지구의 대기는 태양계 내에서 독특하며 다양한 기상 현상을 일으 킵니다. 날씨 예측은 사람들의 일상 생활과 기업 모두에게 중요합니다. 기상학자는 날씨를 예측하기 위해 컴퓨터 모델링과 실험 측정을 조합하여 사용합니다. 일기 예보 도구의 예로는 온도계, 기압계, 우량계 및 풍속계가 있습니다.
온도계
온도계는 온도를 측정하는 데 사용되는 도구입니다. 가장 잘 알려진 유형의 온도계는 액체 수은을 넣은 유리관으로 구성됩니다. 온도가 상승하면 수은의 양이 증가하여 레벨이 상승합니다. 온도가 감소하면 부피가 감소하고 수은 수준이 감소합니다. 튜브 측면의 눈금을 통해 온도를 읽을 수 있습니다. 스프링 온도계라고하는 또 다른 유형의 온도계는 유리관을 수은으로 완전히 채우고 스프링에 연결된 금속 다이어프램이 관의 바닥에 배치됩니다. 온도가 상승하면 다이어프램에 가해지는 압력도 상승하여 스프링에 장력이 발생합니다. 그러면 스프링이 다이얼을 돌려 온도를 가리 킵니다.
기압계
기압계는 표면에 공기가 가하는 힘인 압력을 측정하는 데 사용되는 도구입니다. 기압계에는 여러 가지 유형이 있습니다. 가장 간단한 것은 액체 수은으로 채워진 튜브로 구성되며 한쪽 끝이 밀봉되어 있습니다. 그런 다음 튜브를 뒤집어서 액체 수은 그릇에 넣습니다. 그릇을 아래로 밀어내는 공기의 무게는 튜브 내에서 밀어내는 수은의 무게와 균형을 이룹니다. 표준 대기 조건에서 이로 인해 튜브 내부의 수은 수준이 약 76cm (29.9 인치) 높이로 떨어집니다. 대기압이 증가하면 튜브 내의 수은 수준이 높이 증가하고 대기압이 감소하면 튜브 내의 수은 수준이 낮아집니다. 압력 측정을위한보다 정교한 도구는 무액 기압계입니다. 이것은 유연한 측면이 있고 상자에 장착 된 밀봉 된 캡슐로 구성됩니다. 압력의 변화는 캡슐의 두께를 변경합니다. 캡슐에 부착 된 레버는 이러한 변경 사항을 확대하여 눈금이있는 다이얼 위로 포인터를 이동합니다.
우량계
우량계는 일정 시간 내에 발생하는 강우량을 측정하는 데 사용됩니다. 가장 단순한 유형의 우량계는 눈금이있는 튜브로 구성되지만 정기적으로 비워야하므로 더 이상 자동화 된 기상 관측소에서 사용되지 않습니다. 간단한 튜브에서 한 단계 올라간 것은 디지털 계량 스케일의 튜브로 구성됩니다. 계량 저울은 시간 함수로 강우를 표시하는 컴퓨터에 연결됩니다. 그러나 이러한 유형의 우량계는 선박을 정기적으로 비워야합니다. 훨씬 더 우아한 솔루션은 버킷으로 배수되는 튜브에 연결된 깔때기로 구성된 팁 버킷 레인 게이지입니다. 버킷은 피벗에서 균형을 이루므로 설정된 양의 물이 캡처 될 때 넘어집니다. 이 경우 두 번째 버킷이 자동으로 위치로 이동하여 더 많은 비를 잡습니다. 버킷이 기울어 질 때마다 총 강우량을 기록 할 수있는 전자 신호가 데이터 로거에 전송됩니다.
풍력계
풍속계는 풍속을 측정하는 데 사용됩니다. 가장 단순한 유형의 풍속계는 4 개의 팔이 90도 간격으로 배치 된 관형 축으로 구성됩니다. 컵은 네 개의 팔 각각에 배치되며, 이러한 바람을 포착하면 관형 축을 중심으로 팔이 회전하게됩니다. 영구 자석은 축의 하단에 장착되어 있으며, 회 전당 한 번씩 리드 스위치를 활성화하여 전자 신호를 컴퓨터로 보냅니다. 컴퓨터는 분당 회전 수에서 풍속을 계산합니다. 더 정교한 장치는 음파 풍속계입니다. 이것은 사운드 펄스가 두 센서 사이를 이동하는 데 걸리는 시간을 측정하여 작동합니다. 소리가 센서 사이를 이동하는 데 걸리는 시간은 센서 사이의 거리, 공기 중 고유 한 소리의 속도 및 센서 축을 따른 공기 속도에 따라 달라집니다. 센서 사이의 거리가 고정되어 있고 공기 중의 음속을 알기 때문에 센서 축을 따라 공기 속도를 결정할 수 있습니다.