Maan ilmakehä on ainutlaatuinen aurinkokunnassa ja aiheuttaa erilaisia sääilmiöitä. Sääennuste on tärkeää sekä ihmisten jokapäiväisessä elämässä että yrityksissä. Meteorologit käyttävät tietokonemallinnuksen ja kokeellisten mittausten yhdistelmää sään ennustamiseen. Esimerkkejä sääennusteista ovat lämpömittari, barometri, sademittari ja tuulimittari.
Lämpömittari
Lämpömittari on instrumentti, jota käytetään lämpötilan mittaamiseen. Tunnetuin lämpömittarityyppi koostuu lasiputkesta, johon sijoitetaan nestemäistä elohopeaa. Kun lämpötila nousee, elohopean määrä kasvaa ja taso nousee. Lämpötilan lasku johtaa tilavuuden pienenemiseen ja elohopean tason laskuun. Putken sivulla oleva asteikko sallii lämpötilan lukemisen. Toinen lämpömittarityyppi, jota kutsutaan jousilämpömittariksi, täyttää lasiputken kokonaan elohopealla, ja jouseen liitetty metallikalvo sijoitetaan putken pohjalle. Lämpötilan noustessa myös kalvoon kohdistuva paine nousee johtaen jousen jännitykseen. Sitten jousi kiertää valitsinta osoittamaan lämpötilaa.
Barometri
Barometri on instrumentti, jota käytetään mittaamaan paine, joka on ilmaan kohdistuva voima pinnalle. Barometriä on useita erilaisia. Yksinkertaisin koostuu putkesta, joka on täytetty nestemäisellä elohopealla ja suljettu toisesta päästä. Sitten putki käännetään ylösalaisin ja asetetaan kulhoon nestemäistä elohopeaa. Kulhoon alas työntyvän ilman paino on tasapainossa putken sisällä työnnettävän elohopean painon kanssa. Normaaleissa ilmakehän olosuhteissa tämä johtaa putken sisällä olevan elohopean tason putoamiseen noin 76 senttimetrin (29,9 tuuman) korkeuteen. Ilmanpaineen nousu aiheuttaa putkessa olevan elohopeapitoisuuden nousun, kun taas ilmakehän paineen lasku aiheuttaa putkessa olevan elohopean tason laskevan. Kehittyneempi väline paineen mittaamiseksi on aneroidibarometri. Se koostuu suljetusta kapselista, joustavilla sivuilla ja asennettuna laatikkoon. Paineen muutos muuttaa kapselin paksuutta. Kapseliin kiinnitetty vipu suurentaa näitä muutoksia, jolloin osoitin liikkuu skaalatun valitsimen kohdalla.
Sademittari
Sademittareita käytetään sateiden määrän mittaamiseen määrätyn ajan kuluessa. Yksinkertaisin sademittarityyppi koostuu putkesta, jossa on vaaka, mutta ne on tyhjennettävä säännöllisesti, eikä niitä siksi enää käytetä automaattisissa sääasemissa. Yksi askel ylöspäin yksinkertaisesta putkesta koostuu putkesta digitaalisilla vaa'oilla. Vaaka on kytketty tietokoneeseen, joka kuvaa sademäärää ajan funktiona. Tämän tyyppinen sademittari on kuitenkin myös tyhjennettävä aluksensa säännöllisesti. Paljon tyylikkäämpi ratkaisu on kaatopannun sademittari, joka koostuu suppilosta, joka on kytketty ämpäriin valuvaan putkeen. Kauha on tasapainotettu nivelen suhteen siten, että se kaatuu, kun asetettu vesimäärät otetaan kiinni. Kun näin tapahtuu, toinen ämpäri siirtyy automaattisesti paikalleen saadakseen lisää sateita. Aina kun ämpäri kaatuu, sähköinen signaali lähetetään tiedonkerääjälle, jonka avulla sademäärä voidaan tallentaa.
Tuulimittari
Tuulen nopeuden mittaamiseen käytetään tuulimittaria. Yksinkertaisin anemometrityyppi koostuu putkimaisesta akselista, jolle neljä varsi asetetaan 90 asteen välein. Kupit asetetaan kumpaankin neljästä varresta, ja kun nämä vangitsevat tuulen, se johtaa varsien pyörimiseen putki-akselin ympäri. Pysyvä magneetti on asennettu akselin alaosaan ja aktivoi kerran kierrosta kohti Reed-kytkimen, joka lähettää elektronisen signaalin tietokoneelle. Tietokone laskee tuulen nopeuden kierrosta minuutissa. Kehittyneempi laite on äänen anemometri. Tämä toimii mittaamalla aika, jonka äänipulssi kulkee kahden anturin välillä. Äänen kulkemiseen anturien välillä kuluva aika riippuu anturien välisestä etäisyydestä, äänen sisäisestä nopeudesta ilmassa ja ilman nopeudesta anturin akselia pitkin. Koska antureiden välinen etäisyys on kiinteä ja äänen nopeus ilmassa tiedetään, ilman nopeus anturin akselilla voidaan määrittää.