Meteoroloģijā izmantotie rīki

Pirms 1600. gadiem zināšanas par Zemes atmosfēru un laika apstākļiem nebija precīzas. Cilvēki prognozēm galvenokārt paļāvās uz pieredzi ar vietējiem laika apstākļiem. Tante Sallija jutās, ka tuvojas sniega vētra, un tēvoča Džima ceļgals stāstīja par gaidāmo lietu. Tad tika izgudrotas vienkāršas ierīces, piemēram, termometri, barometri un meteoroloģiskās lāpstiņas, kas deva ierakstāmus datus. Tā kā tehnoloģija attīstījās no 1800. gadiem, sarežģītākas iekārtas ļāva noteikt reģionālo un globālie laika apstākļu modeļi, un mūsdienīgi radari, satelīti un datormodelēšanas programmas nodrošina ilgtermiņa laika apstākļus prognozes.

Stikla termometri, kas piepildīti ar spirtu vai dzīvsudrabu, ir standarta aprīkojums gaisa, augsnes un ūdens temperatūras mērīšanai. Maksimālās un minimālās temperatūras termometros tiek reģistrēta zemākā un augstākā temperatūra noteiktā laika periodā. Pretestības temperatūras detektors nosaka gaisa temperatūru, pamatojoties uz konkrētu metālu elektriskās pretestības izmaiņām temperatūras ietekmē, un nodrošina digitālo rādījumu. Vēlams automātiskām meteoroloģiskām stacijām, RTD var nodrošināt temperatūras rādījumus katru sekundi.

Barometri mēra atmosfēras spiedienu. Šķidrie barometri parasti mēra dzīvsudrabu evakuētajā mēģenē, un dzīvsudraba līmenis mainās, palielinoties vai samazinoties atmosfēras spiedienam. Aneroido barometri satur noteiktu gaisa daudzumu, kas noslēgts vienībā, kas aprīkota ar elastīgu membrānu. Kad membrāna izplešas un saraujas ar izmaiņām, ko izraisa atmosfēras spiediena apstākļi, piestiprinātā adata norāda uz pareizo rādījumu. Vēja anemometri mēra vēja virzienu un ātrumu. Parasti ātruma mērīšanai tie ietver vējstikla asti un ventilatoru.

Ir vairāki rīki, kas mēra mitrumu vai ūdens procentuālo daudzumu gaisā. Agrākais bija higrometrs, kas ir atkarīgs no cilvēka matu izplešanās un saraušanās, reaģējot uz mitruma izmaiņām. Psihrometrs nosaka temperatūras starpību starp sausu un mitru termometra spuldzi, lai mērītu mitrumu. Citi instrumenti ietver elektrisko higrometru, rasas punkta higrometru, infrasarkano staru higrometru un rasas šūnu. Lietus mērierīces mēra nokrišņu daudzumu, un sniega mērierīces mēra sniegu.

Laika gaisa baloni mēra mitrumu, gaisa spiedienu, temperatūru, vēja ātrumu un virzienu ar vienībām, ko sauc par radiosondēm. Palaisti no 1100 vietām visā pasaulē divas reizes dienā, tie paceļas vairāk nekā 20 jūdzes virs Zemes, reģistrējoties ceļojuma laikā un ar radio viļņiem pārraidot informāciju meteorologiem. Kad balons pārsprāgst, radiosonde izpletņus izpletīs atpakaļ uz Zemi, lai tos pārstrādātu. Laika baloni sniedz vertikālu momentuzņēmumu par atmosfēras apstākļiem noteiktā apgabalā.

Ar radaru izgudrošanu Otrajā pasaules karā meteoroloģiskie pētījumi ievērojami uzlabojās. Parastais radars, Doplera radars un dubultpolarizācijas radars atklāj vētras sistēmas, to virzienu, ātrumu, intensitāti un nokrišņu veidu. Meteoroloģiskie satelīti, kas riņķo ap Zemi, sāka raidīt 1962. gadā un noveda pie sarežģītākiem satelītiem. Ģeostacionārie operacionālie vides satelīti ik pēc 15 minūtēm pārraida Rietumu puslodes fotoattēlus. Polāro operatīvo vides satelītu orbītā ap Zemi ir nepieciešamas aptuveni 1,5 stundas, sniedzot informāciju par laika apstākļiem, okeāniem un vulkāna izvirdumiem. Datorizēta laika apstākļu datu analīze un laika apstākļu sistēmu datormodelēšana padara ilgtermiņa laika apstākļu prognozēšanu pasaules mērogā arvien precīzāku.