Метеорология Глава 9 Часть 2

Более ста лет с 1667 года по 1770-е годы анемометр Роберта Гука использовался в практической работе. Изготовить его было несложно, но большим недостатком конструкции была несравнимость показаний разных экземпляров этого инструмента, а также влияние механических параметров инструмента на его показания, в частности влияние трения в центральной опоре А (см. рис. 9.4.), и в точке подвеса пластины С D.

 
Рис. 9.5. Ручной морской анемометр Пьера Бугера, [9.14.]. 
В середине 18-го века французский физик, основоположник фотометрии Пьер Бугер (1698-1758) частично использовал идею Санторио Санторио для создания своего образца легкого портативного ручного анемометра для измерения ветра на море, [9.14.].  Ручной анемометр Пьера Бугера, рис. 9.5, состоял из квадратного куска картона со стороной в 6-дюймов, прикрепленного перпендикулярно к легкому стержню, который имел возможность  сжимать в трубке тонкую длинную пружину. С помощью ручки, которая была прикреплена к вышеупомянутой трубке, картонный квадрат направлялся в сторону ветра. Ветер сжимал пружину, и давление ветра можно было считывать по рискам на шкале, нанесенной на стержне. Причина использования анемометра Бугера преимущественно на море была в лучшем реагировании этого инструмента на сильный плотный ветер, который характерен для морского климата.

Пьер Бугер в своем анемометре использовал давление ветра на картонную пластину, этот же принцип, но с измерением давления ветра на столб воды реализовал в своем портативном датчике ветра шотландский физик Джеймс Линд (1736-1812).
 
Рис. 9.6. Портативный датчик ветра Джеймса Линда, [9.15.]. 

Линд применил в портативном датчике ветра (анемометре), рис. 9.6., узел, известный в гидравлике как «трубка Пито», предложенный в 1732 году французским физиком Анри Пито (1695-1771) при выполнении работ по измерению скорости воды в реке Сена.
Датчик Линда, см. Рис. 9.6. состоял из двух стеклянных трубок AD, CB, длиной около 6 дюймов, соединенных между собой изогнутой стеклянной трубкой ab. На трубке AD была установлена короткая латунная трубка с горловиной F, повернутой наружу.  Чтобы входное отверстие в горловине F всегда был направлено по направлению к ветру, весь датчик был укреплен на оси KL. Трубки AD, CB для измерения силы ветра были наполовину заполнены водой, а положение шкалы регулировалось до тех пор, пока «0» в центре шкалы не совпадал с общим уровнем двух водных поверхностей G, D в трубках. Давление ветра приводило к понижению уровня воды в трубке AD с соответствующим подъемом уровня воды в трубке CB. Сумма этих смещений соответствовала силе ветра.
 
Рис. 9.7. Таблица замеров силы ветра на датчике ветра Джеймса Линда, [9.15.]. 

Датчик ветра Джеймса Линда по своей точности и рабочему диапазону уступал даже простому анемометру Роберта Гука, что следует из таблицы замеров, приведенной Линдом, см. Рис.9.7.  В этой таблице обычный свежий ветер (fresh breeze) дает смещение уровня воды не более 0.521 дюйма, и только ураган (hurricane) должен обеспечить смещение по шкале уровня воды на 6 дюймов. Проблему точности подобных анемометров  уже в конце 19-го века решил британский метеоролог и инженер Уильям Дайнс (1855-1927),  который изготовил анемометр с напорной рубкой, имевший приемлемую точность, но к этому времени в анемометрии широко использовались другие конструкции.