Informace o nástrojích pro předpovědi počasí

Atmosféra Země je ve sluneční soustavě jedinečná a vede k rozmanité škále povětrnostních jevů. Předpověď počasí je důležitá jak pro každodenní život lidí, tak pro podniky. Meteorologové používají k předpovědi počasí kombinaci počítačového modelování a experimentálních měření. Mezi příklady nástrojů pro předpovědi počasí patří teploměr, barometr, srážkoměr a anemometr.

Teploměr je přístroj, který se používá k měření teploty. Nejznámější typ teploměru se skládá ze skleněné trubice, ve které je umístěna kapalná rtuť. Když teplota stoupá, zvyšuje se objem rtuti, což vede ke zvýšení hladiny. Pokles teploty vede ke zmenšení objemu a ke snížení hladiny rtuti. Stupnice na boční straně tuby umožňuje odečet teploty. Jiný typ teploměru, který se nazývá pružinový teploměr, zcela vyplňuje skleněnou trubici rtutí a na její spodní část je umístěna kovová membrána připojená k pružině. Jak teplota stoupá, stoupá také tlak na membránu, což vede k napětí v pružině. Pružina poté otáčí číselníkem tak, aby ukazovala na teplotu.

Barometr je přístroj používaný k měření tlaku, což je síla, kterou vzduch umístí na povrch. Existuje několik různých typů barometrů. Nejjednodušší sestává z trubice naplněné kapalnou rtutí a utěsněné na jednom konci. Trubice se poté převrátí a umístí do misky s kapalnou rtutí. Hmotnost vzduchu tlačícího dolů na mísu je vyvážena s hmotností rtuti tlačící dolů v trubici. Za standardních atmosférických podmínek to vede k tomu, že hladina rtuti v trubici klesne do výšky přibližně 76 centimetrů (29,9 palce). Zvýšení atmosférického tlaku způsobí zvýšení hladiny rtuti v trubici, zatímco snížení atmosférického tlaku způsobí pokles hladiny rtuti v trubici. Sofistikovanějším nástrojem pro měření tlaku je aneroidní barometr. Skládá se ze zapečetěné kapsle s pružnými stranami a namontované v krabici. Změna tlaku mění tloušťku kapsle. Páka připojená k tobolce tyto změny zvětšuje a vede ukazatel k pohybu po zmenšeném číselníku.

Srážkoměry se používají k měření množství srážek, ke kterým dojde za stanovenou dobu. Nejjednodušší typ srážkoměru se skládá z trubice se stupnicí, ale ty musí být pravidelně vyprazdňovány, a proto se již nepoužívají v automatizovaných meteorologických stanicích. Jeden krok od jednoduché trubice sestává z trubice na digitálních vahách. Váhy jsou připojeny k počítači, který zobrazuje srážky jako funkci času. Tento typ srážkoměru však také musí své plavidlo pravidelně vyprazdňovat. Mnohem elegantnějším řešením je srážkoměr se sklápěcí lopatou, který se skládá z nálevky připojené k trubce, která odtéká do lopaty. Vědro je vyváženo na čepu, takže se převrhne, když je zachycen nastavený objem vody. Když k tomu dojde, druhý kbelík se automaticky přesune do polohy, aby zachytil více deště. Pokaždé, když se kbelík vyklopí, odešle se do datového záznamníku elektronický signál, který umožňuje zaznamenat celkové množství srážek.

K měření rychlosti větru se používá anemometr. Nejjednodušší typ anemometru se skládá z trubkové osy, na které jsou umístěna čtyři ramena v 90 stupňových intervalech. Poháry jsou umístěny na každém ze čtyř ramen a jelikož zachycují vítr, vede to k rotaci ramen kolem trubkové osy. Ve spodní části osy je namontován permanentní magnet a jednou za otáčku aktivuje jazýčkový spínač, který vysílá elektronický signál do počítače. Počítač vypočítává rychlost větru z počtu otáček za minutu. Sofistikovanějším zařízením je sonický anemometr. Funguje to tak, že se měří čas potřebný k tomu, aby se zvukový puls dostal mezi dva senzory. Čas potřebný k pohybu zvuku mezi senzory závisí na vzdálenosti mezi senzory, vnitřní rychlosti zvuku ve vzduchu a na rychlosti vzduchu podél osy senzoru. Jelikož je vzdálenost mezi senzory pevná a je známa rychlost zvuku ve vzduchu, lze určit rychlost vzduchu podél osy senzoru.