In der Meteorologie verwendete Werkzeuge

Vor dem 17. Jahrhundert war die Kenntnis der Erdatmosphäre und des Wetters nicht genau. Die Menschen verließen sich für Vorhersagen hauptsächlich auf die Erfahrung mit lokalen Wetterereignissen. Tante Sally konnte einen herannahenden Schneesturm riechen, und Onkel Jims Knie deutete auf drohenden Regen hin. Dann wurden einfache Geräte wie Thermometer, Barometer und Wetterfahnen erfunden, die aufnehmbare Daten lieferten. Als sich die Technologie ab dem 19. Jahrhundert weiterentwickelte, ermöglichten fortschrittlichere Geräte die Erkennung regionaler und globale Wettermuster und moderne Radar-, Satelliten- und Computermodellierungsprogramme ermöglichen langfristiges Wetter Vorhersagen.

Mit Alkohol oder Quecksilber gefüllte Glasthermometer gehören zur Standardausrüstung zur Messung von Luft-, Boden- und Wassertemperaturen. Maximal- und Minimaltemperatur-Thermometer registrieren die niedrigsten und höchsten Temperaturen während eines bestimmten Zeitraums. Der Widerstandstemperaturdetektor bestimmt die Lufttemperaturen basierend auf Änderungen des elektrischen Widerstands bestimmter Metalle aufgrund der Temperatur und liefert eine digitale Anzeige. RTDs werden für automatische Wetterstationen bevorzugt und können jede Sekunde eine Temperaturmessung liefern.

Barometer messen den atmosphärischen Druck. Flüssigkeitsbarometer messen normalerweise Quecksilber, das in einem evakuierten Rohr enthalten ist, und der Quecksilbergehalt ändert sich, wenn der Atmosphärendruck zunimmt oder abnimmt. Aneroidbarometer enthalten ein festes Luftvolumen, das in einer mit einer flexiblen Membran ausgestatteten Einheit eingeschlossen ist. Wenn sich die Membran bei Änderungen durch atmosphärische Druckbedingungen ausdehnt und zusammenzieht, zeigt eine angebrachte Nadel auf den korrekten Messwert. Windanemometer messen die Richtung und Geschwindigkeit des Windes. Sie enthalten normalerweise einen Wetterfahnenschwanz und einen Ventilator, um die Geschwindigkeit zu messen.

Es gibt mehrere Werkzeuge, die die Luftfeuchtigkeit oder den Wasseranteil in der Luft messen. Das früheste war das Hygrometer, das davon abhängt, dass sich ein menschliches Haar als Reaktion auf Feuchtigkeitsänderungen ausdehnt und zusammenzieht. Das Psychrometer erkennt den Temperaturunterschied zwischen einer trockenen und einer nassen Thermometerkugel, um die Luftfeuchtigkeit zu messen. Andere Instrumente sind das elektrische Hygrometer, das Taupunkt-Hygrometer, das Infrarot-Hygrometer und die Tauzelle. Regenmesser messen den Niederschlag und Schneemesser messen den Schneefall.

Wetterballons messen Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Temperatur, Windgeschwindigkeit und -richtung mit Einheiten, die Radiosonden genannt werden. Sie werden zweimal täglich von 1.100 Standorten auf der ganzen Welt gestartet und steigen bis zu über 32 Kilometer über der Erde auf, zeichnen ihre Reise auf und senden die Informationen per Funk an Meteorologen zurück. Wenn der Ballon platzt, springt die Radiosonde zum Recycling zurück zur Erde. Wetterballons geben eine vertikale Momentaufnahme der atmosphärischen Bedingungen in einem bestimmten Gebiet.

Mit der Erfindung des Radars im Zweiten Weltkrieg verbesserten sich die meteorologischen Studien erheblich. Konventionelles Radar, Doppler-Radar und Dual-Polarisations-Radar erkennen Sturmsysteme, deren Richtung, Geschwindigkeit, Intensität und Art des Niederschlags. Meteorologische Satelliten, die die Erde umkreisen, begannen 1962 zu senden und führten zu komplizierteren Satelliten. Geostationäre operative Umweltsatelliten übertragen alle 15 Minuten fotografische Bilder der westlichen Hemisphäre. Polar Operational Environmental Satellites benötigen etwa 1,5 Stunden, um die Erde zu umkreisen und liefern Informationen über Wetter, Ozeane und Vulkanausbrüche. Die Computeranalyse von Wetterdaten und die Computermodellierung von Wettersystemen machen die langfristige Wettervorhersage im globalen Maßstab immer genauer.