اجهزة قياس درجات الحرارة
تعددت اجهزة قياس درجات حرارة الجو ولكن الجهاز الواسع الانتشار هو المحرار الزئبقي الذي يتألف من أنبوب زجاجية مقسمة الى وحدات قياسية صغيرة في اسفلها بصلة مملؤة بالزئبق . وبالاضافة الى المحرار الزئبقي هناك محارير متطورة مثل المحرار المسجل Thermograph الذي يقوم بتسجيل درجات الحرارة على ورقة مثبتة على اسطوانة دوارة مقسمة الى سبعة ايام ، حيث يمكن من خلال ملاحظة مايسجله المحرار معرفة سير الحرارة في تلك الفترة.
ويتم قياس درجات الحرارة في الوقت الحاضر بموجب نظامين هما: النظام المئوي وفيه تكون درجة الصفر هي درجة الانجماد للماء في حين تكون درجة 100 درجة الغليان. اما النظام الثاني في قياس درجات الحرارة فهو نظام فهرنهايت الذي تكون فيه درجة 212 للغليان ودرجة 32 لانجماد الماء.
وهناك بعض الاجهزة التي تستخدم في قياس درجة الحرارة العظمى والصغرى في يوم ما، اذ يستعمل محرارين احدهما يستخدم في قياس الحرارة العظمى وهو محرار زئبقي فيه اختناق صغير يقع فوق البصلة مباشرة فعندما يتمدد الزئبق بسبب ارتفاع درجة الحرارة فانه يندفع الى الاعلى من البصلة الى البصلة مرة ثانية ويبقى عند اعلى حد وصل اليه مشيراً الى درجة الحرارة العظمى. اما محرار النهاية الصغرى فهو محرار كحولي يوجد في داخل أنبوبته دليل صغير من الزجاج ، فعندما ينكمش الكحول عند انخفاض درجة الحرارة يسحب معه ذلك المؤشر الزجاجي بسبب قلة التوتر السطحي الكحول. وعندما ترتفع درجة الحرارة ثانية ينساب الكحول مندفعاً الى الاعلى من جوانب المؤشر تاركاً اياه في موقعه دون تحرك ، مؤشراً اخفض درجة حرارة سجلها وتوضح اجهزة قياس الحرارة في صناديق خشبية توجد على جوانبها الاربعة شقوق افقية متعددة تسمح بمرور الهواء وتوضع على ارتفاع متر نصف المتر من سطح الارض لكي لا تتأثر المحارير بالاشعاع الارضي ويستحسن ان تكون الارض مغطاة بالاعشاب وبعيدة عن الجدران لمسافة ملائمة وحتى تصبح المحارير في تلك الاكشاك في ظل تام فستطيع الحصول على قراءة صحيحة لدرجات حرارة الهواء المار من خلال هذه الاكشاك. وليس كما يعتقد البعض من ان هذه المحارير تترك مكشوفة لنور الشمس فعندئذ تسجل المحارين درجة حرارة اشعة الشمس وليس درجة حرارة الهواء.
التباين العمودي لدرجات الحرارة
تنخفض درجات الحرارة كلما ارتفعنا خلال الغلاف الجوي بصورة متواصلة ، ويطلق على هذا الانخفاض منحدر الحرارة العمودي Vertical Temp. Gradient ولهذا الانخفاض اسباب رئيسية هي:
1. ان مصدر التسخين الرئيسي للغلاف الجوي هو سطح الارض ولذلك فان زيادة البعد عن هذا المصدر يؤدي الى انخفاض في درجة حرارة الهواء.
2. تقل كثافة بخار الماء بالارتفاع الامر الذي يقلل من امكانية الهواء على ان يحتفظ بالحرارة وكذلك تقل كميات ثاني اوكسيد الكاربون والغبار.
3. تنخفض درجات الحرارة بسبب التمدد الذي يحصل للهواء الصاعد من سطح الارض.
وعلى الرغم من ان درجات الحرارة تتناقص عمودياً الا انه لا يوجد معدل ثابت لهبوط تلك الدرجات ، الا ان الحقيقة الوحيدة الثابتة في هذا الباب ان درجات الحرارة تختلف بالارتفاع وكما سبق بيانه فان تسخين الارض وبالتالي الهواء المجاور لها يختلف كثيراً من وقت لاخر ومن مكان لاخر الى درجة انه لا يمكن ايجاد معدل موحد لتناقص درجات الحرارة. ويطلق على طبيعة الانخفاض الحراري مع الارتفاع اسم معدل الانخفاض Lapse Rate وهذا يختلف من مكان لاخر اختلافاً كبيراً. ولكن في مكان واحد يمكن ان يوضع له معدل انخفاض اعتيادي من جراء استمرار التسجيل والملاحظة ومع ذلك فان هذا المعدل يبلغ 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر ( 3.5 درجة فهرنهايت لكل 1000 قدم)، ويجب الا يغرب على البال ان معدل الانخفاض هذا يكون اللهواء المستقر Lapse rate وتختلف الحالة بالنسبة للهواء الصاعد الجاف Dry adiabatic اذ تبلغ 5.5 درجة فهرنهايت لكل 1000 قدم ، وسبب هذه الحالة ان الضغط يتناقص على الهواء الصاعد فيتمدد ويقل تصادم جزيئاته مع بعضها. واذا لم يوجد هناك مصدر خارجي يزود الهواء الصاعد بالحرارة فاننا نستطيع ان نحسب درجة الحرارة التي يمكن ان يصل اليها الهواء الصاعد بالضغط اذا عرفنا درجة حرارته الاصلية والارتفاع الذي وصل اليه باستعمالنا المعدل السابق ، وتحدث الحالة معكوسة بالنسبة للهواء الهابط أن ترتفع درجة حرارته ذاتياً بنفس المعدل السابق بسبب زيادة تضاغط جزيئات الهواء الهابط كلما نقترب من سطح الارض.
اما بالنسبة للهواء الصاعد الذي ارتفع الى مافوق مستوى التكائف فان معدل الانخفاض الذاتي للحرارة لهذا الهواء الصاعد يتغير انذاك ويصبح 1.76 مئوية لكل 304 متر ارتفاع او 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر ويطلق على هذا المعدل معدل الانخفاض الذاتي للهواء الرطب