Žemės atmosfera yra unikali Saulės sistemoje ir sukelia įvairius oro reiškinius. Orų prognozavimas yra svarbus tiek kasdieniam žmonių gyvenimui, tiek verslui. Meteorologai, norėdami numatyti orą, naudoja kompiuterinio modeliavimo ir eksperimentinių matavimų derinį. Orų prognozavimo prietaisų pavyzdžiai yra termometras, barometras, lietaus matuoklis ir anemometras.
Termometras
Termometras yra prietaisas, naudojamas temperatūrai matuoti. Labiausiai žinomas termometro tipas susideda iš stiklo vamzdžio, kuriame dedamas skystas gyvsidabris. Kai temperatūra pakyla, gyvsidabrio tūris padidėja, todėl lygis pakyla. Temperatūros sumažėjimas lemia gyvsidabrio kiekio sumažėjimą ir sumažėjimą. Vamzdžio šone esanti skalė leidžia nuskaityti temperatūrą. Kitas termometro tipas, vadinamas spyruokliniu termometru, visiškai užpildo stiklinį vamzdelį gyvsidabriu, o vamzdžio apačioje dedama metalinė membrana, sujungta su spyruokle. Kylant temperatūrai, diafragmos slėgis taip pat kyla, todėl pavasarį kyla įtampa. Tada spyruoklė sukioja ratuką, kad būtų nurodyta temperatūra.
Barometras
Barometras yra prietaisas, naudojamas slėgiui, kuris yra oro jėga ant paviršiaus, matuoti. Yra keletas skirtingų barometrų tipų. Paprasčiausias susideda iš vamzdžio, užpildyto skystu gyvsidabriu ir uždaryto viename gale. Tada vamzdelis apverčiamas ir dedamas į skysto gyvsidabrio dubenį. Oras, stumiantis ant dubenėlio, yra subalansuotas su gyvsidabrio, stumiančio vamzdyje, svoriu. Esant standartinėms atmosferos sąlygoms, gyvsidabrio lygis vamzdyje nukrenta iki maždaug 76 centimetrų (29,9 colio) aukščio. Padidėjus atmosferos slėgiui, gyvsidabrio lygis vamzdyje padidėja, o dėl atmosferos slėgio sumažėja gyvsidabrio lygis vamzdyje. Sudėtingesnis slėgio matavimo prietaisas yra aneroidinis barometras. Jį sudaro sandari kapsulė su lanksčiomis šonomis ir sumontuota dėžutėje. Slėgio pokytis keičia kapsulės storį. Prie kapsulės pritvirtinta svirtis padidina šiuos pokyčius, todėl rodyklė gali judėti ant mastelio.
Lietaus matuoklis
Lietaus matuokliai naudojami matuojant kritulių kiekį, kuris atsiranda per nustatytą laiką. Paprasčiausias lietaus matuoklio tipas susideda iš tūbelės, ant kurios yra svarstyklės, tačiau jos turi būti reguliariai ištuštinamos, todėl jos daugiau nenaudojamos automatinėse meteorologijos stotyse. Vieną žingsnį nuo paprasto mėgintuvėlio sudaro vamzdelis ant skaitmeninių svarstyklių. Svarstyklės yra sujungtos su kompiuteriu, kuris laiko funkciją brėžia kritulių kiekį. Tačiau tokio tipo lietaus matuoklis taip pat turi reguliariai ištuštinti savo laivą. Kur kas elegantiškesnis sprendimas yra lietaus matuoklis su kaušeliu, kurį sudaro piltuvas, sujungtas su vamzdžiu, kuris nuteka į kibirą. Kaušas yra subalansuotas ant šarnyro, kad jis apsivertų, kai sulaikomas nustatytas vandens tūris. Kai tai atsitiks, antrasis kibiras automatiškai pasislenka į vietą, kad sulaikytų daugiau lietaus. Kiekvieną kartą, kai kasa pataria, duomenų kaupikliui siunčiamas elektroninis signalas, kuris leidžia užregistruoti bendrą kritulių kiekį.
Anemometras
Anemometras naudojamas vėjo greičiui matuoti. Paprasčiausias anemometro tipas susideda iš vamzdinės ašies, ant kurios 90 laipsnių intervalais dedamos keturios rankos. Taurės dedamos ant kiekvienos iš keturių rankų ir, kai jos užfiksuoja vėją, tai veda prie rankų pasisukimo apie vamzdinę ašį. Ašies apačioje sumontuotas nuolatinis magnetas, kuris vieną kartą sukdamasis įjungia „Reed“ jungiklį, kuris siunčia elektroninį signalą į kompiuterį. Kompiuteris apskaičiuoja vėjo greitį pagal apsisukimų skaičių per minutę. Įmantresnis prietaisas yra garsinis anemometras. Tai veikia matuojant laiką, per kurį garso impulsas sklinda tarp dviejų jutiklių. Laikas, per kurį garsas sklinda tarp jutiklių, priklauso nuo atstumo tarp jutiklių, būdingo garso greičio ore ir nuo oro greičio išilgai jutiklio ašies. Kadangi atstumas tarp jutiklių yra fiksuotas, o garso greitis ore yra žinomas, galima nustatyti oro greitį išilgai jutiklio ašies.
