«Трактат о метеорологических приборах: научные принципы, методы конструирования и практическое применение»

For in the air at 50° there is 110·7 grains of vapour[11] and " 70 " 216·0 " Total amount of vapour 326·7 " But two cubic yards of air at 60° can only sustain 313·2 " Hence there will be deposited 13·5 " rain. Можно признать, следовательно, что когда теплый и влажный поток воздуха встречает массу холодного воздуха, который может быть не очень сухим, смесь не способна удерживать весь пар в невидимом состоянии; так что избыток становится видимым в виде дымки или тумана, а когда температура достаточно понижается — в виде дождя. Британские острова более или менее окутаны туманом или дымкой в начале восточных ветров, что при внезапной смене ветра проявляется даже летом; в то время как юго-западные ветры, теплые и приходящие с океана, осаждают большое количество дождя из-за охлаждающего эффекта суши, более холодной по причине своей широты. Когда дождь выпадает при северном ветре, это, вероятно, связано с выпадением из верхнего юго-западного потока, что часто, по-видимому, подтверждается движением верхних облаков.

119. Законы выпадения осадков. — В тропических странах в течение года есть сухой и влажный сезоны: сухой — когда солнце находится на противоположной стороне экватора; влажный — когда солнце находится в зените. Что касается Британских островов, статистика, собранная г-ном Г. Дж. Саймонсом, указывает на то, что: 1-е. Станции с наименьшим количеством осадков находятся внутри страны или на восточном или юго-восточном побережьях; станции с наибольшим количеством осадков находятся на западных побережьях. 2-е. Количество осадков очень велико вблизи горных цепей или групп, если только станция не находится в нескольких милях к северо-востоку от них.

Будет уместно проиллюстрировать эти замечания, приведя среднее количество осадков в нескольких местах, сгруппировав их как —

Westerly. Central. Easterly. Inches. Inches. Inches. Bodmin43 Enfield23 Witham (Essex)21 Bolton (Lancashire)44 Epping23 Patrington (Hull)21 Coniston (Windermere)71 Derby24 Sunderland17 Seathwaite127 York22 Inveresk (Edinburgh)25 Torosay (I. of Mull)75 Stirling39 Pittenweem (Fife)24 Killaloe (Limerick)38 Perth29 Dublin22 Г-н Грин, знаменитый аэронавт, утверждает из своего опыта: «что всякий раз, когда идет дождь и небо полностью затянуто облаками, неизменно обнаруживается наличие другого слоя облаков на определенной высоте над первым»; и недавние научные подъемы на воздушном шаре г-на Глейшера подтвердили эту теорию. Г-н Глейшер говорит: «По-видимому, установленным фактом является то, что всякий раз, когда дождь идет из-под сплошной облачности, сверху находится второй слой». «Также кажется, что когда небо затянуто облаками без дождя, сверху нет слоя облаков, а солнце светит на верхнюю поверхность. В каждом случае, когда я поднимался при таких обстоятельствах, я обнаруживал, что это именно так, соглашаясь в этом отношении также с наблюдениями г-на Грина».

Количество дождя, собранного в дождемере, установленном близко к поверхности земли, больше, чем в любом дождемере, установленном над ним; и чем выше установлен дождемер, тем меньше воды собирается. Г-н Глейшер утверждает, что его эксперименты с воздушным шаром подтверждают этот закон.

120. Полезность статистики осадков. — Полезность знания количества осадков в любой местности достаточно очевидна, и по этому вопросу мало что нужно сказать. Дождемер должен быть в руках каждого садовода и фермера. При уходе за растениями и посевами на открытом воздухе, а также при строительстве цистерн и резервуаров для водоснабжения дождемер является ценным помощником. С его помощью садовод будет руководствоваться в суждении о том, насколько необходимо снабжение земли влагой; и он также увидит, насколько полезен даже быстрый ливень для растущих растений, если учесть, что выпадение дождя глубиной в десятую долю дюйма соответствует осаждению около сорока хогсхедов на акр. Изучение количества осадков в стране представляет значительный интерес для земледельцев. Здоровье и рост домашних животных, развитие продукции земли, а также ежедневные труды фермера зависят от избытка или недостатка дождя. «Для земледельца должно быть предметом большого удовлетворения и уверенности знать в начале лета, по достоверным свидетельствам метеорологических записей, что сезон, в обычном ходе вещей, можно ожидать сухим и теплым; или обнаружить в определенный его период, что выпало среднее количество дождя, ожидаемое за месяц. С другой стороны, когда есть основания, из того же источника информации, ожидать много дождя, человек, у которого хватает мужества начать свои работы под неблагоприятным небом, но с вескими основаниями заключить, из состояния своих инструментов и своих сопутствующих знаний, что приближается благоприятный интервал, часто может извлекать выгоду из своих наблюдений; в то время как его осторожный сосед, который ждал, «пока погода установится», может обнаружить, что он упустил возможность. Это превосходство, однако, достижимо при весьма умеренной доле прилежания к предмету; и путем ведения простого дневника барометра и дождемера, с гигрометром и флюгером, под его ежедневным наблюдением». Статистика осадков не только ценна и интересна с метеорологической точки зрения и для сельскохозяйственных целей, но также весьма важна в связи с санитарным обустройством городов и инженерными работами. Это особенно очевидно для инженера-гидравлика. Поскольку дождь является важным источником водоснабжения рек, каналов и водохранилищ, очевидно, что знание вероятного количества осадков для любого сезона или месяца в данном месте, предоставляемое средними значениями наблюдений прошлых лет, будет данными, на которых инженер будет основывать свои планы по обеспечению защиты от наводнений или засух; в то время как измерение фактического количества, которое только что выпало, собранное по показаниям серии дождемеров, подскажет ему меры предосторожности, которые следует принять, чтобы либо экономить, либо отводить поступающие воды.

«Когда канал прокладывается через холмистую местность, его курс неизбежно определяется особенностями рельефа, и он попеременно поднимается и опускается. В этом случае, поднимаясь последовательностью уровней, он неизбежно достигает определенного наивысшего уровня, который инженеры называют уровнем вершины. Отсюда он снова спускается соответствующей серией уровней. Теперь очевидно, что, если предположить, что шлюзы все равны по величине, подъем судна потребует спуска такого же количества воды с вершины до самого низкого уровня, которое заполнило бы один шлюз; ибо это количество воды должно быть сброшено из каждого шлюза серии, когда судно проходит через него.

«То же самое можно сказать о процессе, посредством которого судно спускается вдоль серии шлюзов на другой стороне вершины. По-видимому, следовательно, на уровне вершины всегда должен поддерживаться запас воды, достаточный для заполнения одного шлюза дважды для каждого судна, которое пересекает вершину.

«К счастью, по законам естественного испарения дождь выпадает в больших количествах на возвышенных вершинах, чем в промежуточных долинах, так что движущая сила в этом случае приспосабливается к потребностям сообщения». — «Справочник по натурфилософии» д-ра Ларднера.

121. Новая форма дождемера. — С тех пор как предыдущие страницы были набраны, г-ном Саймонсом была разработана модификация дождемера Говарда, которая компактна по дизайну, удобна в использовании и недорога. Она сочетает в себе преимущества большинства дождемеров, обладая прочностью и легкостью измерения. Бутыль помещается в жестяной футляр, к дну которого прикреплены прочные шипы, которые при вдавливании в землю предотвращают ее опрокидывание ветром или случайно. Поскольку бутыль прозрачна, а в футляре сделаны прорези, количество выпавшего дождя видно с первого взгляда или с помощью театрального бинокля из окна. Воронка, будучи прикрепленной к крышке футляра, тем самым удерживается строго горизонтально, и глубину дождя можно точно измерить, вынув бутыль из футляра и вылив ее содержимое в градуированный стеклянный стакан.

Воронка этого дождемера представляет собой очень глубокий конус, чтобы предотвратить разбрызгивание капель дождя. При правильной установке приемная поверхность будет находиться на двенадцать дюймов выше земли, что, как показал опыт, является наиболее выгодной высотой.

ГЛАВА XIII.

АППАРАТУРА, ПРИМЕНЯЕМАЯ ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ НАПРАВЛЕНИЯ, ДАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ ВЕТРА.

Fig. 86.

122. Флюгер. — Инструмент, с помощью которого направление ветра отмечается наиболее часто, — это флюгер, или петух, и все, что нужно сказать о нем здесь, это то, что точки севера, востока, юга и запада, обычно прикрепляемые к нему, должны указывать истинные, а не магнитные направления; и что следует проявлять осторожность, чтобы предотвратить его заклинивание. Для определения давления и скорости ветра требуются очень сложные инструменты, и они называются анемометрами. Самый простой — Линда.

123. Анемометр, или ветромер, Линда (рис. 86), изобретенный лишь в 1775 году для показания давления ветра, состоит из стеклянного сифона, колена которого параллельны друг другу, и каждое колено имеет одинаковый диаметр. Один конец сифона согнут под прямым углом к колену, чтобы представить горизонтальное отверстие ветру. Градуированная шкала, разделенная на дюймы и десятые доли, прикреплена к сифонной трубке, отсчитывая в любую сторону от нулевой точки в центре шкалы. Весь инструмент установлен на шпинделе, увенчанном флюгером, и свободно перемещается в любом направлении под действием ветра, всегда представляя открытый конец в ту сторону, откуда дует ветер. Чтобы использовать инструмент, его просто заполняют водой до нулевой точки, а затем подвергают воздействию ветра; разница в уровне воды дает силу ветра в дюймах и десятых долях путем сложения величины опускания в одном колене и подъема в другом, при этом сумма двух значений является высотой столба воды, который ветер способен поддерживать в данный момент.

Таблица,

показывающая силу ветра на квадратный фут для различных высот столба воды в ветромере Линда.

Inches. Force in lbs. Common designation

of such Wind. 6 31·75 A Hurricane. 5 26·04 A violent Storm. 4 20·83 A great Storm. 3 15·62 A Storm. 2 10·42 A strong Wind. 1 5·21 A high Wind. ·5 2·60 A brisk Wind. ·1 ·52 A fresh Breeze. ·05 ·26 A gentle Breeze. 0. 0. A Calm.

124. Модификация дождемера Линда. — Сэр У. Сноу Харрис осуществил модификацию анемометра Линда с целью получения ручного инструмента для использования, в частности, на море. В настоящее время сила ветра на море оценивается по произвольной шкале, предложенной сэром Ф. Бофортом, покойным гидрографом; 0 — штиль, 12 — сильнейший ураган, а промежуточные цифры дают меняющуюся силу ветра. Давно ощущалась потребность в инструментальных средствах для получения этих данных на море, хотя бы ради периодической проверки личных оценок, которые могут значительно варьироваться у разных наблюдателей. Ветромер Харриса предназначен для удержания в руке, стоя лицом к ветру, и поддержания его в правильном положении путем слежения за прикрепленным спиртовым уровнем. Когда инструмент установлен в нужное положение и удерживается крепко, трубку необходимо открыть ветру нажатием большого пальца на шарнирные рычаги, управляемые пружинами. Давление ветра перемещает заключенную жидкость; и при отпускании большого пальца трубка закрывается, чтобы сохранить жидкость в ее положении; затем снимается показание по шкале, либо в фунтах на квадратный фут, милях в час, либо в обычных обозначениях ветра, таких как легкий, свежий, сильный и т. д.

Fig. 87.

125. Анемометр Робинсона. — Д-р Робинсон из Армы является изобретателем очень успешного анемометра, который определяет горизонтальную скорость ветра. Впервые он был использован в 1850 году при метеорологических и приливных наблюдениях, проводившихся на побережье Ирландии под руководством преподобного д-ра Ллойда. Ни одна метеорологическая обсерватория не должна обходиться без этого ценного инструмента, который необходим для определения средней скорости ветра в данной местности, в отличие от наиболее частого ветра в том же месте. Он представлен на рис. 87. Четыре полые полусферические чашки A A расположены на сопряженных диаметрах, или плечах, своими диаметральными плоскостями вертикально и обращены в одну сторону на вертикальной оси B, которая имеет на нижнем конце бесконечный винт D. Ось поддерживается в точке C так, чтобы вращаться с минимально возможным трением. Бесконечный винт находится в зацеплении с системой колес и шестерен. Каждое колесо перемещает указатель по неподвижному циферблату спереди; или указатель неподвижен, а градуировка нанесена на сами колеса.

Д-р Робинсон доказал, как теоретически, так и экспериментально, что центр любой из чашек, так установленных и приведенных в движение ветром, вращается со скоростью, равной одной трети скорости ветра. Если, следовательно, диаметральное расстояние между центрами чашек составляет один фут, круг, описываемый центрами за один оборот, равен 3,1416 фута, а скорость ветра будет в три раза больше этого, или 9,42 фута, что должно быть отнесено ко времени для получения абсолютной скорости. Инструмент иногда изготавливается с центрами чашек на расстоянии 1,12 фута друг от друга, так что описываемый круг составляет 1/1500 мили в окружности. Следовательно, чтобы произвести один оборот чашек, ветер должен пройти в три раза большее расстояние, или 1/500 мили. Таким образом, 500 оборотов будут произведены одной милей ветра; так что циферблаты могут быть градуированы для регистрации скорости в милях и десятых долях миль. Самая простая компоновка — с пятью циферблатами, записывающими соответственно 10, 100, 1000, 10 000 и 100 000 оборотов.

Инструкции по использованию анемометра Робинсона. — Циферблаты считываются так же, как показания газового счетчика, начиная с циферблата, наиболее удаленного от бесконечного винта.

«Цифры на первом циферблате указывают количество сотен тысяч оборотов; цифры на втором циферблате — количество десятков тысяч; на третьем — тысячи; на четвертом — сотни; и на пятом — количество десятков.

«Инструмент следует считывать каждое утро в 9 часов; и, как правило, будет достаточно считывать только первые три циферблата. Цифры можно записывать по мере их считывания. Если указатель указывает между двумя цифрами, следует брать меньшую из двух.

«Например, если первый циферблат указывает на 7 или между 7 и 8; в то время как второй циферблат указывает 4; а третий — 5; запись, которую следует сделать, — 745 (указывающая на 745 тысяч оборотов).

«Каждый раз, когда обнаруживается, что указатель первого циферблата прошел ноль (0), перед следующим (более низким) показанием следует поставить крестик или звездочку.

«Чтобы определить, сколько тысяч оборотов было сделано за месяц, достаточно будет просто вычесть первое показание из последнего и приписать к трем полученным цифрам цифру, соответствующую количеству звездочек в колонке. На каждую тысячу оборотов приходится две мили ветра: следовательно, нам нужно только умножить на 2, чтобы узнать, сколько миль ветра прошло за месяц.

«Для последнего дня каждого месяца необходимо сделать две записи (одна под другой), чтобы привести показания к 9 часам утра 1-го числа следующего месяца. Та же запись, которой заканчивается один месяц, следовательно, начнет следующий. Это повторение одной записи необходимо для того, чтобы не потерять ветер за день.

“The accompanying example of the 687 readings of an Anemometer for 13 days 773 will illustrate the method of making 822 the entries, &c. 855 “In this instance, the first read- 900 ing (687) is less than the last (793). 953 When the first reading is greater than 990 the last, it will be necessary to borrow *066 1,000 in making the subtractions, 197 and then deduct one from the number 323 of stars. Thus, if the first reading 414 of the series on the margin had 597 been 887, the result would have been 712 906 instead of 1106. 793 1106 thousands of revolutions. 2 13 2212 miles of wind in period. 170 miles of wind per day, on an average. «Вышеуказанные инструкции — это все, что требует регулярного соблюдения. Но иногда может быть интересно узнать скорость ветра в течение нескольких минут. Это можно определить, наблюдая разницу двух показаний всех циферблатов с интервалом в несколько минут между ними, когда будет достаточно очень краткого расчета; но, пожалуй, самый простой метод — следующий: —

Fig. 88.

«Снимите два показания с интервалом в 12 минут между ними. Разница этих показаний, деленная на 10, есть скорость ветра в милях в час. Таким образом, если показание пяти циферблатов (слева направо) в полдень составляет 15206, а в 12 минут первого — 15348, скорость ветра составляет 14,2 мили в час». — Адмирал Фицрой, член Королевского общества.

Рычаг и муфта иногда устанавливаются на этот анемометр, как на рис. 88, для выключения системы из зацепления, когда регистрация не требуется. Он также может быть соединен с часовым механизмом для автоматической записи, заставляя механизм оставлять отметку на подготовленной бумаге, перемещаемой аппаратом, через определенные промежутки времени.

Этот анемометр следует устанавливать в открытом месте, как можно выше над землей, насколько это удобно для считывания. Его можно сделать очень портативным, если плечи, несущие чашки, сделать отвинчивающимися или складывающимися. При установке на карданном подвесе его можно с большой пользой использовать на море.

Экспериментально доказано, что давление ветра изменяется пропорционально квадрату скорости; соотношение составляет V² = 200 × P. Следовательно, по этой формуле можно рассчитать давление, соответствующее наблюдаемой скорости.

126. Анемометр Уэвелла. — Этот аппарат, изобретение знаменитого д-ра У. Уэвелла, регистрирует горизонтальное движение воздуха вместе с направлением. Его механизм можно описать в общих чертах следующим образом: —

Горизонтальная латунная пластина прикреплена к вертикальному шпинделю, который проходит через ось неподвижного цилиндра, поддерживаясь подшипником на нижнем конце и работая в обойме на верхнем. Прикреплен флюгер, с помощью которого пластина перемещается в зависимости от направления ветра. Крыльчатка, имеющая восемь лопастей, каждая из которых закреплена под углом 45° к оси, помещена на пластину так, что ось находится на линии направления флюгера. Бесконечный винт на оси вращает вертикальное колесо, имеющее сто зубьев, ось которого также имеет бесконечный винт, работающий в горизонтальном колесе, имеющем такое же количество зубьев, которое передает движение вертикальному винту длиной пятнадцать дюймов. На этом винте помещена подвижная гайка, которая несет карандаш. Вокруг цилиндра ежедневно оборачивается бумага, разделенная на точки компаса. Ветер, воздействуя на флюгер, заставит пластину повернуться; и винт, несущий карандаш, будет перемещаться вместе с ней, так что карандаш отметит на бумаге направление ветра. Крыльчатка также придет в движение, и тем самым гайка на винте опустится, так что прикрепленный карандаш прочертит вертикальную линию на бумаге. Когда лопасти на оси находятся на расстоянии 2,3 дюйма от оси до конца и имеют ширину 1,9 дюйма, а резьба винта такова, что сорок пять оборотов заставят гайку опуститься на два дюйма, 75,85 мили ветра заставят карандаш опуститься на вертикальное расстояние в два дюйма; но фактический след на бумаге будет длиннее пропорционально величине изменения азимута, или направления, ветра.

127. Анемометр и плювиометр Ослера. — Г-н Фоллет Ослер является изобретателем самопишущего аппарата, который регистрирует направление и давление ветра, а также количество и продолжительность дождя на одном и том же листе бумаги. Его аппарат встретил большое одобрение и был установлен во многих обсерваториях. Механизм может быть модифицирован различными способами, и ниже приводится описание самой простой и новейшей компоновки.

Рис. 89.

Инструмент, диаграммой которого, а не изображением, является рис. 89, состоит, во-первых, из флюгера V клиновидной формы, который, как выяснилось, лучше подходит, чем плоский флюгер; ибо последний всегда находится в нейтральной линии и поэтому недостаточно чувствителен. Для получения направления ветра с преимуществом вместо флюгера был использован ветряной регулятор. На нижнем конце трубки T T находится небольшая шестерня, работающая в рейке r, которая движется вперед и назад по мере того, как ветер давит на флюгер. К этой рейке прикреплен карандаш x, который отмечает направление ветра на правильно разлинованной бумаге, расположенной горизонтально внизу и отрегулированной так, чтобы продвигаться со скоростью полдюйма в час с помощью простого приспособления, соединяющего ее с хорошими часами. Бумага показана на иллюстрации на столе инструмента.

Пластина давления F для определения силы ветра имеет размер один квадратный фут и расположена непосредственно под флюгером и под прямым углом к нему; она поддерживается легкими стержнями, движущимися горизонтально на фрикционных роликах и сообщающимися с плоскими пружинами 1, 2, 3, так что пластина, когда на нее воздействует давление ветра, воздействует на них, а они передают такое действие на медную цепь, проходящую вниз внутри трубки направления и через шкив внизу. Легкая медная проволока соединяет эту цепь с пружинным рычагом y y, несущим карандаш, который записывает давление на бумаге внизу. Г-н Ослер предпочитает пружину любому другому средству для определения силы ветра, потому что крайне важно иметь как можно меньше движущейся массы, иначе приобретенный импульс заставит пластину давления давать очень ошибочные показания. Пластина давления настолько легка, насколько это совместимо с прочностью. Она удерживается перед ветром флюгером и подталкивается тремя или более пружинами, так что при легких ветрах сжимается только одна, а при более сильных — две или более, в зависимости от силы ветра.

Плювиометр расположен справа на рисунке, P P — плоскость крыши здания. Дождевая воронка R имеет площадь около 200 квадратных дюймов. Вода, собранная в ней, передается по трубке через крышу здания в стеклянный сосуд G, отрегулированный и градуированный так, чтобы указывать четверть дюйма дождя на каждые 200 квадратных дюймов поверхности, т. е. 50 кубических дюймов. G поддерживается спиральными пружинами b b, которые сжимаются под весом накапливающегося дождя. Стеклянная трубка, открытая с обоих концов, вцементирована в дно G, и поверх нее помещена большая трубка, закрытая сверху, как колокол. Меньшая трубка, таким образом, образует длинное колено сифона, а большая трубка действует как короткое колено. Вода, поднявшись до уровня верха внутренней трубки, переливается в небольшой медный опрокидыватель t в шаре S под резервуаром. Этот опрокидыватель разделен на две равные части медной пластинкой и установлен на оси не совсем сбалансированно, а так, чтобы один или другой конец перевешивал. Вода затем капает в конец опрокидывателя, который оказывается верхним, и когда он полностью заполняется, он опрокидывается, выливая воду в шар S, из которого она стекает через сливную трубу. Таким образом, в шаре создается неполный вакуум, вполне достаточный для создания тяги в маленькой трубке сифона, или длинном колене; и все содержимое резервуара G немедленно вытекает, а спиральные пружины b b поднимают резервуар в исходное положение. Чтобы произвести это действие, должна была выпасть четверть дюйма дождя. Регистрация легко понятна. Пружинный рычаг z, несущий карандаш, прикреплен шнуром c к S. Эта пружина всегда держит шнур натянутым, так что по мере того, как аппарат опускается во время дождя, пружина продвигает карандаш все дальше от нуля шкалы на бумаге внизу, пока не выпадет четверть дюйма, когда карандаш оттягивается обратно к нулю подъемом резервуара.

Часовой механизм продвигает регистрирующую бумагу вперед с помощью одного из колес, работающих в рейке, прикрепленной к раме.

Настройку инструмента следует тщательно выполнить при его первой установке. Шкала давления должна быть установлена экспериментально путем приложения грузов в 2, 4, 6 и т. д. фунтов для перемещения пластины давления.

Регистрирующий след за двадцать четыре часа легко понятен. Направление записывается в центральной части; давление — с одной стороны, а дождь — с другой. Линии, параллельные длине бумаги, показывают отсутствие дождя, устойчивый ветер и постоянное давление. На следе дождя линия, параллельная ширине бумаги, показывает, что карандаш был отведен обратно к нулю, так как выпала четверть дюйма дождя. Часовые линии направлены по ширине бумаги.

На Международной выставке 1862 года компания Негретти и Замбра представила улучшенный анемометр Ослера, объединив его с чашками Робинсона, так что давление и скорость отображаются на одном листе, на котором линия длиной в дюйм записывается на каждые десять миль; таким образом, полный инструмент непрерывно показывает направление, давление и скорость ветра.

128. Анемометр Бекли. — Г-н Р. Бекли из обсерватории Кью разработал самопишущий анемометр, который состоит из трех основных частей: чашек Робинсона для определения скорости; двойной крыльчатки, или ветряного регулятора, для получения направления; и часов для перемещения цилиндра, вокруг которого обернута регистрационная бумага. Бумага записывает время, скорость и направление ветра в течение двадцати четырех часов, после чего ее необходимо заменить. Он имеет чугунную трубчатую опору, или пьедестал, для несения внешних частей — чашек и крыльчаток, — которые должны быть установлены на крыше здания, на котором желательно закрепить инструмент.

Крыльчатки удерживают свою ось под прямым углом к ветру; и при любом изменении направления они перемещаются, увлекая за собой внешнюю латунную трубку, которая опирается на фрикционные шарики на вершине пьедестала и прикреплена к трубчатому валу, проходящему через внутреннюю часть пьедестала и заканчивающемуся коническим колесом. Коническое колесо, работая с другими зубчатыми колесами, передает движение вала направления цилиндру, несущему карандаш, для записи направления.

Вал, несущий чашки, поддерживается на фрикционных шариках, помещенных в паз, образованный на вершине вала направления, и, проходя через внутреннюю часть этого вала, выходит ниже конического колеса, где он заканчивается бесконечным винтом, или червяком.

При движении чашек ветром движение передается самому внутреннему валу, оттуда — червячному колесу, откуда движение передается карандашу, который регистрирует скорость.

Для регистрации используется металлическая бумага Де ла Рю, обладающая свойством принимать след от латунного карандаша. Карандаши, следовательно, могут быть изготовлены в наиболее удобной форме. Г-н Бекли формирует каждый карандаш из полоски латуни, обернутой вокруг цилиндра, делая очень тонкий резьбовой винт, так что контакт цилиндра карандаша и часового цилиндра представляет собой лишь точку металлической нити. Цилиндры карандашей помещаются бок о бок на цилиндре, вращаемом часами, и не требуют пружины или другого приспособления, чтобы удерживать их в работе, но всегда контактируют с регистрационной бумагой под действием собственной тяжести. Поэтому они не требуют внимания, и, будучи такими же длинными, как след, который они оставляют, они прослужат долгое время.

Карандаш скорости имеет только один виток на цилиндре, и его шаг равен шкале в пятьдесят миль на бумаге. Карандаш направления также имеет один виток на своем цилиндре, его шаг равен шкале основных точек компаса на бумаге.

Часы обеспечивают равномерное движение цилиндра, на котором закреплена бумага, со скоростью полдюйма в час.

Регистрирующий механизм инструмента очень компактен, требуя пространства всего около 18 на 8 дюймов.

В отчете Британской ассоциации за 1858 год г-н Бекли дал подробное описание своего анемометра с чертежами всех частей.

129. Самопишущий анемометр Линда. — Ветромер Линда, предназначенный для регистрации максимального давления, был представлен на Международной выставке 1862 года г-ном Э. Г. Вудом. Изгиб сифона сужен для получения устойчивости. На подветренном колене просверлено отверстие, соответствующее по размеру суженной части трубки. Край отверстия соответствует нулю шкалы. При увеличении давления ветра столько воды, сколько поднялось бы выше отверстия, вытекает, и поэтому оставшееся количество указывает наибольшее давление ветра с момента последней установки инструмента, которая производится путем заполнения его водой до нулевой точки.

130. Анемометрические наблюдения. — Чтобы проиллюстрировать ценность анемометрических наблюдений, мы приводим выдержку из статьи г-на Хартнапа о результатах, полученных с помощью анемометра Ослера в Ливерпульской обсерватории. Шестилетние наблюдения, закончившиеся в 1857 году, дали следующие среднегодовые значения ветров: северо-восточный — 60 дней, со скоростью 7,8 мили в час; северо-западный — 112 дней, со скоростью 15,4 мили в час; юго-восточный — 115 дней, со скоростью 11,0 миль в час; юго-западный — 77 дней, со скоростью 13,8 мили в час; и один день штиля. Согласно тем же наблюдениям, среднее изменение силы ветра в течение 24 часов составляет: 11 миль в час — минимальная сила, приходящаяся на 1,5 часа ночи; до 6 часов утра она остается почти такой же, составляя 11,3 мили в час; в 10 часов утра она составляет 13,4 мили в час; в 1,5 часа дня ветер достигает своей максимальной силы, составляя 14,8 мили в час; в 5 часов вечера она снова составляет 13,4 мили в час, а в 9 часов вечера — 11,3 мили в час. Отсюда следует, что ветер падает до своей минимальной силы гораздо более постепенно, чем поднимается до максимума; что уменьшение и увеличение равны и противоположны, так что кривая симметрична; и что в целом сила ветра ночью меньше, чем днем.

«Существуют доказательства, — говорит адмирал Фицрой, — в очень ценных анемометрических результатах г-на Хартнапа, которые, по-видимому, доказывают, что для его обсерватории, расположенной в долине, со зданиями и холмами к северо-востоку, настоящий полярный поток дует не с С.В., а ближе к Ю.В. Согласно его надежному обзору ветров, наблюдавшихся там, оказывается, что наиболее преобладающими были ветры с З.С.З. и Ю.Ю.В. Но в Англии, в целом, преобладающими ветрами считаются западные, склоняющиеся к юго-западным, и северо-восточные; в то время как из всех ветров юго-восточный — едва ли не самый редкий».

«В обсерватории лорда Роттесли в Стаффордшире, примерно в 530 футах над уровнем моря, по-видимому, значительно меньшая сила ветра в любой момент времени, когда дует шторм в целом, чем происходит одновременно в местах вдоль морского побережья: откуда следует вывод, что волнистость поверхности земли и холмы значительно уменьшают силу ветра за счет сопротивления трения.

«Все синоптические карты, до сих пор представленные в Торговой палате, демонстрируют заметное уменьшение силы ветра внутри страны по сравнению с морским побережьем. Действительно, само побережье предлагает аналогичные доказательства в своих чахлых, наклонных деревьях и относительной бесплодности».

ГЛАВА XIV.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА.

Fig. 90.

131. Атмосферный электроскоп. — Простейшим прибором для определения электрического состояния атмосферы в любой момент времени является электроскоп, состоящий из двух одинаковых полосок сусального золота, подвешенных на латунном держателе и изолированных, а также защищенных от движения воздуха стеклянным колпаком. На рис. 90 изображен такой прибор. Крышка латунного держателя приспособлена для установки в вертикальном направлении металлического стержня длиной не менее двух-трех футов. На верхнем конце стержня имеется зажим. Прибор действует согласно закону, по которому тела, заряженные одноименно, отталкиваются друг от друга, а заряженные разноименно — притягиваются. Для проведения наблюдения прибор выставляют на открытый воздух, а в зажим вставляют зажженный фитиль или тлеющую бумагу. Электричество воздуха собирается горящим веществом и передается по стержню к золотым полоскам; поскольку полоски заряжаются одноименно, они расходятся в большей или меньшей степени в зависимости от количества присутствующего электричества. Род электричества определяется воздействием на наэлектризованные золотые полоски возбужденной палочки сургуча или стеклянного стержня. Стеклянный стержень при энергичном натирании шелковым платком или шерстяной тканью приобретает положительный заряд, или, как говорят, возбуждается. Палочка сургуча при аналогичной обработке приобретает отрицательный заряд. Следовательно, если поднести возбужденный стеклянный стержень к крышке прибора и золотые полоски разойдутся еще сильнее, значит, электрическое состояние воздуха аналогично состоянию стекла, то есть положительное; если же они сблизятся, то состояние отрицательное. Напротив, при использовании палочки сургуча полоски будут отталкиваться сильнее, если они получили от воздуха отрицательный заряд, и будут сближаться, если имеют положительный заряд.

С помощью этого очень простого прибора метеорологи-наблюдатели могут в любое время легко определить электрическое состояние нижних слоев воздуха.

Примечание. — К электрометру прилагается книжечка с полосками сусального золота для замены золотых листков в случае их разрыва или повреждения при использовании.

Чтобы установить новые золотые листки, отвинтите латунную пластину, к которой прикреплен стержень, поддерживающий листки; затем увлажните дыханием плоскую часть латуни и осторожно прижмите ее к одной золотой полоске, пока книжечка открыта лишь частично; второй листок прикрепляется таким же образом.

132. Электрометр Вольта аналогичен только что описанному прибору, за исключением того, что вместо золотых листков от проводника свободно подвешены две легкие соломинки или два бузинных шарика; величина электрического заряда оценивается по градусам отклонения, показываемым по градуированной дуге.

133. Электрометр Пельтье — гораздо более совершенный прибор с точки зрения чувствительности. Высокая стеклянная трубка диаметром дюйм или более соединена со стеклянным приемником, установленным на основании с юстировочными винтами. В верхней части трубки образован шар диаметром от четырех до пяти дюймов, который снаружи густо позолочен, образуя хорошую проводящую поверхность. Проволока проходит от шара вниз по трубке в приемник, где она загнута вверх и заканчивается стальным острием над центром основания. Изогнутая проволока с маленькой магнитной стрелкой сбалансирована на стальном острие так, что магнит вместе с тонкой проволокой устанавливается горизонтально в направлении магнитного меридиана. Если какое-либо облако или часть воздуха поблизости находится в электрическом состоянии, оно подействует индукцией на позолоченный шар, и стрелка отклонится от своего направления север-юг.

Градуированный круг показывает число градусов отклонения, которое будет больше или меньше в зависимости от напряжения электричества. Чтобы определить, является ли электричество положительным или отрицательным, необходимо использовать палочку шеллака или стекла, как было описано ранее.

Fig. 91.

134. Электроскоп Боненбергера может быть оснащен металлическим проводником и с большой пользой применяться для наблюдения за атмосферным электричеством. «Основные части прибора, усовершенствованного Беккерелем, следующие: А B, рис. 91, — это небольшой сухой гальванический столб из 500–800 пар, диаметром около четверти дюйма; при сжатии пластин такой столб будет иметь длину от 2 до 2½ дюймов. Проволоки, изогнутые так, чтобы возвышаться над столбом, заканчиваются двумя пластинами P и M, которые являются полюсами столба. Эти пластины размером 2 на ½ дюйма расположены параллельно и напротив друг друга. Удобно, чтобы их обращенные друг к другу стороны были слегка выпуклыми, чтобы они были позолочены или покрыты платиной и чтобы они перемещались по полярным проволокам, проходящим через небольшое отверстие в них. Одна из этих пластин всегда будет находиться в состоянии положительного, а другая — отрицательного электричества; между ними подвесьте очень тонкий золотой листок D G, прикрепленный к проводнику C D из медной проволоки. Если листок висит точно между двумя пластинами, он одинаково притягивается каждой из них и поэтому будет находиться в состоянии покоя. Аппарат следует защитить стеклянным колпаком, плотно пригнанным и имеющим отверстие в верхней части, через которое проходит медная проволока C D; однако проволока изолирована, так как она заключена в стеклянную трубку, которая прикреплена к колпаку с помощью небольшого количества шеллака или гуммилака. Навинтите металлический шарик или пластину, чтобы сообщить ему электричество, которое вы хотите проверить; оно будет передано по медной проволоке к золотому листку, и последний немедленно переместится к пластине, имеющей противоположную полярность. Этот электроскоп, вне всякого сомнения, является одним из самых чувствительных из когда-либо созданных и хорошо приспособлен для демонстрации малых количеств положительного и отрицательного электричества.

«Для обеспечения чувствительности электроскопов и электрометров, помещенных под стеклянные колпаки, следует принять меры к тому, чтобы воздух внутри них был как можно более сухим, что может быть достигнуто путем помещения под стекло в подходящем сосуде небольшого количества расплавленного хлорида кальция».

Гальванический столб, используемый в этом электроскопе, — это столб, изобретенный Замбони. «Он отличается от обычных гидроэлектрических батарей главным образом тем, что в нем отсутствует электровозбуждающая жидкость, а вместо нее используется какое-либо влажное вещество с низкой проводимостью, обычно бумага. Электромоторы в этих столбах состоят по большей части из «золотой» (медной) и «серебряной» (цинковой) бумаги, спрессованных друг с другом бумажными сторонами, из которых вырезаются диски диаметром от четверти дюйма до дюйма. Более мощные пары пластин можно получить, используя только серебряную бумагу и смазывая ее бумажную сторону тонким слоем меда, на который посыпано мелко измельченным перекисью марганца, при этом все одинаково покрытые стороны обращены в одну сторону. Мощные пары пластин можно также изготовить, наклеив чистое сусальное золото на бумажную сторону цинковой бумаги. Затем эти пластины следует расположить, как в обычном вольтовом столбе, одну над другой так, чтобы одинаковые металлические поверхности были обращены в одну сторону; плотно прижмите их друг к другу; свяжите довольно толстыми шелковыми нитями и вставьте в стеклянную трубку подходящего размера. Металлические ободки трубок, которые должны быть хорошо соединены с крайними парами пластин, образуют полюса столба, причем отрицательный полюс находится на крайней цинковой поверхности, а положительный — на крайней медной или марганцевой поверхности.

«Электродвижущая энергия, приводимая в действие в этих сухих столбах, меньше, чем в мокрых или гидроэлектрических столбах, главным образом из-за несовершенной проводимости бумаги. Накопление электричества на их полюсах также происходит менее быстро, и, следовательно, электрическое напряжение сохраняется в течение долгого времени без изменений; тогда как во всех мокрых столбах, даже в самых постоянных из них, напряжение поддерживается, сравнительно говоря, лишь короткое время из-за химического воздействия и разложения электровозбуждающей жидкости — причин нарушения, которые отсутствуют в сухом столбе».

135. Электрометр Томсона. — Профессор У. Томсон из Глазго разработал атмосферный электрометр, который, вероятно, станет чрезвычайно успешным в руках умелых наблюдателей. По сути, это торсионные весы в сочетании с лейденской банкой. Индикатором служит алюминиевая стрелка, нанизанная на тонкую платиновую проволоку, проходящую через ее центр тяжести и прочно натянутую между двумя точками. Стрелка и проволока тщательно изолированы от большей части прибора, но находятся в металлическом контакте с двумя небольшими пластинами, закрепленными рядом с двумя концами стрелки и называемыми отталкивающими пластинами. Вторая пара более крупных пластин расположена напротив отталкивающих пластин, с противоположной стороны стрелки, но значительно дальше от нее. Эти пластины соединены с внутренней обкладкой лейденской банки и называются притягивающими пластинами. Весь прибор заключен в металлическую клетку для защиты стеклянной лейденской банки и чувствительной стрелки.

Лейденскую банку следует заряжать при использовании прибора. Ее действие двояко: она значительно повышает чувствительность прибора и позволяет наблюдателю различать положительную и отрицательную электризацию.

Воздух внутри банки поддерживается сухим с помощью пемзы, слегка смоченной серной кислотой; благодаря этому поддерживается очень совершенная изоляция.

Электроды, или клеммы, выведены наружу прибора, с помощью чего можно заряжать лейденскую банку и соединять систему стрелки с телом, электрическое состояние которого подлежит проверке.

Для проверки электрического состояния атмосферы прибор снабжен проводником и держателем для горящей спички или, предпочтительно, устройством, называемым капельным коллектором; с помощью любого из этих средств электричество воздуха передается к системе стрелки.

Стрелка упирается в отталкивающие пластины, когда на нее не воздействует электричество; в этом положении она находится на нуле. Ее всегда можно вернуть к нулю с помощью торсионной головки, поворачивающей один конец платиновой проволоки (изолированный от нее) и снабженной градуированным кругом, так что величина дуги, на которую поворачивается торсионная головка для приведения стрелки к нулю, измеряет силу, стремящуюся отклонить ее.

Действие прибора заключается в следующем: лейденская банка должна быть сильно заряжена, скажем, отрицательно; а отталкивающие пластины должны быть соединены с землей. Стрелка тогда будет отклонена до упора под комбинированным влиянием притяжения со стороны лейденской банки (или притягивающих пластин) и отталкивания от отталкивающих пластин, обусловленного положительным зарядом, наведенным на стрелке и ее пластинах пластинами лейденской банки. Затем платиновую проволоку нужно повернуть торсионной головкой так, чтобы вернуть стрелку к нулю; число градусов кручения, необходимое для этого, будет измерять силу, с которой притягивается стрелка. Затем пусть пластины стрелки будут отсоединены от земли и соединены с изолированным телом, электрическое состояние которого подлежит проверке. При проверке атмосферы необходимо использовать проводник и зажженную спичку или капельное устройство.

Если электричество тела положительное, оно увеличит положительный заряд на пластинах стрелки, наведенный пластинами лейденской банки; и, следовательно, стрелка отклонится сильнее, чем под действием одной только банки. Если электричество тела отрицательное, оно будет стремиться нейтрализовать положительный заряд; и стрелка отклонится меньше. Таким образом, род электричества, присутствующего в воздухе, становится сразу очевидным без необходимости экспериментальной проверки. Затем платиновую проволоку нужно поворачивать до тех пор, пока стрелка не вернется к нулю, и наблюдать число градусов; это и есть мера интенсивности электризации.

Любая потеря заряда лейденской банкой, которая может время от времени происходить, неудобно снижая чувствительность, может быть восполнена добавками от небольшого электрофора, который прилагается к прибору.

Прибор можно сделать самопишущим с помощью часового механизма и фотографии. Для этого часы приводят в движение цилиндр, на который намотана фотобумага. Стрелка электрометра снабжена небольшим отражателем; лучи от правильно настроенного источника света направляются отражателем через небольшое отверстие на фотобумагу. Очевидно, что по мере вращения цилиндра на бумаге будет оставаться след, показывающий величину и изменения отклонения стрелки.

136. Фундаментальные факты относительно атмосферного электричества. — Общее электрическое состояние атмосферы является положительным по отношению к поверхности земли и океана, становясь все более положительным по мере увеличения высоты. Когда небо затянуто облаками и облака движутся в разных направлениях, оно подвержено значительным и внезапным изменениям, быстро меняясь с положительного на отрицательное и наоборот. Во время тумана, дождя, града, мокрого снега, снегопада и гроз электрическое состояние воздуха претерпевает множество изменений. Интенсивность электричества возрастает в жаркую погоду, следующую за рядом дождливых дней, или в дождливую погоду, наступающую после продолжительных сухих дней. Атмосферное электричество, по сути, при обычных обстоятельствах, по-видимому, зависит по своей интенсивности и роду от направления и характера преобладающего ветра. Оно имеет годовое и суточное изменение. Суточное изменение напряжения зимой больше, чем летом. Сравнивая наблюдения от месяца к месяцу, можно заметить постепенное увеличение напряжения с июля по февраль и уменьшение с февраля по июль. Интенсивность, по-видимому, меняется с температурой. Суточное изменение демонстрирует два периода наибольшей и два периода наименьшей интенсивности. Летом максимумы приходятся примерно на 10 часов утра и 10 часов вечера; минимумы — примерно на 2 часа ночи и полдень. Зимой максимумы происходят около 10 часов утра и 8 часов вечера; минимумы — около 4 часов утра и 4 часов вечера.

Исследования Соссюра, Беккариа, Кросса, Кетле, Томсона и Фицроя показали, что во время преобладания полярных воздушных течений развивается положительное электричество, которое становится более или менее активным в зависимости от большей или меньшей холодности и силы ветра; но при ветрах экваториального направления мало свидетельств чувствительного электричества, а когда оно наблюдается, то оно отрицательного рода. Штормы и сильные ветры обычно сопровождаются местами молниями и громом; и поскольку первые очень часто приписываются столкновению полярных и экваториальных ветров, разница в электрическом напряжении этих ветров может объяснить последние явления. Мы не намерены вдаваться в общее рассмотрение гроз; факты, которые мы привели, могут быть полезны молодому наблюдателю; и, наконец, поскольку интересно уметь судить о месте грозы, следующее простое правило будет полезным и достаточно точным: отметьте по секундомеру число секунд, прошедших от вспышки молнии до начала грома; разделите их на пять, и частное будет расстоянием в милях. Так, если гром слышен через десять секунд после того, как была видна молния, расстояние от центра шторма будет около двух миль. Интервал между вспышкой и раскатом редко наблюдался более семидесяти двух секунд.

137. Молниеотводы. — «Линия опасности, будь то от сжигающей или поднимающей силы молнии, — это линия сильных и затрудненных воздушных потоков, наибольшего воздушного трения». Деревья, церковные шпили, ветряные мельницы и другие высокие сооружения препятствуют воздушным потокам, отсюда их подверженность опасности. Самые высокие объекты ландшафта, особенно те, что ближе всего к грозовому облаку, примут удар молнии. Чем выше объект, тем вероятнее, что в него ударит молния. Из двух или более объектов, одинаково высоких и близких, молния неизменно выбирает лучший проводник электричества и даже делает окольный путь, чтобы добраться до него. Отсюда применение и очевидное преимущество металлических стержней, называемых молниеотводами, прикрепляемых к зданиям и кораблям. Молниеотвод должен быть заострен сверху и выступать на несколько футов над самой высокой частью здания или мачты. Он должен быть изготовлен из меди, которая является лучшей проводящей средой, чем железо, и более долговечна, будучи менее подверженной коррозии. Он должен быть цельным по всей длине и доходить до низа здания и даже на некоторое расстояние в землю, чтобы отвести электричество в колодец или влажную почву. Если он будет соединен со свинцовыми и железными конструкциями дома, это будет еще лучше, так как обеспечит большую поверхность и более легкий путь выхода для флюида. На корабле нижний конец проводника должен быть соединен с корпусом, если он железный, и с медной обшивкой, если судно деревянное; так, чтобы, распределившись по большой поверхности, он мог легче уйти в воду.

138. Меры предосторожности против молнии. — Опыт, по-видимому, оправдывает предположение, что любое здание или корабль, оснащенный надежным молниеотводом, находится в безопасности во время грозы. Если дом или судно не защищены проводником, целесообразно принять несколько мер предосторожности против опасности. В доме следует избегать камина, потому что молния может проникнуть через дымоход, так как его сажистая подкладка является хорошим проводником. «Через дымоходы молния имеет путь в большинство домов; и поэтому мудро, открыв двери или окна, дать ей путь наружу. Там, где воздушный поток наиболее свиреп, там опасность наибольшая; и если мы держимся подальше от потоков или сквозняков, мы держимся подальше от молнии». Молния проявляет как бы предпочтение к металлическим веществам и будет летать с места на место, даже вне прямой линии своего прохождения к земле, чтобы войти в такие тела. Поэтому хорошо избегать, насколько это возможно, позолоты, посеребренных зеркал и металлических предметов. Лучшее место — это, пожалуй, середина комнаты, если только не проходит сквозняк или с потолка не свисает металлическая лампа или люстра. Окрестности плохих проводников, таких как стеклянные окна (если они не открыты), и на толстом слое матрасов — безопасные места. Считается, что качество деревьев как молниеотводов зависит от их высоты и влажности, причем те, которые выше и относительно более влажные, поражаются предпочтительнее своих собратьев; поэтому неразумно искать укрытия под высокими и мокрыми деревьями во время грозы. В отсутствие другого укрытия лучше лечь на землю.

ГЛАВА XV.

ОЗОН И ЕГО ИНДИКАТОРЫ.

139. Природа озона. — Во время работы мощной электрической машины и при разложении воды вольтовым столбом ощущается специфический запах, который, как считается, возникает от образования вещества, получившего название озон, из-за того, что он был впервые обнаружен по запаху, который долгое время после его открытия был его единственной известной характеристикой. Подобный запах выделяется под влиянием фосфора на влажный воздух и в других случаях медленного горения. Его также можно обнаружить по запаху в воздухе, где непосредственно перед этим прошла вспышка молнии. Впоследствии было установлено, что этот же элемент обладает окислительным свойством. Было обнаружено, что он выделяется на кислородном электроде при разложении воды электрическим током; и некоторые химики рассматривали его как так называемую аллотропную форму кислорода, в то время как другие говорят о нем как о кислороде в «насцентном» состоянии, а некоторые даже считают его тесно связанным с хлором. Столь разнообразны существующие представления о природе этого неясного агента.

Его окислительное свойство дает готовое средство для его обнаружения, даже когда чувство обоняния полностью отказывает. Методы фиксации присутствия и измерения количества озона в воздухе очень просты; они заключаются в свободном воздействии на воздух, защищенный от дождя и прямых солнечных лучей, подготовленных тест-бумаг. Существует два вида тест-бумаг. Один вид был изобретен доктором Шёнбейном, первооткрывателем озона; а другой, который более общепризнан, — доктором Моффатом.

140. Озонометр Шёнбейна состоит из полосок бумаги, предварительно пропитанных раствором крахмала и йодистого калия и высушенных. Бумаги подвешиваются в коробке или иным образом должным образом подвергаются воздействию воздуха в течение заданного интервала, например, двадцати четырех часов. Присутствие озона проявляется в том, что тест-бумага приобретает пурпурный оттенок при кратковременном погружении в воду. Количество оценивается по глубине оттенка в соответствии со шкалой из десяти оттенков, предоставленной для этой цели, которые различаются номерами от 1 до 10. Озон разлагает соединение, которое йод образует с водородом, и, как предполагается, соединяется как кислород с водородом, в то время как йод соединяется с крахмалом, давая синий цвет во влажном состоянии.

141. Озонометр доктора Моффата состоит из бумаг, приготовленных несколько похожим на способ Шёнбейна образом; но они не требуют погружения в воду. Присутствие озона проявляется коричневым оттенком, а количество — по глубине оттенка в соответствии со шкалой из десяти оттенков, которая прилагается к каждой коробке бумаг.

Озонометры Моффата имеют преимущество сохранения своего оттенка в течение многих лет, если их хранить в темноте или между страницами книги; и они проще в использовании.

Fig. 92.

142. Озоновая клетка сэра Джеймса Кларка (рис. 92) состоит из двух цилиндров из очень тонкой проволочной сетки, один вставляется в другой; проволочная сетка имеет такую тонкость, что позволяет свободно проникать воздуху, в то же время закрывая весь свет, который вредно подействовал бы на тест-бумагу, подвешенную на зажиме или крючке, прикрепленном к верхней части внутреннего цилиндра.

143. Распространение и эффекты озона. — Глейшер обнаружил, что «количество озона на станциях с низкой высотой мало; на станциях с большой высотой он присутствует почти всегда; а на других и промежуточных станциях — обычно присутствует. Присутствие и количество озона, по-видимому, градуируются по высоте и увеличиваются от самой низкой до самой высокой местности. Количество озона меньше в городах, чем в открытой сельской местности на той же высоте; и меньше на внутренних станциях, чем на морских». По-видимому, его больше всего при ветрах с моря, и он наиболее распространен там, где воздух считается самым чистым и здоровым. Это может показаться, говорит адмирал Фицрой в «Книге о погоде», указывающим на связь между озоном и газообразным хлором, который находится в морской воде и над ней и который должен приноситься любым ветром, дующим с моря. Он преобладает над океаном и вблизи него больше, чем над сушей, особенно сушей, удаленной от моря; и, говорит адмирал, он влияет на желудочный сок, улучшает пищеварение и оказывает дубильный эффект. Доктор Доубени в своих «Лекциях о климате» пишет: «Его присутствие должно оказывать заметное влияние на чистоту воздуха, удаляя из него зловонные и вредные органические испарения. Также вполне возможно, что озон может играть важную роль в регулировании функций растительного мира; и хотя было бы преждевременно в настоящее время спекулировать на его специфической роли, однако только по этой причине может быть хорошо отметить факт его частоты в сочетании с различными фазами, которые принимает растительность, будучи убежденным, что никакой принцип не может быть повсеместно распространен в природе, как это, по-видимому, имеет место с ним, без того, чтобы для него не было назначено какое-то важное и соответствующее применение».

144. Регистрирующий озонометр. — Доктор Э. Ланкастер изобрел озонометр, целью которого является обеспечение постоянной регистрации озона, чтобы можно было обнаруживать и регистрировать изменяющиеся количества, присутствующие в атмосфере. Для этой цели дюйм озоновой бумаги проходит каждый час с помощью часового механизма под отверстием в крышке прибора.

ГЛАВА XVI.

ПРИБОРЫ, НЕ ОПИСАННЫЕ В ПРЕДЫДУЩИХ ГЛАВАХ.

145. Химический барометр (штормгласс). — Этот любопытный прибор, по-видимому, был изобретен более ста лет назад, но первоначальный изготовитель неизвестен. Это просто стеклянная ампула длиной около десяти дюймов и диаметром три четверти дюйма, которая почти заполнена и герметично запечатана следующей смесью: две драхмы камфоры, полдрахмы нитрата калия, полдрахмы хлората аммония, растворенных примерно в двух жидких унциях абсолютного спирта, смешанного с двумя унциями дистиллированной воды. Все ингредиенты должны быть как можно более чистыми, и каждая ампула должна наполняться отдельно. Когда приборы изготавливаются в большом количестве и наполняются из общей смеси, некоторые получают больше должной пропорции твердых ингредиентов, и, следовательно, такие стекла не демонстрируют того единообразия внешнего вида и изменений, которые, несомненно, должны сопровождать схожие влияющие обстоятельства. Именно из-за отсутствия точности и фиксированного принципа производства эти интересные приборы не оцениваются должным образом и не используются более широко.

Стекло следует держать совершенно неподвижно, выставив на север и защитив от солнца. Камфора растворима в спирте, но не в воде, в то время как и вода, и спирт обладают различной растворяющей способностью в зависимости от температуры; следовательно, твердые ингредиенты, находящиеся в избытке для определенных условий растворения, зависящих главным образом от температуры, а возможно, также от электричества и воздействия света, появляются в виде кристаллов и исчезают при различных изменениях, происходящих в погоде.

Сделан вывод, что различные виды, представляемые таким образом в растворе, предсказывают атмосферные изменения. Следующие правила были выведены из тщательного изучения стекла и погоды: