Штормгласс

Кристаллический осадок в штормглассе

Штормгласс (штормглас, нидерл. storm — «буря» и glass — «стекло») — химический метеорологический прибор, состоящий из стеклянной колбы или ампулы, заполненных спиртовым раствором, в котором в определённых пропорциях растворены натуральная камфора, нашатырь и калийная селитра. Одно из названий, использовавшихся в XIX и начале XX века вместе с названием «штормгласс», — «бароскоп». Словарь Гранат (1902) описывает прибор как «химический барометр, сосуд с раствором камфоры, селитры и нашатыря в спирту, разбавленном водой; при хорошей погоде раствор этот прозрачен, смотря по погоде муть прибавляется или исчезает».

Колба герметически запаяна, но, тем не менее, в ней постоянно происходит рождение и исчезновение кристаллов. По внешнему виду жидкости в приборе возможно предсказывать некоторые изменения в атмосфере, что во многих случаях, можно трактовать как предсказание погоды. Показания прибора намного сильнее коррелируют с поведением животных и самочувствием метеозависимых людей, перед изменением погоды, чем с показаниями физических приборов или прямыми погодными изменениями .

Принцип действия прибора — основан на придании спиртовому раствору натуральной камфоры при помощи остальных компонентов смеси, такой концентрации, которая поддерживает раствор в метастабильном состоянии. Благодаря такому состоянию, процесс кристаллизации из раствора становится обратимым.

В конце XIX — начале XX века на страницах Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона давалось следующее описание этому прибору:

«Бароскопами, или погодниками, неправильно называются также некоторые другие приборы, способные будто бы предсказывать погоду. К числу их относится запаянная с двух концов стеклянная трубка, в которой находится спиртовый раствор камфоры; этот раствор иногда мутится, из него охлаждаются кристаллы, которые потом опять растворяются. Так как атмосферное давление не может передаваться сквозь стекло, то эти явления происходят от каких-нибудь других причин.»

Этим «химическим барометром» активно пользовался во время своих морских путешествий английский гидрограф и метеоролог, вице-адмирал Роберт Фицрой, который тщательно описал поведение штормгласса, это описание используется до сих пор^[кем?]. Поэтому штормгласс также называют «Барометром адмирала Фицроя». В 1831—1836 Фицрой возглавлял океанографическую экспедицию на корабле «Бигль», в которой участвовал Чарльз Дарвин. До конца своей жизни Фицрой заведовал метеорологическим департаментом Великобритании и руководил британской метеорологической службой.

К числу нетрадиционных «барометров» можно отнести предсказатель бурь или «пиявочный барометр» английского доктора Джорджа Мэриуэзера. Хотя действие Предсказателя и было доказано наукой, на кораблях британского флота и в портах стали использовать менее громоздкий штормгласс адмирала Роберта Фитцроя.

Рецепт изготовления штормгласса

А. Делениус в своей книге «30000 новейших открытий, рецептов и общеполезных практических сведений» (Москва, 1885) пишет: «Штормовые склянки, заполняются следующим составом: 1/2 лота (12,8 г: /2 = 6,4 г) камфоры, 1/8 (или 1,6 г) — селитры, столько же — нашатыря. Каждое из этих веществ распускается отдельно в хлебном вине (в старину так называли водку). По сравнению с другими веществами камфора растворяется медленнее, поэтому её нужно подогревать на слабом огне или же опускать в сосуд с теплой водой. Когда все вещества распущены, всю массу следует смешать и слить в продолговатый сосуд из чистого прозрачного стекла, осторожно закупорить и запечатать сургучом. После этого склянку нужно прикрепить возле окна на открытом воздухе, где она может оставаться зимой и летом. Погоду же прогнозируют по переменам, происходящим в жидкости. Прозрачная жидкость предвещает ясную погоду, мутная — дождь. Мутная жидкость с маленькими звездочками — грозу. Маленькие точки — туман, сырость. Большие хлопья: зимой — снег, летом — покрытое облаками небо, тяжелый воздух. Нити в верхней части жидкости — ветер. Кристаллы на дне — густой воздух, мороз. Маленькие звездочки предсказывают зимой при ясной погоде — снег на другой или третий день. По утверждению автора, чем выше зимой поднимаются кристаллы, тем крепче будет стужа».

Рецепт из английской энциклопедии практических советов, изданной в Лондоне в 1880 году:

2 драхмы (3,885 г X 2 = 7,77 г) камфоры, 1,5 (3,885 X 1,5 = 5,8275 г) — калиевой селитры, 1 (3,885 г) — хлористого аммония, 2,25 жидкой унции (при температуре 16,6° С — 28,349 мл X 2,25 = 63,78525 мл) водного спирта концентрации «пруф» (его можно изготовить из 100 г чистого спирта и 103,1 дистиллированной воды). Эту смесь помещают в стеклянную трубку длиной 12 дюймов (25,4 мм X 12 = 304,8 мм) и диаметром 3/4 дюйма (19,05 мм).

Современный рецепт:

• 10 г камфоры (D-изомера или натуральной)
• 2,5 г калийной селитры
• 2,5 г нашатыря
• 33 мл дистиллированной воды
• 40 мл спирта.

Растворить селитру и нашатырь в воде, растворить камфору в спирте и затем медленно перемешать две субстанции, желательно на водяной бане. Залить в стеклянную колбу от 1.5 до 3 см шириной и 15-20 см высотой. Запечатать колбу лучше всего притёртой стеклянной пробкой, промазав её силиконовым герметиком.

Процесс изготовления «Загадочной Ампулы», а также подробная методика наблюдения и примерная таблица наблюдений были представлены в приложении «Для умелых рук» к январскому выпуску журнала «Юный техник» за 1989 год.

Важное замечание — при изготовлении прибора, должна применяться только натуральная, очищенная камфора. Неудачи и воздействие температуры на показания прибора связаны с применением синтетической камфоры. В штормглассе камфора это основной компонент.

Методика наблюдения

• Жидкость в колбе прозрачна — солнечно
• Жидкость мутная — облачно, возможны осадки
• Маленькие точки в жидкости — влажно, туман
• Мутная жидкость с маленькими звёздочками — гроза
• Маленькие звёздочки в жидкости солнечным зимним днём предвещают снег
• Крупные хлопья — облачность в умеренные сезоны, снегопад зимой
• Иглистые кристаллы — заморозки
• Нити у поверхности — ветрено
• Быстрое появление крупного кристалла в чистой колбе при ясной погоде — гроза

Точность

В 1863 году Чарльз Томлинсон опубликовал анализ в The Philosophical Magazine, в котором пришел к выводу, что, несмотря на привлекательность, «я думаю, что из этих экспериментов и наблюдений можно справедливо заключить, что штормгласс действует как грубый вид термоскопа, уступающий по большинству целей наблюдения термометру». В 2008 году в статье в Journal of Crystal Growth был сделан аналогичный вывод о том, что изменение температуры является единственной причиной роста кристаллов в штормглассе.

Интересные факты

Самый большой в мире штормгласс установлен в Одессе (Украина), у входа в отель IL Decameron. Автором инсталляции стал одессит-энтузиаст Максим Астахов. Емкость штормгласса составляет 54 литра. По проекту планируется установить несколько подобных штормглассов в каждом районе города.

Ссылки

• Абрамова И. А. Изменчивость оптических характеристик штормгласса под воздействием гидрометеорологических факторов.
• Олег Мамаев. Погода в маленьком флаконе // «Наука и жизнь» : журнал. — 2015. — № 6.
• Штормгласс. Изготовление на himiklab.org.ua
• Штормглас — легенда или реальность?
• В. Жвирблис. Что такое штормглас // «Химия и жизнь» : журнал. — 1979. — № 6. — С. 73—76.
• Изменение показаний штормгласса и их связь с космической погодой. Предварительное исследование
• Опыт современного пользователя штормгласса