الأدوات المستخدمة في الأرصاد الجوية

قبل القرن السابع عشر ، لم تكن معرفة الغلاف الجوي والطقس للأرض دقيقة. اعتمد الناس في الغالب على الخبرة مع أحداث الطقس المحلية للتنبؤات. استطاعت العمة سالي شم رائحة عاصفة ثلجية قادمة ، وأخبرت ركبة العم جيم عن هطول أمطار وشيكة. ثم تم اختراع أجهزة بسيطة ، مثل موازين الحرارة والبارومترات ودوارات الطقس ، والتي قدمت بيانات قابلة للتسجيل. مع تقدم التكنولوجيا من القرن التاسع عشر فصاعدًا ، سمحت المعدات الأكثر تطوراً بالكشف عن المنطقة و تسمح أنماط الطقس العالمية والرادار الحديث والأقمار الصناعية وبرامج النمذجة الحاسوبية بالطقس على المدى الطويل تنبؤات.

موازين الحرارة الزجاجية المملوءة بالكحول أو الزئبق هي معدات قياسية لقياس درجات حرارة الهواء والتربة والماء. تسجل موازين الحرارة العظمى والصغرى درجات الحرارة الأدنى والأعلى خلال فترة زمنية محددة. يحدد كاشف درجة حرارة المقاومة درجات حرارة الهواء بناءً على التغيرات في المقاومة الكهربائية لمعادن معينة بسبب درجة الحرارة ويعطي قراءة رقمية. مفضل لمحطات الطقس الأوتوماتيكية ، يمكن لـ RTDs توفير قراءة درجة الحرارة كل ثانية.

تقيس البارومترات الضغط الجوي. عادة ما تقيس بارومتر السائل الزئبق الموجود داخل الأنبوب المفرغ ، ويتغير مستوى الزئبق مع زيادة الضغط الجوي أو انخفاضه. تحتوي أجهزة قياس الضغط اللاسائلي على حجم ثابت من الهواء مختوم داخل وحدة مزودة بغشاء مرن. عندما يتمدد الغشاء ويتقلص مع التغيرات التي تسببها ظروف الضغط الجوي ، تشير الإبرة المرفقة إلى القراءة الصحيحة. مقياس شدة الرياح يقيس اتجاه الرياح وسرعتها. عادةً ما تشتمل على ذيل ريشة الطقس ومروحة لقياس السرعة.

توجد عدة أدوات لقياس الرطوبة أو نسبة الماء في الهواء. كان أول مقياس رطوبة هو مقياس الرطوبة ، والذي يعتمد على نمو وتقلص شعر الإنسان استجابة لتغيرات الرطوبة. يكتشف مقياس الحرارة الاختلاف في درجة الحرارة بين لمبة ترمومتر جافة ورطبة لقياس الرطوبة. تشمل الأدوات الأخرى مقياس الرطوبة الكهربائي ، ومقياس الرطوبة بنقطة الندى ، ومقياس الرطوبة بالأشعة تحت الحمراء ، وخلية الندى. مقاييس المطر تقيس هطول الأمطار ، وتقيس مقاييس الثلج تساقط الثلوج.

تقيس بالونات الطقس الرطوبة وضغط الهواء ودرجة الحرارة وسرعة الرياح واتجاهها بوحدات تسمى مسابير الراديو. تم إطلاقها من 1100 موقع حول العالم مرتين في اليوم ، وترتفع إلى أكثر من 20 ميلاً فوق الأرض ، وتسجيلها أثناء سفرها ونقل المعلومات إلى خبراء الأرصاد الجوية عن طريق موجات الراديو. عندما ينفجر البالون ، يعود المسبار اللاسلكي إلى الأرض لإعادة التدوير. تعطي بالونات الطقس لقطة رأسية للظروف الجوية في منطقة معينة.

مع اختراع الرادار في الحرب العالمية الثانية ، تحسنت دراسات الأرصاد الجوية بشكل كبير. يكتشف الرادار التقليدي ورادار دوبلر ورادار الاستقطاب المزدوج أنظمة العواصف واتجاهها وسرعتها وشدتها ونوع هطول الأمطار. بدأت أقمار الأرصاد الجوية التي تدور حول الأرض في الإرسال في عام 1962 وأدت إلى أقمار صناعية أكثر تعقيدًا. ترسل الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية الثابتة بالنسبة إلى الأرض صورًا فوتوغرافية لنصف الكرة الغربي كل 15 دقيقة. تستغرق الأقمار الصناعية البيئية التشغيلية القطبية حوالي 1.5 ساعة لتدور حول الأرض ، وتوفر معلومات حول الطقس والمحيطات والانفجارات البركانية. يؤدي تحليل بيانات الطقس ونمذجة الكمبيوتر لأنظمة الطقس إلى زيادة دقة التنبؤ بالطقس على المدى الطويل على نطاق عالمي.