v celém objemu baňky - vypadají jako sněhové vločky stoupající v tloušťce
- Středně rychlé chlazení - sněží.
- A když zchladne velmi rychle, dokonce ani sněhové vločky nemají čas na růst, celé řešení najednou zakalí a stane se podobné Schweppes.
Schweppes. Řešení ve stormglass je zakalené - takto vypadá během ostrého chladu; na dně leží nažloutlá vrstva upečeného kafru; Tato vrstva je tenká, to znamená, že je nyní dostatečně teplá.
Objevila se otázka: „Jak souvisí velikost krystalů s rychlostí změny teploty?“
Pro plnohodnotnou předpověď počasí samozřejmě nestačí jedno pozorování dynamiky teploty - ve skutečnosti ani moderní meteorologové, kteří mají výkonné počítače a síť meteorologických stanic, které zapletly celou planetu, nejsou v tomto úkolu příliš dobří. Ale v podmínkách začátku 19. století, kdy se zdálo, že i ty nejtranálnější termografy jsou high-tech zařízení - a v mořských podmínkách, kdy musel být termograf nějak chráněn před převrácením lodí - se ukázalo, že jsou požadovány funkce stormglass.
Teď trochu o výrobě stormglass:
Dusičnan draselný a amoniak jsou dusičnan draselný a chlorid amonný, a lze je zakoupit v železářství. V lékárně se prodává 10% roztok kafru.
Koncentrace gáforu není příliš zásadní - četl jsem o stormglass vyrobeném přímo z lékárenského 10% roztoku. Pokud se ale (jako já) nechcete odchýlit příliš daleko od receptu, přidejte vodu do lékárenského kafrového roztoku - kafr se okamžitě vysráží ve formě velkých hustých vloček, které se snadno filtrují (například netkanou látkou), suché (všimněte si, že gáfor se během sušení odpaří a je třeba ho vzít s okrajem) a znovu rozpustit v lihu na požadovanou koncentraci.
Pokud jste dostali soli z železářství, jsou pravděpodobně špinavé a měly by být rekrystalizovány. Je to také jednoduché: vezměte vroucí vodu (nejlépe destilovanou vodu z obchodu s autodíly), do ní nalijte tolik soli, aby se zastavila rozpouštění, obhajovala roztok (nebo spíše filtrovala přes stejnou netkanou látku), ochlazovala na pokojovou teplotu, sbírala spodní sediment solí a také jej vysušte.
Nyní mícháte komponenty ve správném poměru a dostanete podmíněně fungující stormglass.
Další stormglass s krásnými krystaly. Pokud váš stojí v místnosti a nevisí před oknem, může v něm něco podobného vyrůst.
„Podmíněné“- protože také musí být kalibrováno pro vaše počasí. Je to trochu nudné, ale také snadné: vezměte výslednou směs, pomalu ji zahřejte na teplotu, kterou chcete dosáhnout maximální pracovní teploty - například na teplotu, kterou ukazuje teploměr zavěšený mimo okno za mírně horkého letního dne. Nyní se ujistěte, že na dně nádoby se směsí zůstává velmi málo kafru: pokud se veškerý kafr rozpustil, přidávejte po kapkách vodu do roztoku za stálého míchání - dokud se na dně neobjeví malý sediment; mějte na paměti, že sraženina vypadne každou kapkou, ale do určité chvíle se za míchání rozpustí. Pokud je příliš mnoho sedimentu, přidejte naopak alkohol.
Pravděpodobně můžete také kalibrovat řešení z hlediska hustoty, ale malá odchylka hustoty od požadované má malý vliv na provoz stormglass, tak jsem to udělal bez této fáze.
Všechno! Řešení je připraveno! Nalijte ji do láhve se zemní zátkou (nechte v lahvičce trochu vzduchu, aby se roztok mohl zahřát, když se zahřeje), uzavřete jej těsnicí hmotou (doporučuji vzít silikonový roztok - roztok je docela aktivní a například vakuové mazivo, například, bylo na mém místě rozpuštěno za rok, také se změnilo na žluté, v výsledek), zavěste ji mimo okno vedle teploměru - a sledujte rostoucí a rozpuštěné krystaly.
Autor: APLe