Conţinut
Atmosfera Pământului este unică în cadrul sistemului solar și dă naștere unei game variate de fenomene meteorologice. Prognoza meteo este importantă, atât pentru viața de zi cu zi a oamenilor, cât și pentru companii. Meteorologii folosesc o combinație de modelare computerizată și măsurători experimentale pentru a prezice vremea. Exemple de instrumente de prognoză meteo includ termometrul, barometrul, gabaritul de ploaie și anemometrul.
Termometru
Un termometru este un instrument care este utilizat pentru a măsura temperatura. Cel mai cunoscut tip de termometru este format dintr-un tub de sticlă în care se pune mercur lichid. Când temperatura crește, volumul de mercur crește ducând la creșterea nivelului. O scădere a temperaturii duce la o reducere a volumului și la o scădere a nivelului de mercur. O scară din partea tubului permite citirea temperaturii. Un alt tip de termometru, numit termometru cu arc, umple complet un tub de sticlă cu mercur și o membrană metalică conectată la un arc este plasată în partea inferioară a tubului. Pe măsură ce temperatura crește, presiunea asupra diafragmei crește și duce la tensiune în primăvară. Arcul apoi rotește un cadran pentru a indica temperatura.
Barometru
Un barometru este un instrument utilizat pentru măsurarea presiunii care este forța pe care aerul o plasează pe o suprafață. Există mai multe tipuri diferite de barometre. Cel mai simplu este format dintr-un tub umplut cu mercur lichid și sigilat pe un capăt. Tubul este apoi inversat și introdus într-un bol cu mercur lichid. Greutatea aerului care împinge în jos pe bol este echilibrată cu greutatea mercurului împingând în jos în interiorul tubului. În condiții atmosferice standard, acest lucru face ca nivelul de mercur din tub să scadă până la o înălțime de aproximativ 76 de centimetri (29,9 inci). Creșterea presiunii atmosferice face ca nivelul de mercur din tub să crească în înălțime, în timp ce o scădere a presiunii atmosferice determină scăderea nivelului de mercur din interiorul tubului. Un instrument mai sofisticat pentru măsurarea presiunii este barometrul aneroid. Aceasta constă dintr-o capsulă sigilată, cu laturile flexibile și montată într-o cutie. O schimbare a presiunii modifică grosimea capsulei. O manetă atașată la capsulă mărește aceste modificări, ceea ce duce la un indicator pentru a trece pe un cadran scalat.
Ploaie
Indicatoarele de ploaie sunt utilizate pentru a măsura cantitatea de precipitații care se produce într-un interval de timp fix. Cel mai simplu tip de pluviometru constă dintr-un tub cu o scară pe el, dar acestea trebuie golite în mod regulat și, prin urmare, nu mai sunt utilizate în stațiile meteorologice automatizate. Un pas în sus de tubul simplu constă dintr-un tub pe cântar digital. Cantarul de cântărire este conectat la un computer care grafică precipitațiile în funcție de timp. Cu toate acestea, acest tip de gabarit trebuie, de asemenea, să-și golească vasul în mod regulat. O soluție mult mai elegantă este gabaritul de ploaie basculantă care constă dintr-o pâlnie conectată la un tub care se scurge într-o găleată. Găleata este echilibrată pe un pivot, astfel încât acesta se răstoarnă atunci când este capturat un volum de apă setat. Când se întâmplă acest lucru, o a doua găleată se deplasează automat în poziție pentru a prinde mai multă ploaie. De fiecare dată când se găsește o găleată, un semnal electronic este trimis unui registrator de date care permite înregistrarea cantității totale de precipitații.
Anemometru
Un anemometru este utilizat pentru a măsura viteza vântului. Cel mai simplu tip de anemometru constă dintr-o axă tubulară pe care sunt așezate patru brațe la intervale de 90 de grade. Cupe sunt așezate pe fiecare dintre cele patru brațe și, pe măsură ce acestea captează vântul, aceasta duce la rotirea brațelor în jurul axei tubulare. Un magnet permanent este montat în partea de jos a axei și o dată pe rotație activează un comutator Reed, care este un semnal electronic către un computer. Calculatorul calculează viteza vântului în funcție de numărul de rotații pe minut. Un dispozitiv mai sofisticat este anemometrul sonic. Aceasta funcționează prin măsurarea timpului necesar pentru ca un impuls sonor să călătorească între doi senzori. Timpul necesar pentru ca sunetul să călătorească între senzori depinde de distanța dintre senzori, viteza intrinsecă a sunetului în aer și de viteza aerului de-a lungul axei senzorului. Deoarece distanța dintre senzori este fixă și viteza sunetului în aer este cunoscută, viteza aerului de-a lungul axei senzorului poate fi determinată.