Гелиограф в метеорологии

— прибор, назначение которого записывать, сколько времени и насколько ярко светило солнце в течение суток. Для записи пользуются тепловым или химическим действием солнечного луча. Лучшим представителем приборов, в основу которых положено тепловое действие солнечных лучей, служит Г. Кэмпбелла и Стокса (Campbell and Stokes Sunshine Recorder) — один из первых приборов для записи солнечного сияния. Это стеклянный шар, отшлифованный из хорошего, чистого стекла, пройдя через который, солнечные лучи собираются в его фокусе. На подставке прибора помещается бумажная, пропитанная особым составом лента, огибающая шар на расстоянии, равном его фокусному расстоянию. Лучи солнца, собранные шаром на бумажке, прожигают ее.

При движении солнца перемещается вдоль бумажки и его изображение. Полученная таким образом запись по выжженным местам дает возможность судить о продолжительности и силе солнечного сияния. Однако приборы, основанные на тепловом действии солнечных лучей (в частности и прибор Кэмпбелла и Стокса), были признаны не вполне пригодными для метеорологической практики. Недостаточная резкость переходов от моментов яркого сияния солнца к моментам, когда оно было покрыто облаками, сильно затрудняет расчет времени, в течение которого солнце ярко светило. Это обстоятельство заставило изменить принцип Г. И обратиться к химическому действию солнечного луча, что и было сделано впервые М. Леодом в 1885 г. Более известен (и лучше) основанный на том же принципе прибор Маурера — представляет собой полый цилиндр, прикрепленный к подставке наклонно, так что после его установки ось цилиндра становится параллельно оси мира.

Цилиндр, срезанный сверху под таким углом, чтобы верхнее его основание после установки было горизонтально, плотно прикрывается крышками. В середине верхней крышки сделан узкий прорез, через который солнечные лучи проникают в цилиндр. Внутри последнего помещается фотографическая (цианоферная) бумага, плотно прилегающая к его стенкам, и солнечные лучи, падая на бумагу, оставляют на ней темно-синий след за все время, пока солнце ярко светит, прерывающийся и даже совершенно исчезающий, когда светило покрыто более или менее густыми облаками. Ежедневно вечером бумага вынимается из прибора и промывается водой для проявления и закрепления изображения. Прибор Маурера дает довольно удовлетворительные результаты.

Однако в нем отсутствует запись до полутора часов после восхода и до заката солнца, потому что лучи солнца при восходе и закате идут почти горизонтально и параллельно крышке прибора, и солнце должно подняться на довольно значительную высоту, чтобы лучи его проникли в прибор и начали писать.На русских станциях распространяется в настоящее время гелиограф Ф. К. Величко. Это — маленький цилиндр, поддерживаемый устанавливающейся горизонтально подставкой. Цилиндр плотно закрывается и имеет три щели, через которые свет падает на вставленную внутрь цилиндра и прилегающую к его стенкам цианоферную бумагу, оставляя на ней след за время, пока Солнце не было покрыто облаками. Ось цилиндра с помощью прикрепленных к подставке круга с делениями и уровня ставится параллельно оси мира.

Тогда щели, отстоящие одна от другой на 90° по окружности цилиндра, будут обращены на восток, юг и запад. Так как, кроме того, они лежат в разных сечениях цилиндра, то на бумаге получаются три записи, соответствующие утренним, полуденным и вечерним часам дня. Цианоферная бумага для этого прибора, разграфленная на часы и их доли, отличается значительно большей чувствительностью сравнительно с бумагой других подобных приборов. Благодаря этому запись солнечного сияния отличается значительно большей детальностью, чем в приборе Маурера. Что касается до записи часов около восхода и заката Солнца, то непродолжительные еще пока наблюдения показали, что запись начинается около 1/2 часа спустя после восхода Солнца и прекращается почти за столько же времени до заката.

Прилагаемый рисунок дает понятие о приборе.Одновременно с описанным прибором Ф. К. Величко был устроен гелиограф, начинающий писать минут 10-15 спустя после восхода солнца. На записях его заметны следы самых тонких перистых облаков, не оставляющих ни малейшего следа на записях других приборов. На цилиндре, приводимом в движение часовым механизмом, сделаны две узкие щели — одна над другой. Сквозь эти щели солнечный свет, проникая внутрь цилиндра, падает на фотографическую (аристотипную) бумагу, навернутую на второй, внутренний, неподвижный цилиндр. Общая для обоих цилиндров ось, как и в других приборах, должна быть поставлена параллельно оси мира, а щели наружного цилиндра обращены прямо к солнцу. Часовой механизм, вращая наружный цилиндр, делает полный оборот в течение суток.

Таким образом, щели все время следуют за движением солнца. При этом солнечные лучи, падая через них на неподвижную бумагу, оставляют на ней запись солнечного сияния. Различная ширина обеих щелей дает возможность при помощи более узкой из них (ее обычная ширина = 0,2 мм) получить необыкновенно тонкие детали в записи, тогда как при помощи более широкой второй щели является возможность записать лучи Солнца почти при самом его восходе или закате. См. "Метеорологический вестник", 1882, стр. 274. Г. А. Л..