Чому домашній термометр показує +45°С, а метеостанція — лише +30°С?
У спекотні літні дні в інтернеті нерідко з'являються гучні заголовки про надвисокі температури. Соціальні мережі рясніють фотографіями термометрів із позначками +40 °С і вище, навіть коли офіційні джерела не повідомляють про температурні рекорди. У багатьох виникає закономірне запитання: чому температура повітря на термометрі за вікном, у новинних заголовках та на офіційних метеорологічних ресурсах може суттєво відрізнятися?
Щоб знайти відповідь на це питання, достатньо згадати кілька фактів зі шкільного курсу фізики.
У сонячний день легко помітити різницю в показах термометрів, розміщених на північній та південній стінах будинку, покладених на металеву поверхню та підвішених у затінку.
Причина полягає в тому, що сонячне випромінювання нагріває насамперед земну поверхню та різні предмети – асфальт, бетон, металеві конструкції, дахи будинків. Вони можуть нагріватися до температур, значно вищих за температуру повітря, а вже потім віддавати накопичене тепло навколишньому середовищу. Саме тому термометр під прямими сонячними променями або поблизу нагрітих поверхонь показує не лише температуру повітря, а й вплив сонячного випромінювання та навколишніх предметів.
Як же тоді правильно виміряти саме температуру повітряної маси? Для цього метеорологи в усьому світі використовують психрометричну (метеорологічну) будку.
Вперше вона була запропонована у 1864 році шотландським інженером Томасом Стівенсоном. Створена ним конструкція настільки вдало вирішувала проблему захисту приладів від впливу сонця та опадів, що швидко поширилася і стала міжнародним стандартом метеорологічних спостережень. Цікаво, що попри стрімкий розвиток технологій її конструкція за понад півтора століття майже не змінилася. Назву будка отримала від психрометра – приладу для вимірювання температури та вологості повітря, що є одним із основних інструментів усередині неї.
На перший погляд психрометрична будка нагадує невеликий дерев'яний будиночок на ніжках. Проте кожна деталь її конструкції має важливе призначення.
Будка встановлюється на відкритому метеорологічному майданчику, подалі від будівель, дерев та інших об'єктів, які можуть впливати на циркуляцію повітря або створювати додатковий нагрів. Термометри в ній розміщуються на висоті 2 метри над землею, щоб мінімізувати вплив підстильної поверхні, при цьому отримуючи дані в приземному шарі повітря, де перебуває людина. Традиційно дверцята будки відкриваються на північ, що дозволяє уникнути потрапляння прямих сонячних променів на прилади під час проведення спостережень.
Стіни будки пофарбовані в білий колір, який добре відбиває сонячне випромінювання та запобігає надмірному нагріванню конструкції. Замість суцільних стін використовуються жалюзійні решітки. Через них повітря вільно проходить усередину, забезпечуючи постійне провітрювання, водночас захищаючи прилади від прямого сонячного проміння. Додатковий захист від нагрівання забезпечує подвійний дах із повітряним прошарком між його частинами.
Всередині психрометричної будки розміщуються прилади для вимірювання температури та вологості повітря. У класичному варіанті це сухий і змочений термометри психрометра, максимальний і мінімальний термометри. На сучасних автоматизованих метеостанціях дедалі частіше використовуються електронні датчики, однак принцип залишається незмінним: вимірювання повинні проводитися в умовах вільної циркуляції повітря та захисту від сторонніх впливів.
Саме стандартизовані умови спостережень є однією з головних причин, чому даним метеостанцій можна довіряти. Всі метеорологічні станції працюють за єдиними міжнародними вимогами, розробленими Всесвітньою метеорологічною організацією. Завдяки цьому температура, виміряна в Україні, може коректно порівнюватися з результатами спостережень у будь-якій іншій країні світу. Крім того, метеорологічні прилади регулярно проходять перевірку та повірку, що гарантує їхню точність.
Водночас варто пам'ятати, що температура повітря та те, як її відчуває людина, – не зовсім одне й те саме. На наше теплове сприйняття впливають вологість повітря, швидкість вітру, сонячне випромінювання, а також індивідуальні особливості організму. Наприклад, за високої вологості спекотна погода переноситься важче, оскільки піт повільніше випаровується з поверхні шкіри, а сильний вітер взимку, навпаки, посилює відчуття холоду. Саме тому на багатьох погодних сайтах поряд із фактичною температурою можна побачити показник «відчувається як» – це розрахункова величина, яка враховує вплив додаткових метеорологічних чинників на людину.
Тож, коли наступного разу домашній термометр на сонячному балконі покаже значно вищу температуру, ніж зазначено в офіційних джерелах, це зовсім не означатиме помилку метеорологів. Найімовірніше, ваш термометр вимірює не лише температуру повітря, а й вплив нагрітих сонцем поверхонь та прямих сонячних променів. Натомість психрометрична будка допомагає отримати саме ту температуру повітря, яку можна об'єктивно порівнювати в просторі й часі та використовувати для прогнозування погоди й дослідження клімату.