כלים המשמשים במטאורולוגיה

לפני שנות ה 1600, הידע על האטמוספירה של כדור הארץ ומזג האוויר לא היה מדויק. אנשים הסתמכו בעיקר על ניסיון עם אירועי מזג אוויר מקומיים לצורך תחזיות. הדודה סאלי הריחה ריח של סופת שלג שהגיעה, וברכו של הדוד ג'ים סיפרה על גשם מתקרב. ואז הומצאו מכשירים פשוטים, כמו מדחומים, ברומטרים ושוברי מזג אוויר שנתנו נתונים לצריבה. ככל שהתקדמה הטכנולוגיה משנות ה -18 ואילך, ציוד משוכלל יותר איפשר זיהוי של אזורים ו דפוסי מזג אוויר עולמיים ותוכניות רדאר, לוויינים ותוכניות דוגמנות מחשב מאפשרות מזג אוויר לטווח ארוך תחזיות.

מדחומי זכוכית מלאים באלכוהול או כספית הם ציוד סטנדרטי למדידת טמפרטורות אוויר, אדמה ומים. מדחומים לטמפרטורה מקסימלית ומינימאלית רושמים את הטמפרטורות הנמוכות והגבוהות ביותר בתקופת זמן מסוימת. גלאי טמפרטורת ההתנגדות קובע טמפרטורות אוויר בהתבסס על שינויים בהתנגדות החשמלית של מתכות ספציפיות עקב טמפרטורה ונותן תצוגה דיגיטלית. עדיפות לתחנות מזג אוויר אוטומטיות, RTD יכול לספק קריאת טמפרטורה בכל שנייה.

ברומטרים מודדים לחץ אטמוספרי. ברומטרים נוזליים מודדים בדרך כלל כספית הכלולה בתוך צינור מפונה, ורמת הכספית משתנה כאשר לחץ האטמוספירה עולה או יורד. ברומטרים של אנרואידים מכילים נפח קבוע של אוויר אטום בתוך יחידה המצוידת בקרום גמיש. כאשר הממברנה מתרחבת ומתכווצת עם שינויים הנגרמים כתוצאה מתנאי לחץ אטמוספריים, מחט מחוברת מצביעה על הקריאה הנכונה. מדי רוח רוח מודדים את כיוון הרוח ומהירותה. בדרך כלל הם משלבים זנב שבשבת מזג אוויר ומאוורר למדידת מהירות.

ישנם מספר כלים המודדים לחות, או אחוז המים באוויר. המוקדם ביותר היה מדדי הלחץ, שתלויים בשיער אנושי שמתפשט ומתכווץ בתגובה לשינויי לחות. הפסיכומטר מזהה את ההבדל בטמפרטורה בין נורת מדחום יבשה ורטובה למדידת לחות. מכשירים אחרים כוללים מדדי לחות חשמליים, מדדי לחות בנקודות טל, מדחום אינפרא אדום ותא הטל. מודדי הגשם מודדים גשמים, ומדי השלג מודדים את השלג.

בלוני מזג אוויר מודדים לחות, לחץ אוויר, טמפרטורה, מהירות רוח וכיוון עם יחידות הנקראות רדיוסונדס. הם הושקו מ -1,100 אתרים ברחבי העולם פעמיים ביום, והם מתנשאים לגובה של למעלה מ -20 קילומטרים מעל כדור הארץ, מתעדים תוך כדי נסיעה ומעבירים את המידע בחזרה למטאורולוגים באמצעות גלי רדיו. כאשר הבלון מתפוצץ, מצנח הרדיוסונד חוזר לכדור הארץ למיחזור. בלוני מזג אוויר נותנים תמונת מצב אנכית של תנאי האטמוספירה באזור נתון.

עם המצאת הרדאר במלחמת העולם השנייה, המחקרים המטאורולוגיים השתפרו מאוד. מכ"ם קונבנציונאלי, מכ"ם דופלר ומכ"ם קיטוב כפול מזהים מערכות סערה, כיוון, מהירותם, עוצמתם וסוג המשקעים שלהם. לוויינים מטאורולוגיים המקיפים את כדור הארץ החלו לשדר בשנת 1962 והובילו לוויינים מסובכים יותר. לוויינים סביבתיים מבצעיים גיאוסטציונריים משדרים תמונות צילום של חצי הכדור המערבי כל רבע שעה. לווייני הסביבה התפעוליים הקוטביים לוקחים כחצי שעה את מסלול כדור הארץ ומספקים מידע על מזג האוויר, האוקיאנוסים והתפרצויות געשיות. ניתוח מחשב של נתוני מזג אוויר ודוגמנות מחשב של מערכות מזג אוויר הופכים את חיזוי מזג האוויר לטווח הארוך בקנה מידה עולמי ליותר ויותר מדויק.