Információ az időjárás-előrejelző eszközökről

A Föld légköre egyedülálló a Naprendszerben, és az időjárási jelenségek sokféle skáláját idézi elő. Az időjárás előrejelzése fontos mind a mindennapi élet, mind a vállalkozások számára. A meteorológusok számítógépes modellezés és kísérleti mérések kombinációját használják az időjárás előrejelzésére. Példák az időjárás-előrejelző eszközökre: hőmérő, barométer, esőmérő és szélmérő.

A hőmérő a hőmérséklet mérésére szolgáló eszköz. A legismertebb típusú hőmérő egy üvegcsőből áll, amelybe folyékony higany kerül. Amikor a hőmérséklet emelkedik, a higany térfogata nő, ami a szint emelkedéséhez vezet. A hőmérséklet csökkenése a térfogat csökkenéséhez és a higanyszint csökkenéséhez vezet. A cső oldalán található skála lehetővé teszi a hőmérséklet leolvasását. Egy másik típusú hőmérő, az úgynevezett rugós hőmérő, teljesen megtölti az üvegcsövet higanyval, és a cső aljára egy rugóhoz kapcsolt fémmembránt helyeznek. A hőmérséklet emelkedésével a membránra nehezedő nyomás is növekszik, ami a rugóban feszültséghez vezet. Ezután a rugó forgat egy tárcsát, hogy a hőmérsékletre mutasson.

A barométer a nyomás mérésére szolgáló eszköz, amely a levegő által a felületre gyakorolt ​​erő. Többféle barométer létezik. A legegyszerűbb folyékony higannyal töltött csőből áll, amelyet az egyik végén lezárnak. Ezután a csövet megfordítjuk és egy folyékony higanytartályba helyezzük. A tálba lefelé nyomódó levegő súlya egyensúlyban van a csőben belül lenyomódó higany tömegével. Normál légköri körülmények között ez a higanyszintet a csőben körülbelül 76 centiméter (29,9 hüvelyk) magasságra csökkenti. A légköri nyomás növekedése a csőben lévő higanyszint magasságának növekedését eredményezi, míg a légköri nyomás csökkenése a csőben lévő higanyszintet csökkenti. Kifinomultabb eszköz a nyomás mérésére az aneroid barométer. Ez egy lezárt kapszulából áll, rugalmas oldalakkal és dobozba szerelve. A nyomásváltozás megváltoztatja a kapszula vastagságát. A kapszulához rögzített kar felnagyítja ezeket a változásokat, ami egy mutatót egy skálázott tárcsán mozog.

Esőmérőkkel mérhető a csapadék mennyisége, amely meghatározott időn belül bekövetkezik. A legegyszerűbb típusú esőmérő egy csőből áll, amelyen egy mérleg van, de ezeket rendszeresen ki kell üríteni, ezért már nem használják az automatizált meteorológiai állomásokon. Az egyszerű csőtől egy lépéssel feljebb egy digitális mérlegeken lévő cső áll. A mérleg egy számítógéphez van csatlakoztatva, amely az idő függvényében ábrázolja a csapadékmennyiséget. Az ilyen típusú esőmérőkhöz azonban rendszeresen ki kell üríteni az edényt is. Sokkal elegánsabb megoldás a billenővödör esőmérő, amely egy vödörbe ereszkedő csőhöz csatlakoztatott tölcsérből áll. A vödör egyensúlyban van egy forgócsapon, olyan módon, hogy felborul, ha meghatározott mennyiségű vizet rögzítenek. Amikor ez bekövetkezik, egy második vödör automatikusan a helyére kerül, hogy több esőt érjen el. A vödör minden egyes megadásakor elektronikus jelet küldünk egy adatgyűjtőnek, amely lehetővé teszi a teljes csapadékmennyiség rögzítését.

Szélmérőt használnak a szélsebesség mérésére. A legegyszerűbb típusú szélmérő egy cső alakú tengelyből áll, amelyre négy kar 90 fokos időközönként kerül. A négy karra csészéket helyeznek, és mivel ezek megfogják a szelet, az a karok cső tengelye körüli elfordulásához vezet. Az állandó mágnes a tengely aljára van szerelve, és forgatásonként egyszer aktivál egy Reed kapcsolót, amely elektronikus jelet küld a számítógépnek. A számítógép kiszámítja a szélsebességet a percenkénti fordulatok száma alapján. Kifinomultabb eszköz a hangszélmérő. Ez úgy működik, hogy megmérik azt az időt, amely alatt a hangimpulzus két érzékelő között halad. Az az idő, amely alatt a hang az érzékelők között halad, függ az érzékelők közötti távolságtól, a levegőben lévő belső hangsebességtől és az érzékelő tengelye mentén mért légsebességtől. Mivel az érzékelők közötti távolság rögzített, és a levegőben lévő hang sebessége ismert, az érzékelő tengelye mentén meghatározható a levegő sebessége.