Όταν σχεδιάζετε μελλοντικές υπαίθριες δραστηριότητες, όπως γάμους, κηπουρική ή διακοπές, πολλοί άνθρωποι ελέγχουν τον καιρό προοπτικές εξετάζοντας τις προβλέψεις του τοπικού μετεωρολόγου τους είτε διαδικτυακά είτε παρακολουθώντας τις καθημερινές ειδήσεις τους αναμετάδοση. Οι μετεωρολόγοι διαμορφώνουν τις προβλέψεις τους βάσει πληροφοριών που συλλέγονται από διάφορα επιστημονικά όργανα όπως θερμόμετρα, βαρόμετρα και υγρόμετρα.
Θερμόμετρο
Αλλαγές θερμοκρασίας προβλέπουν καιρικά φαινόμενα. Τα θερμόμετρα μετρούν τις μεταβολές της θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας ένα υγρό όπως ο υδράργυρος ή το οινόπνευμα, συνήθως χρωματισμένο κόκκινο. Όταν αυτό το υγρό θερμαίνεται, διαστέλλεται και όταν κρυώνει αποσύρεται, έτσι η αναγνωρίσιμη μορφή μιας λεπτής κόκκινης ή ασημικής γραμμής ανεβαίνει ή κατεβαίνει το θερμόμετρο. Μερικά θερμόμετρα, που ονομάζονται ελατήρια θερμόμετρα, μετρούν την επέκταση και την ανάσυρση του μετάλλου για τη μέτρηση της θερμοκρασίας. Τα θερμόμετρα μετρούν τη θερμοκρασία σε τρεις διαφορετικές κλίμακες: Fahrenheit, Celsius και Kelvin, μια κλίμακα που συνήθως χρησιμοποιούν οι επιστήμονες. Η προέλευση του θερμομέτρου ανάγεται στο Galileo που χρησιμοποίησε μια συσκευή που ονόμασε «θερμοσκόπιο».
Βαρόμετρο
Αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από τον Ιταλό επιστήμονα Evangelista Torricelli τον 17ο αιώνα, το βαρόμετρο μετρά την ατμοσφαιρική πίεση, η οποία βοηθά τους μετεωρολόγους να προβλέψουν τις καιρικές συνθήκες. Αυτές οι μικρές αλλαγές στην πίεση της ατμόσφαιρας συνήθως προβλέπουν αλλαγές στον καιρό. Τα βαρόμετρα είτε χρησιμοποιούν υδράργυρο είτε μικρές μεταλλικές ταινίες για να δείξουν τις αλλαγές στην πίεση. Ένα βαρόμετρο υδραργύρου, το οποίο βασίζεται στα πειράματα του Toricelli, τοποθετεί μια μικρή ποσότητα υδραργύρου σε κενό. Αυτός ο υδράργυρος κινείται πάνω ή κάτω ανάλογα με το αν η ατμοσφαιρική πίεση ζυγίζει περισσότερο ή λιγότερο από το βάρος του υδραργύρου. Τα αναροειδή βαρόμετρα, κοινά στα νοικοκυριά, ακολουθούν την επέκταση και ανάσυρση δύο μεταλλικών ταινιών καθώς η ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει.
Υγρόμετρο
Για να ελέγξετε την υγρασία στην ατμόσφαιρα, η οποία βοηθά στην πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών, οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν ένα υγρόμετρο. Τα υγρόμετρα χρησιμοποιούν είτε ένα μικρό μεταλλικό πηνίο, ένα υγρό ή μια συμπύκνωση για τη μέτρηση της υγρασίας. Όταν η υγρασία αγγίζει το πηνίο, αλλάζει το φυσικό του σχήμα. Τα υγρόμετρα συμπύκνωσης ή "σημείου δρόσου" μετρούν την ποσότητα συμπύκνωσης που εμφανίζεται σε έναν μικρό βολβό. Τέλος, τα υγρά υγρόμετρα βασίζουν τις μετρήσεις τους στις χημικές αλλαγές στο υγρό λόγω της υγρασίας στον αέρα. Ένα ψυχόμετρο, μια τέταρτη έκδοση του υγρομέτρου, χρησιμοποιεί θερμοδυναμικές ιδιότητες συγκρίνοντας έναν ξηρό λαμπτήρα και έναν λαμπτήρα κορεσμένο με αποσταγμένο νερό για τη μέτρηση της υγρασίας. Ο Ελβετός φυσικός και γεωλόγος Horace Benedict de Saussure δημιούργησε το πρώτο υγρόμετρο το 1783 και χρησιμοποίησε μια ανθρώπινη τρίχα ως πηνίο.