Нефоскоп — это прибор 19-го века для измерения высоты, направления и скорости облаков с использованием измерения времени прохождения . Это отличается от нефометра , который является прибором, используемым для измерения количества облачности.
Нефоскоп испускает световой луч, который падает на основание целевого облака и отражается от него. Расстояние до облака можно оценить, используя задержку между отправкой светового луча и его получением обратно:
расстояние = (скорость света × время в пути) / 2
Разработанный Карлом Готфридом Файнманом, этот инструмент состоит из магнитного компаса , корпус которого покрыт черным зеркалом, вокруг которого подвижна круглая металлическая рамка. [1] Небольшое окошко в этом зеркале позволяет наблюдателю видеть кончик стрелки компаса под ним. На поверхности зеркала выгравированы три концентрических круга и четыре диаметра; один из последних проходит через середину маленького окошка. Зеркало представляет собой картушку компаса, ее радиусы соответствуют сторонам света. На подвижной рамке, окружающей зеркало, закреплен вертикальный указатель, градуированный в миллиметрах, который можно перемещать вверх и вниз с помощью реечной передачи . Весь аппарат установлен на штативе, снабженном выравнивающими винтами.
Для проведения наблюдения зеркало настраивается по горизонтали с помощью выравнивающих винтов и ориентируется по меридиану, перемещая весь аппарат до тех пор, пока стрелка компаса не будет видна через окно, чтобы лечь на линию север-юг зеркала (принимая, однако, во внимание магнитное склонение ). Наблюдатель встает в такое положение, чтобы изображение любой выбранной части облака находилось в центре зеркала. Вертикальный указатель также настраивается путем его завинчивания вверх или вниз и вращения вокруг зеркала до тех пор, пока его кончик не отразится в центре зеркала. По мере того, как изображение облака движется к окружности зеркала, наблюдатель поворачивает голову так, чтобы кончик указателя и изображение облака совпадали. Радиус, по которому движется изображение, дает направление движения облака, а время, необходимое для прохождения от одного круга до следующего, — его относительную скорость, которая может быть сведена к некоторым произвольным единицам.
Однако этот прибор не очень прост в использовании и обеспечивает лишь умеренно точные измерения.
Разработанный Луи Бессоном в 1912 году, этот аппарат состоит из горизонтальной планки, снабженной несколькими равноудаленными шипами и установленной на верхнем конце вертикального шеста, который может вращаться вокруг своей оси. [1] Когда необходимо провести наблюдение, наблюдатель занимает такое положение, чтобы центральный шип проецировался на любую выбранную часть облака. Затем, не меняя своего положения, он заставляет «гребень» поворачиваться с помощью двух шнуров таким образом, что облако движется вдоль линии шипов. Градуированный круг, вращающийся вместе с вертикальным шестом, дает направление движения облака.
Он считывается с помощью фиксированного указателя. Более того, когда прибор уже сориентирован, наблюдатель может определить относительную скорость облака, отметив время, которое требуется последнему для прохождения от одного пика до следующего. Если прибор стоит на ровной поверхности, так что глаз наблюдателя всегда находится на одной и той же высоте, и если интервал между двумя последовательными пиками равен одной десятой их высоты над уровнем глаз наблюдателя, нужно только умножить время, необходимое для прохождения облаком одного интервала, на 10, чтобы определить время, за которое облако проходит горизонтальное расстояние, равное его высоте.
Бессон возродил старый метод, изобретенный Браве для измерения фактической высоты облаков. Аппарат в этом случае состоит из стеклянной пластины с параллельными гранями, установленной на градуированном вертикальном круге, который указывает угол ее наклона. Слой воды, расположенный на более низком уровне, служит зеркалом для отражения облака. Вода содержится в резервуаре из почерневшего цемента, окруженном кустарником, и имеет глубину всего лишь в малую часть дюйма, так что ветер не может нарушить ее ровную поверхность.
Наблюдатель, установив стеклянную пластину на горизонтальной оси теодолита, установленного на подоконнике на высоте около 30 или 40 футов над землей, помещает свой глаз близко к нему и регулирует его наклон так, чтобы изображения облака, отраженные в пластине и в водной глади, совпадали. Затем по кривой, начерченной раз и навсегда на листе миллиметровой бумаги, он считывает высоту облака, соответствующую наблюдаемому углу на стеклянной пластине. Кривая строится на основе простых тригонометрических вычислений.
В обсерватории Монсури степень облачности, т. е. количество всего неба, покрытого облаками в данный момент, определяется с помощью нефометра, также изобретенного Бессоном. Он состоит из выпуклого стеклянного зеркала, сегмента сферы, около двенадцати дюймов в диаметре, в котором видно отражение небесного свода, разделенного на десять секций равной площади с помощью линий, выгравированных на стекле. Как показано на гравюре на первой странице, метеоролог наблюдает через окуляр, закрепленный в неизменном положении по отношению к зеркалу, которое свободно вращается по вертикальной оси. Наблюдатель, собственное изображение которого частично закрывает секции 8, 9 и 10, отмечает степень облачности в секциях, пронумерованных от 1 до 7. Облачность каждой секции оценивается по шкале от 0 до 10: ноль означает отсутствие облаков, а 10 — полную облачность. Затем наблюдатель поворачивает зеркало и окуляр на 180 градусов и наблюдает облачность в секциях 7, 5 и 2, которые представляют собой области неба, которые при первом наблюдении соответствовали секциям 8, 9 и 10.
Сетчатый нефоскоп — это разновидность гребенчатого нефоскопа, изобретенного в Норвегии .
Михаил Поморцев изобрел нефоскоп в России в 1894 году.