מידע על מכשירי חיזוי מזג אוויר

האטמוספירה של כדור הארץ ייחודית בתוך מערכת השמש ומולידה מגוון מגוון של תופעות מזג אוויר. תחזית מזג האוויר חשובה, הן לחיי היומיום של האנשים והן לעסקים. מטאורולוגים משתמשים בשילוב של דוגמנות מחשב ומדידות ניסיוניות במטרה לחזות את מזג האוויר. דוגמאות למכשירי חיזוי מזג אוויר כוללים מדחום, ברומטר, מד גשם ורוחב רוח.

מדחום הוא מכשיר המשמש למדידת טמפרטורה. הסוג הידוע ביותר של מדחום מורכב מצינור זכוכית שבתוכו מונח כספית נוזלית. כאשר הטמפרטורה עולה, נפח הכספית עולה המוביל לעלייה ברמה. ירידה בטמפרטורה מובילה לירידה בנפח ולירידה ברמת הכספית. קנה מידה בצד הצינור מאפשר לקרוא את הטמפרטורה. סוג אחר של מדחום, המכונה מדחום קפיץ, ממלא לחלוטין צינור זכוכית בכספית וסרעפת מתכת המחוברת לקפיץ מונחת בתחתית הצינור. ככל שהטמפרטורה עולה, הלחץ על הסרעפת עולה גם הוא ומוביל למתח באביב. לאחר מכן הקפיץ מסובב את החוגה כדי לכוון לטמפרטורה.

ברומטר הוא מכשיר המשמש למדידת לחץ שהוא כוח האוויר שמניח על פני השטח. ישנם מספר סוגים שונים של ברומטר. הפשוטה ביותר מורכבת מצינור מלא בכספית נוזלית ואטום בקצה אחד. לאחר מכן הופכים את הצינור ומניחים אותו בקערת כספית נוזלית. משקל האוויר הדוחף כלפי מטה על הקערה מאוזן עם משקל הכספית שנדחק מטה בתוך הצינור. בתנאים אטמוספריים סטנדרטיים זה מוביל את רמת הכספית בתוך הצינור ליפול לגובה של כ 76 ס"מ (29.9 אינץ '). עליות בלחץ האטמוספרי גורמות לרמת הכספית בתוך הצינור לעלות בגובה, ואילו ירידה בלחץ האטמוספרי גורמת לרמת הכספית בתוך הצינור לרדת. מכשיר מתוחכם יותר למדידת לחץ הוא הברומטר אנרואידי. זו מורכבת מקפסולה אטומה, עם דפנות גמישות ומותקנת בקופסה. שינוי בלחץ משנה את עובי הקפסולה. מנוף המחובר לקפסולה מגדיל את השינויים הללו, ומוביל מצביע לנוע על גבי לוח חיוג מוגדל.

מדדי הגשם משמשים למדידת כמות הגשמים המתרחשת בתוך פרק זמן קבוע. הסוג הפשוט ביותר של מד הגשם מורכב מצינור עם קנה מידה עליו, אך יש לרוקן אותו באופן קבוע ולכן אינם משמשים עוד בתחנות מזג אוויר אוטומטיות. צעד אחד למעלה מהצינור הפשוט מורכב מצינור על מאזני שקילה דיגיטליים. מאזני השקילה מחוברים למחשב המתווה גשמים כפונקציה של זמן. עם זאת, סוג זה של מד גשם צריך גם לרוקן את כליו באופן קבוע. פיתרון אלגנטי בהרבה הוא מד הגשם המדליק המורכב ממשפך המחובר לצינור המתנקז לדלי. הדלי מאוזן על ציר, כך שהוא מתהפך מתי תופס נפח מים מוגדר. כאשר זה קורה, דלי שני עובר אוטומטית למצב כדי לתפוס יותר גשם. בכל פעם שדלי טיפים, נשלח אות אלקטרוני לוגר הנתונים המאפשר להקליט את כמות הגשמים הכוללת.

מד רוח שמש משמש למדידת מהירות הרוח. הסוג הפשוט ביותר של מד הרוח מורכב מציר צינורי עליו מונחות ארבע זרועות במרווחי 90 מעלות. כוסות מונחות על כל אחת מארבע הזרועות וכשהן לוכדות רוח, היא מובילה לסיבוב הזרועות סביב ציר הצינור. מגנט קבוע מותקן בתחתית הציר, ופעם אחת לסיבוב הוא מפעיל מתג ריד, השולח אות אלקטרוני למחשב. המחשב מחשב את מהירות הרוח ממספר הסיבובים לדקה. מכשיר מתוחכם יותר הוא מד הרוח הקולי. זה פועל על ידי מדידת הזמן שלוקח לדופק הקול לעבור בין שני חיישנים. הזמן שלוקח לנסיעה של צליל בין החיישנים תלוי במרחק בין החיישנים, המהירות הפנימית של הצליל באוויר, ומהירות האוויר לאורך ציר החיישן. מכיוון שהמרחק בין החיישנים קבוע, ומהירות הצליל באוויר ידועה, ניתן לקבוע את מהירות האוויר לאורך ציר החיישן.