Les philosophes grecs Aristote et son élève Théophraste se sont intéressés aux phénomènes météorologiques plus de trois siècles avant le début de l'ère commune (EC). Cependant, des outils et des instruments de mesure étaient nécessaires pour que l'étude du temps en tant que science, la météorologie, s'épanouisse. Les instruments météorologiques fonctionnels ont commencé avec l'invention par Galilée d'un thermomètre rudimentaire à la fin des années 1500. De nombreux instruments à l'ancienne continuent d'être utilisés dans des environnements privés et de petites stations météorologiques.
Anémomètres
L'architecte italien Leone Battista Alberti (1404-1472) est crédité d'avoir inventé le premier anémomètre utile, un instrument pour mesurer la vitesse du vent. L'anémomètre d'Alberti utilisait une plaque oscillante; l'angle auquel la plaque a été déplacée par la force du vent déterminait la vitesse du vent. En 1846, l'astronome irlandais Thomas Romney Robinson a développé l'anémomètre à coupelle rotative qui est encore utilisé dans les petites stations météorologiques. L'anémomètre à l'ancienne de Robinson utilise quatre coupelles fixées à une tige verticale à angle droit. Lorsque le vent fait tourner les coupelles, la vitesse des virages est convertie en vitesse du vent.
Baromètres
Le baromètre, un instrument de mesure de la pression atmosphérique, a été inventé par le mathématicien et physicien italien Evangelista Torricelli en 1643. En observant le fonctionnement d'un siphon, Torricelli a utilisé un tube rempli de mercure pour déterminer la pression atmosphérique au niveau de la mer. Dans un baromètre à mercure à l'ancienne, le poids de l'atmosphère force le mercure à remonter dans un tube calibré. Plus l'air est lourd, plus la pression exercée sur le mercure est importante.
Hygromètre à cheveux
Les propriétés d'absorption d'eau des cheveux ont été utilisées en 1783 pour développer le premier hygromètre, un instrument de mesure de l'humidité. Cet hygromètre à l'ancienne a été calibré en déterminant d'abord la longueur d'un cheveu à la déshydratation totale et à la saturation totale, ou 0 % d'humidité et 100 % d'humidité, respectivement. L'humidité relative pourrait alors être calculée en utilisant ces deux points de consigne.
Psychromètre à fronde
En tant qu'instrument de mesure de l'humidité, le psychromètre à fronde a été utilisé au cours du XIXe siècle. Cet instrument météo à l'ancienne utilisait deux thermomètres à mercure identiques montés sur une pagaie en bois. Le bulbe de l'un des thermomètres est enveloppé dans des matériaux absorbants humides. Une personne fait ensuite tourner (élingue) la poignée dans l'air et le thermomètre à bulbe humide se refroidit rapidement par rapport à l'autre en raison des propriétés d'évaporation de l'eau. La différence de température entre les deux thermomètres peut alors être convertie en humidité relative.
Thermomètres
Le thermomètre de Galilée mesurait la chaleur en observant les changements de densité de l'eau dans des ampoules remplies de verre. Cette méthode de liquide dans une ampoule ou un tube en verre scellé a été utilisée pour concevoir et développer un certain nombre de instruments qui fonctionnent sur le principe des changements de l'eau lorsqu'elle est chauffée et refroidie pour mesurer la température changements.