Глава 4. Барометрическое нивелирование.

Барометрическое нивелирование — один из методов нивелирования, основанный на установленной Б. Паскалем в 1647 связи давления воздуха с высотой точки над уровнем моря (Барометрическая формула). Давление измеряют барометрами и вводят поправки, учитывающие температуру, влажность и т.д., проводится вертикальная съемка местности, основанная на определении барометром давления воздуха в различных слоях атмосферы, окружающей данные точки поверхности. Барометрическое нивелирование широко применяют в географических и геологических экспедициях, а также при топографической съёмке труднодоступных районов. При благоприятных метеорологических условиях погрешности определения высоты не превышают 2–3 м.

Барометрическая формула - зависимость атмосферного давления от высоты. Барометрическая формула используется для градуировки высотомеров, в барометрическом нивелировании, при построении стандартной атмосферы.

Барометрическая формула лежит в основе барометрического нивелирования — метода определения разности высот Dh между двумя точками по измеряемому в этих точках давлению (p1 и p2). Поскольку атмосферное давление зависит от погоды, интервал времени между измерениями должен быть, возможно, меньшим, а пункты измерения располагаться не слишком далеко друг от друга. Барометрическая формула записывается в этом случае в виде: Dh = 18400· (1+at) lg (p1/p2) (в м), где t — средняя температура слоя воздуха между точками измерения, a — температурный коэффициент объёмного расширения воздуха. Погрешность при расчётах по этой формуле не превышает 0,1—0,5% от измеряемой высоты. Более точна формула Лапласа, учитывающая влияние влажности воздуха и изменение ускорения свободного падения.

О борудование.

Анероид (греч. а+nērys — отрицательная частица + вода, то есть действующий без помощи жидкости) — барометр-анероид, прибор для измерения атмосферного давления.

Приёмной частью анероида служит круглая металлическая коробка с гофрированными основаниями, внутри которой создано сильное разрежение. При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет прикрепленную к ней пружину; при понижении давления пружина разгибается и верхнее основание коробки поднимается. Перемещение конца пружины через систему рычагов передаётся стрелке, перемещающейся по шкале. В последних конструкциях вместо пружины применяют более упругие коробки.

К шкале анероида прикреплен дугообразный термометр (компенсатор), который служит для внесения поправки в показания анероида на температуру. Для получения истинного значения давления показания анероиды нуждаются в поправках, которые определяются сравнением с ртутным барометром.

Поправки к анероиду:

- на шкалу — зависит от того, что анероид неодинаково реагирует на изменение давления в различных участках шкалы

- на температуру — обусловлена зависимостью упругих свойств анероидной коробки и пружины от температуры

- добавочная, обусловленная изменением упругих свойств коробки и пружины со временем.

Погрешность измерений анероида составляет 1-2 мбар. Вследствие своей портативности анероиды широко применяются в экспедициях, а также как высотомеры. В последнем случае шкалу анероид градуируют в м.