Temperaturmätning

Termometrar

Termometrar finns av en rad utförande för olika tillämpningsområden. Mätningen bygger oftast på att en vätska eller metall utvidgar sig vid uppvärmning.

Exempel på sådana termometrar är sprit- och kvicksilvertermometern, samt bimetalltermometern där två olika metaller med olika längdutvidgningskoefficienter kan utnyttjas för att mekaniskt påverka en visare. Elektroniska termometrar bygger oftast på att ledningsförmågan (konduktiviteten) hos metaller ändras vid ändrad temperatur. Detta kan enkelt mätas med ett instrument som mäter spänningsförändringen över känselkroppen. Slungtermometer är ett meteorologiskt instrument för noggrann mätning av lufttemperatur.

Kvicksilvertermometer kan inte användas under ca −38°C, då fryser kvicksilver till fast tillstånd. Tallium (Tl) sänker kvicksilvrets fryspunkt och har därför använts som tillsats i kvicksilvertermometrar för låg temperatur. Med 8,5 % Tl kan -60 °C nås. För mätning av ännu lägre temperatur används sprittermometer där kvicksilvret ersatts med etanol, som fryser först vid ca −114 °C.

Kvicksilvers kokpunkt, ca 356 °C, sätter en gräns för de högsta temperaturer som en kvicksilvertermometer kan mäta. För mätning av högre temperaturer än så kan man övergå till mätning med strålningspyrometer m fl metoder.

Kalibrering

Termometrar måste kalibreras dvs jämföras med metoder som fastställer att mätvärdet överensstämmer med en angiven skala. Det kan ske genom vattens smält- och kokpunkter vid angivet lufttryck. Numera används de definierande punkterna i den internationella temperaturskalan från 1990.

Historik

Termometrar började användas redan på 1600-talet, och de äldsta kända temperaturmätningarna i Sverige är från Uppsala år 1722. Under 1800-talet och under större delen av 1900-talet utfördes temperaturobservationer till största delen genom avläsning av kvicksilver- och sprittermometrar. Vid automatiseringen av väderstationer i mitten av 1990-talet och avvecklingen av kvicksilvertermometrar vid övriga stationer i början av 2000-talet installerades elektronisk mätutrustning.

Miljökrav

Det kan vara stora temperaturskillnader inom luftskiktet närmast marken beroende på den underliggande markytans egenskaper. Exempelvis uppvärms luften vid soligt väder på sommaren betydligt mer över torr sandmark än över en fuktig och gräsbevuxen markyta.

Temperaturen påverkas också av om marken lutar kraftigt och av hus eller träd i närheten.

För att få så enhetliga mätningar som möjligt mäter man därför temperaturen om möjligt på en öppen plan plats där marken är täckt med kort gräs och på en höjd av 1,5 - 2 m över marken.

För att termometern ska ange luftens temperatur så bra som möjligt måste den skuggas för solen. Ett mätinstrument som värms upp av solens strålning visar för hög temperatur. Ett vanligt missförstånd är att temperaturmätningen ska utföras på en plats som befinner sig i skugga. Så är det inte, utan det är endast själva termometern som ska vara skyddad mot sol.

Termometern måste också skyddas mot nederbörd. När vatten på termometern avdunstar visar den för låg temperatur.

Problem vid mätning

Statistiska fel. Vid analys av insamlade uppgifter används olika regressionstekniker.

Proxydata är data som indirekt ger en uppfattningen om temperaturen när säker mätning med temperatur inte var möjlig. 

Modelldata. När uppgifter från en plats saknas beräknas temperaturen med hjälp av närliggande mätningar.

Varma tätorter. Jordens befolkning har ökat enormt under de senaste 100 åren främst genom utvidgning av tätorter där en stor del av mätningarna sker. Det har lett till högre temperaturer på dessa platser som trots att de täcker en mindre del av jorden får stor inverkan på den globala temperaturen.

Havstemperaturen har tidigare mätts från fartyg. Den metoden används fortfarande med kompletterats med bojar som mäter temperaturen från ytan till ca 2000 meter djup. Resultaten från bojerna avviker markant från fartygsmätningarna.

Äldre mätvärden av marktemperaturen modifieras ofta utan tydlig redovisning. Motivet kan vara ett rapporterade värden inte stämmer med förväntat värde. Ändringarna är ofta till högre temperatur och förklarar en betydande del av den registrerade globala temperaturökning, vilket framgår av skillnaderna mellan markmätningar och mätningar med ballonger och satelliter.

Satellitmätning sker med hjälp av flera satelliter och instrumenten har utvecklats successivt. Satelliternas banor ändras också efter tid. Det måste kompenseras med olika metoder och valideringar. forskare kommer också till olika resultat utifrån samma mätningar.

• Termometer, Wikipedia
• Thermometer, Wikipedia
  
• Was Earth already heating up, or did global warming reverse a long-term cooling trend? Phys.org (2023-02-19)