Indhold
Jordens atmosfære er unik i solsystemet og giver anledning til en mangfoldig række vejrfænomener. Prognosering af vejr er vigtigt, både for folks hverdag og for virksomheder. Meteorologer bruger en kombination af computermodellering og eksperimentelle målinger for at forudsige vejret. Eksempler på vejrprognoseinstrumenter inkluderer termometer, barometer, regnmåler og anemometer.
Termometer
Et termometer er et instrument, der bruges til at måle temperatur. Den mest kendte type termometer består af et glasrør, hvori flydende kviksølv er anbragt. Når temperaturen stiger, stiger kviksølvvolumen, hvilket fører til, at niveauet stiger. Et fald i temperaturen fører til en reduktion i volumen og et fald i kviksølvniveauet. En skala på siden af røret gør det muligt at aflæse temperaturen. En anden type termometer, kaldet fjedertermometer, fylder fuldstændigt et glasrør med kviksølv, og en metalmembran, der er forbundet til en fjeder, placeres i bunden af røret. Når temperaturen stiger, stiger trykket på membranen også, hvilket fører til spænding i foråret. Fjederen drejer derefter en urskive for at pege på temperaturen.
Barometer
Et barometer er et instrument, der bruges til at måle tryk, som er den kraft, luften placerer på en overflade. Der er flere forskellige typer barometer. Den enkleste består af et rør fyldt med flydende kviksølv og forseglet i den ene ende. Røret vendes derefter og placeres i en skål med flydende kviksølv. Vægten af luft, der skubber ned på skålen, er afbalanceret med vægten af kviksølvet, der skubber ned i røret. Ved almindelige atmosfæriske forhold fører dette til, at kviksølvniveauet i røret falder til en højde på cirka 76 centimeter (29,9 inches). Stigninger i atmosfæretrykket får kviksølvniveauet i røret til at stige i højden, mens et fald i atmosfæretrykket får kviksølvniveauet i røret til at gå ned. Et mere sofistikeret instrument til måling af tryk er aneroidbarometeret. Denne består af en forseglet kapsel, med fleksible sider og monteret i en kasse. En ændring i tryk ændrer kapselens tykkelse. En håndtag, der er fastgjort til kapslen, forstørrer disse ændringer og fører en markør til at bevæge sig på en skaleret urskive.
Regnmåler
Regnmålere bruges til at måle mængden af nedbør, der forekommer inden for en fast tidsperiode. Den enkleste type regnmåler består af et rør med en skala på, men disse skal tømmes regelmæssigt og bruges derfor ikke længere i automatiske vejrstationer. Et trin op fra det enkle rør består af et rør på digitale vægte. Vejeskalaen er forbundet til en computer, der viser nedbør som en funktion af tiden. Imidlertid skal denne type regnmåler også tømme sit fartøj regelmæssigt. En langt mere elegant løsning er tippespandens regnmåler, der består af en tragt forbundet til et rør, der drænes ned i en spand. Skovlen er afbalanceret efter en drejeplade, så den vælter, når der indfanges en bestemt mængde vand. Når dette sker, bevæger en anden spand sig automatisk i position for at fange mere regn. Hver gang en spand vælter, sendes et elektronisk signal til en datalogger, der gør det muligt at registrere den samlede mængde nedbør.
vindmåler
Et anemometer bruges til at måle vindhastighed. Den enkleste type anemometer består af en rørformet akse, hvorpå fire arme er placeret med 90 graders intervaller. Kopper placeres på hver af de fire arme, og når disse fanger vind, fører det til rotation af armene omkring den rørformede akse. En permanent magnet er monteret i bunden af aksen, og en gang pr. Rotation aktiverer den en Reed-switch, der er et elektronisk signal til en computer. Computeren beregner vindhastigheden ud fra antallet af omdrejninger pr. Minut. En mere sofistikeret enhed er lydanemometeret. Dette fungerer ved at måle den tid, det tager for en lydpuls at rejse mellem to sensorer. Den tid det tager for lyd at rejse mellem sensorerne afhænger af afstanden mellem sensorerne, den iboende lydhastighed i luft og af lufthastigheden langs sensoraksen. Da afstanden mellem sensorerne er fast, og lydhastigheden i luft er kendt, kan lufthastigheden langs sensoraksen bestemmes.