Ķīmiskais barometrs

Ķīmiskais barometrs, arī štormglāze (angļu: storm glass) jeb vētras glāze, baroskops vai kampara barometrs ir sena fizikāli ķīmiska ierīce, kas spēj reaģēt uz laika apstākļu izmaiņām. Tas sastāv no cieši noslēgtas kolbas vai ampulas ar kampara, kālija vai nātrija nitrāta un amonija hlorīda šķīdumu spirta un ūdens maisījumā. Šāda ierīce spēj darboties pilnīgi autonomi desmitiem un pat simtiem gadu, neprasot nekādu apkopi vai labošanu.

Vēsture

Roberts Ficrojs, štormglāzes ieviesējs flotē

Ķīmiskā barometra izgudrotājs nav zināms, bet tas ticis izmantots laika prognozēšanai uz kuģiem 18.—19. gadsimtā (iespējams, arī agrāk, vēl pirms barometra izgudrošanas). Plašāk to uz kuģiem ieviesis viceadmirālis Roberts Ficrojs. Šāda ierīce bija līdzi arī Čārlzam Darvinam viņa ceļojumā ar kuģi Beagle (Ficrojs bija šī kuģa kapteinis).

1861. gadā Maikls Faradejs, kurš arī pazina šo barometru, rakstīja Ficrojam, ka, pēc viņa domām, izmaiņas ampulā saistītas ar lielākām vai mazākām temperatūras izmaiņām.

Vienlaicīgi ar ķīmisko barometru tika radīta un ieviesta arī bioloģiskā vētru paredzēšanas ierīce, kurā izmantoja dzīvas dēles.

20. gadsimtā šī ierīce saistīja zinātnieku uzmanību ar spēju reaģēt uz Saules aktivitātes izmaiņām (skatīt arī Bortelsa tests, Pikardi tests, akrilnitrila tests, unitiola tests). Ir arī dati par štormglāzes reakciju uz seismiskiem notikumiem.

Mūsdienās ir izgudrotas daudz precīzākas ierīces laika apstākļu prognozēšanai un štormglāze tiek pieminēta pārsvarā kā zinātnisks kuriozs.

Darbības princips

Laika paredzēšana notiek, vērojot kristalizācijas ainu stikla ampulā. Tiek uzskatīts, ka, tuvojoties labam laikam, kristāli nogulsnējas, sliktam — aizpilda visu ampulu. Pēc citiem novērojumiem, kristalizācija notiek cikliski 5—7 dienu laikā neatkarīgi no laika apstākļiem. Kristalizācija ir maz atkarīga no apkārtējās temperatūras (tomēr, atdzesējot zem 10°С, vienmēr izkrīt kristāliskas nogulsnes, bet, sasildot līdz 40—50°С, nogulsnes pilnīgi izšķīst), bet kristālu forma ir atkarīga no tuvojošos laika izmaiņu rakstura.

Ķīmiskā barometra darbības princips nav vēl pilnīgi zinātniski izskaidrots. Uz hermētisko barometra ampulu var iedarboties vienīgi apkārtējās temperatūras un varbūt arī atmosfēras elektrisko lauku un Zemes magnētiskā lauka izmaiņas, kas nav pietiekami novērojumu izskaidrošanai. Ir pat hipotēzes, ka ķīmiskais barometrs spēj reaģēt uz vēl nezināmiem fizikāliem laukiem vai starojumu.

Ķīmiskā barometra pagatavošana

Kristāli, kas pirms vētras izveidojušies ķīmiskajā barometrā

Lai pagatavotu šo ierīci, nepieciešams:

• 10 g dabiskā kampara t.i., D—izomēra, jo senatnē tieši tas bija pieejams
• 2,5 g kālija nitrāta
• 2,5 g salmiaka (amonija hlorīda)
• 33 ml destilēta ūdens
• 40 ml spirta

Kālija nitrātu un amonija hlorīdu izšķīdina ūdenī, bet kamparu — spirtā. Abus šķīdumus lēnām sajauc, sildot ūdens vannā. Maisījumu ielej stikla stobriņā, mēģenē vai ampulā ar diametru 1,5—3 cm un augstumu 15—20 cm (virs šķīduma jābūt nedaudz gaisa). Vislabāk stobriņu noslēgt ar pieslīpētu stikla aizbāzni, ko ieziež ar silikona ziedi. Var arī aizkausēt ampulas galu, vai iespējami stingri aizkorķēt mēģeni un aizliet ar izkausētu parafīnu.

Ir arī citi sastāvi, kas satur nātrija nitrātu.

Novērošanas metodika

• Dzidrs, caurspīdīgs šķīdums — saulains laiks
• Duļķains šķīdums — mākoņains, iespējami nokrišņi
• Nelieli punktveida kristāliņi šķīdumā — mitrs, miglains
• Duļķains šķīdums ar zvaigžņveida kristāliņiem — pērkona negaiss
• Nelieli zvaigžņveida kristāliņi šķīdumā — saulainā ziemas dienā gaidāms sniegs
• Lielas pārslas — vasarā apmācies, ziemā sniegs
• Adatveida kristāli — temperatūras pazemināšanās, sals
• Diegveida kristāli ampulas augšdaļā — stiprs vējš

Ārējās saites

• Dīvainais baroskops^{[novecojusi saite]} (LIIS mācību materiāls)
• The Stormglass (angliski) (mūsdienās izgatavoti ķīmiskie barometri)
• Storm Glass (angliski)
• Admiral Fitzroy's Barometer (angliski)
• Sturm im Wetterglas (vāciski)
• Fitzroy Sturmglas Barometer (vāciski) (ķīmiskā barometra attēli tīmekļkamerā)