Informācija par laika prognožu instrumentiem

Zemes atmosfēra ir unikāla Saules sistēmā un rada dažādas laika parādības. Laika apstākļu prognozēšana ir svarīga gan cilvēku ikdienas dzīvē, gan uzņēmumiem. Lai prognozētu laika apstākļus, meteorologi izmanto datoru modelēšanas un eksperimentālo mērījumu kombināciju. Laika prognozēšanas instrumentu piemēri ir termometrs, barometrs, lietus mērītājs un anemometrs.

Termometrs ir instruments, ko izmanto temperatūras mērīšanai. Vispazīstamākais termometra veids sastāv no stikla caurules, kurā ievieto šķidru dzīvsudrabu. Palielinoties temperatūrai, dzīvsudraba tilpums palielinās, kā rezultātā līmenis paaugstinās. Temperatūras pazemināšanās izraisa tilpuma samazināšanos un dzīvsudraba līmeņa pazemināšanos. Mērogs caurules malā ļauj nolasīt temperatūru. Cits termometra veids, ko sauc par atsperes termometru, pilnībā piepilda stikla cauruli ar dzīvsudrabu, un caurules apakšpusē tiek ievietota metāla diafragma, kas savienota ar atsperi. Temperatūrai paaugstinoties, palielinās arī spiediens uz diafragmu, kas pavasarī rada spriedzi. Tad atspere pagriež skalu, lai norādītu uz temperatūru.

Barometrs ir instruments, ko izmanto spiediena mērīšanai, kas ir spēks, ko gaiss rada uz virsmas. Ir vairāki dažādi barometra veidi. Visvienkāršākais sastāv no caurules, kas piepildīta ar šķidru dzīvsudrabu un noslēgta vienā galā. Tad mēģeni apgriež otrādi un ievieto šķidrā dzīvsudraba traukā. Gaisa svars, kas spied uz leju uz trauka, tiek līdzsvarots ar dzīvsudraba svaru, kas mēģenē spiež uz leju. Standarta atmosfēras apstākļos tas noved pie tā, ka dzīvsudraba līmenis mēģenē nokrīt aptuveni 76 centimetru (29,9 collu) augstumā. Atmosfēras spiediena paaugstināšanās dēļ dzīvsudraba līmenis caurulē palielinās, savukārt atmosfēras spiediena samazināšanās dēļ dzīvsudraba līmenis caurulē pazeminās. Sarežģītāks spiediena mērīšanas instruments ir aneroidālais barometrs. Tas sastāv no noslēgtas kapsulas ar elastīgām malām un piestiprinātas kastē. Spiediena maiņa maina kapsulas biezumu. Svira, kas piestiprināta pie kapsulas, palielina šīs izmaiņas, liekot rādītājam virzīties uz mērogotās skalas.

Lietus mērierīces tiek izmantotas, lai izmērītu nokrišņu daudzumu, kas notiek noteiktā laika periodā. Visvienkāršākais lietus mērierīces veids sastāv no caurules, uz kuras atrodas skala, taču tās regulāri jāiztukšo, un tāpēc tās vairs nelieto automātiskajās meteoroloģiskajās stacijās. Vienu soli uz augšu no vienkāršās caurules veido caurule uz digitālajām svariem. Svari ir savienoti ar datoru, kas grafikus nokrišņu daudzuma noteikšanai atkarībā no laika. Tomēr šāda veida lietus mērierīces kuģis regulāri jāiztukšo. Daudz elegantāks risinājums ir lietus mērinstruments, kas sastāv no piltuves, kas sastāv no piltuves, kas savienota ar cauruli, kas notek spainī. Kauss ir līdzsvarots ar šarnīru tā, ka tas apgāžas, kad tiek notverts noteikts ūdens tilpums. Kad tas notiek, otrais kauss automātiski pārvietojas pozīcijā, lai noķertu vairāk lietus. Katru reizi, kad kauss padodas, datu reģistrētājam tiek nosūtīts elektronisks signāls, kas ļauj reģistrēt kopējo nokrišņu daudzumu.

Vēja ātruma mērīšanai tiek izmantots anemometrs. Vienkāršākais anemometra veids sastāv no cauruļveida ass, uz kuras četras rokas novieto ar 90 grādu intervālu. Krūzītes ir novietotas uz katras no četrām rokām, un, tās uztverot vēju, tas noved pie roku rotācijas ap cauruļveida asi. Asis apakšā ir uzstādīts pastāvīgais magnēts, un vienu reizi vienā rotācijā tas aktivizē Reed slēdzi, kas nosūta elektronisku signālu uz datoru. Dators aprēķina vēja ātrumu pēc pagriezienu skaita minūtē. Sarežģītāka ierīce ir skaņas anemometrs. Tas darbojas, mērot laiku, kas vajadzīgs, lai skaņas impulss pārvietotos starp diviem sensoriem. Laiks, kas nepieciešams, lai skaņa pārvietotos starp sensoriem, ir atkarīgs no attāluma starp sensoriem, skaņas raksturīgā ātruma gaisā un no gaisa ātruma pa sensora asi. Tā kā attālums starp sensoriem ir fiksēts un ir zināms skaņas ātrums gaisā, var noteikt gaisa ātrumu pa sensora asi.