Термометры для измерения температуры почвы

На метеостанциях температуры измеряются как на поверхности почвы, так и на разных глубинах на площадке размером 4×6 м, которую очищают от травяного покрова, а почву взрыхляют.

Для измерения температуры на поверхности почвы и снежного покрова используют срочный, минимальный и максимальный термометры. Термометры устанавливаются в середине оголенной площадки на расстоянии 5 – 6 см друг от друга резервуарами на восток в следующем порядке: первый с севера – срочный, второй – минимальный, третий – максимальный.

Срочный и минимальный кладут на поверхность строго горизонтально, а максимальный – с небольшим уклоном в сторону резервуара. Термометры должны лежать так, чтобы их резервуары и внешняя оболочка заглубляются наполовину в почву.

Срочный ртутный напочвенный термометр служит для измерения температуры поверхности почвы и снегового покрова в сроки наблюдения. Он имеет вставную шкалу, цена деления которой 0,5 ºС, и цилиндрический резервуар.

Минимальный спиртовой термометр (ТМ-2) используется для измерения самой низкой температуры между сроками наблюдений. Имеет вставную шкалу с ценой деления 0,5 º и цилиндрический резервуар.

Внутри спирта в капилляре находится небольшой штифтик из темного стекла, имеющий на своих концах утолщение в виде булавочных головок (зарисовать).

Подготавливая минимальный термометр для производства измерения, его поднимают резервуаром кверху и ждут, пока штифтик дойдет до поверхности спирта в капилляре. У поверхности спирта штифтик останавливается, так как он настолько легок, что не может прорвать поверхностную пленку спирта, термометр кладут горизонтально. Если после этого температура окружающей среды начинает повышаться, то спирт, расширяясь, будет обтекать штифтик, не сдвигая его с места. Сила трения головок штифтика о стенки капилляра вполне достаточна для удержания его при этом на месте.

При понижении температуры воздуха объем спирта начнет уменьшаться и он переходит из капилляра в резервуар. При этом поверхностная пленка спирта будет перемещать штифтик к резервуару, так как сила трения головок о стенки капилляра значительно меньше силы сопротивления поверхностной пленки на разрыв (штифтик не сможет прорвать пленку и потому будет ею перемещаться к резервуару). В случае дальнейшего повышения температуры штифтик останется на месте и укажет, таким образом, ту наинизшую температуру, которой достигал термометр в окружающей среде.

При измерениях записывают показания термометра по концу штифтика, противоположного от резервуара (минимум), и по концу столбика спирта (контрольный отсчет). Затем снова следует довести штифтик до поверхности спирта и установить термометр в горизонтальном положении. Контрольный отсчет необходим, так как спирт может частично испариться и конденсироваться в верхней части капилляра. Столбик спирта в капилляре станет короче, и показания, снятые по положению штифтика, будут заниженными (минимум будет занижен). Сравнения показаний психрометрического и минимального термометров дают возможность определить дополнительную поправку к минимальному термометру.

Максимальный ртутный термометр (ТМ-1) служит для измерения самой высокой (максимальной) температуры между сроками наблюдений. Он имеет вставную шкалу с ценой деления 0,5 ºС, а резервуар – цилиндрический или шаровой.

Сохранение максимальных показаний в термометре достигается специальным приспособлением (зарисовать). Оно состоит из стеклянного штифта, впаянного внутрь резервуара термометра (к его дну). Верхний конец штифта входит в капилляр, оставляя в нем очень узкое кольцеобразное отверстие.

Когда температура начинает повышаться, ртуть, находящаяся в резервуаре термометра, будет расширяться и, несмотря на большое трение в месте сужения, будет протекать между стенками капилляра и стеклянным штифтом.

Таким образом, показания максимального термометра достигнут наивысшей температуры за данный промежуток времени. При понижении температуры и уменьшении вследствие этого объема ртути, ртуть не пройдет назад в резервуар, так как из-за горизонтального рабочего положения термометра и вакуума в капилляре над ртутью единственной силой, стремящейся вернуть ртуть в резервуар, является сила сцепления ртути, но она недостаточна для преодоления силы трения, возникающей при прохождении ртутью места сужения. Следовательно, столбик ртути, находящийся в капилляре до начала падения температуры останется в нем (на той же высоте); максимальное показание термометра сохранится.

Максимальный термометр устанавливается слегка наклонно, так как капилляр его сравнительно широк и ртуть в термометре легко может отходить от резервуара. При отсчете рекомендуется слегка приподнимать конец термометра, противоположный резервуару.

После отсчета показаний по максимальному термометру его несколько раз встряхивают, держа за среднюю часть во избежание его повреждения (разлома). После встряхивания показания максимального термометра не должны отличаться от показаний срочного термометра. Тем самым готовят термометр к последующим наблюдениям.