Метеорология Глава 8 Часть 2

В 1685 году свою более надежную, как он искренне считал, конструкцию гигроскопа создал секретарь Дублинского философского общества  англо-ирландский натурфилософ Уильям Молинье (1656-1698), о чем он 17 апреля 1685 года написал письмо в Королевское общество в Лондон.
Уильям Молинье в своем сообщении писал, перевод автора, [8.8.]:
«Сэр, …я кратко объясню вам устройство гигроскопа, которое я недавно изобрел и применил с хорошим успехом...»
«Рис. 2 (см. Рис.8.4.)
АВ — это шнур от плети (т.е. кнута) длиной около четырех футов, крепко привязанный к концу крюка А. На конце этого шнура висит груз С весом около фунта или больше; этот груз закреплен на конце таким образом, чтобы держать указатель D, под которым  на доске EF находится градуированный круг. Весь механизм зафиксирован скобой к стене. Если сделать все таким образом, то увлажнение воздуха будет скручивать шнур плети, что вызовет  движение указателя по делениям градуированного круга; и напротив, по мере того как воздух становится более сухим, шнур будет раскручиваться и обратным движением вернет указатель...»
«Один большой недостаток большинства (на самом деле, я думаю, всех) гигрометров, изобретенных до сих пор, состоит в том, что они слабеют с возрастом и, когда их долго используют, не так хорошо подчиняются изменениям воздуха...»
«Дублирование устройства поворота (речь о втором комплекте волокон), как это предлагает г-н Гук в своей «Micrographia» на странице 150, относительно волокон дикого овса, трудно оценить...»
 
Рис. 8.4. Гигроскоп Уильяма Молинье, сделанный из шнура от кнута, [8.8.].
Из публикации Молинье можно сделать два вывода:
1. во времена Молинье уже были известны достаточное количество моделей гигроскопов;
2. Молинье знал о недостатках гигрометра Гука, и попытался в своей конструкции пойти по пути увеличения размера устройства и режимов его эксплуатации – он использует достаточно толстый и длинный шнур (4 фута), и натягивает его грузом в 1 фунт, вероятно пытаясь стабилизировать упругие свойства материала. Но в результате появляется новый недостаток – вероятно, сам «маятник» из шнура и груза раскачивается, Молинье указывает, что всю конструкцию нужно крепить к стене, но от недостатков свободного подвеса это, разумеется, не поможет.
Наступил 18-й век, сменилось поколение ученых, и около 40 лет новых конструкторских идей в гигрометрии не появлялось. Сделаем перерыв и посмотрим вперед в Главу 9, в этом нам поможет англичанин член Королевского общества Роджер Пикеринг. Мы ознакомимся с «метеорологическими машинами» (выражение Пикеринга), которые он использовал в 1744 году, Рис. 8.5.
 
Рис. 8.5. Метеорологические машины Роджера Пикеринга, [8.9.].
Роджер Пикеринг писал, перевод автора, [8.9.]:
 «Общий взгляд на машины.
Машины, необходимые для проведения наблюдений для дневника погоды, таковы:
1. Барометр.
Я считаю, что барометры с открытой цистерной более применимы, чем переносные. То, с чем я провожу свои наблюдения, — это цистерновый барометр, снабженный микрометром, который делит дюйм на шкале на 400 частей;
2. Термометр.
Мой работает по шкале Фаренгейта с одной стороны, с ее соответствием шкале спиртового термометра с другой.
Из трех следующих машин две новые, а остальные считаются старыми, ...»
На Рис. 8.5. представлены новые метеорологические машины Роджера Пикеринга:
• две модели гигрометров, (Fig. 6), (Fig. 1),
• анемоскоп, (Fig. 3), и парус к нему, (Fig. 4), для закрывания нужного квадранта направления ветра;
• омброметр (дождемер, плювиомер), (Fig. 5), и воронка площадью в 1 дюйм к нему, (Fig. 4, позиция e).
Анемоскоп и дождемер мы изучим в Главе 9, поэтому обратим внимание только на гигрометры.
Настольный гигрометр (Fig. 6) нам знаком. Эта конструкция, предложенная Гуком в 1660 году (Рис. 8.2), размещенная в круглой коробке а. Реагирующим узлом в этом гигрометре служит пучок волокон овсюга b. Пикеринг пользовался таким гигрометром, но нашел, что показания гигрометра на овсюге не повторяются, и основной  метеорологической машиной для измерения влажности воздуха у Пикеринга был гигрометр, который он сам изготовил на основе хвойной древесины.
Основой такого гигрометра, см. Рис 8.5. Fig. 1, был высокий деревянный шкаф аааа, который тыльной стороной устанавливался к открытому окну (на рисунке мы видим именно тыльную сторону гигрометра). Внутри шкафа на концах баланса bb, подвешивались груз е, и реагирующее вещество d – необработанный кусок из дерева хвойной породы. Баланс был подвешен в шкафе аааа с помощью петли с планкой с, и имел в центре ось ff, которая выходила на лицевую сторону гигрометра, где с помощью прикрепленной указывающей стрелки положение баланса bb можно было соотнести с градусами на полукруглой шкале. В результате влажность воздуха, поступающего из открытого окна и меняющая вес куска дерева d, показывалась на шкале «0 градусов – 180 градусов» с центром баланса на отметке в 90 градусов, см. Рис. 8.5 Fig. 2.  Гигрометр Пикеринга давал большую повторяемость результатов, при этом если реагирующее вещество теряло свою чувствительность, то заменить его не составляло труда, и затем повторно откалибровать метеорологическую машину.
Роджер Пикеринг вел активные метеорологические наблюдения, одним из первых он создал хорошо оборудованную лабораторию, и ввел в практику ежедневный табличный метод записи полученных данных. Атмосферное давление в таблицах Пикеринга записывалось в английских дюймах ртутного столба, температура воздуха – в градусах по шкале Фаренгейта, влажность воздуха в градусах, где все, что меньше 90 градусов – это сухость (в английском понимании!), а все, что выше  90 градусов – влажность. Анемометр показывал силу ветра в градусах отклонения измерительной планки.
Интересны табличные показания за воскресенье 7 апреля 1744 года, см. Рис. 8.6:
• атмосферное давление было нормальным – 760,8 - 760,7 мм. рт. ст.;
• температура была 45-55 градусов по Фаренгейту(7-13 градусов Цельсия);
• влажность была самая низкая за неделю – 69 градусов;
• ветра не было;
• погода субъективно была отличная; 
• дождя не было,- единственный день за всю неделю.