Vóór de 17e eeuw was de kennis van de atmosfeer en het weer van de aarde niet exact. Mensen vertrouwden vooral op ervaring met lokale weersomstandigheden voor voorspellingen. Tante Sally rook een sneeuwstorm op komst, en oom Jims knie vertelde van naderende regen. Toen werden eenvoudige apparaten uitgevonden, zoals thermometers, barometers en windwijzers, die registreerbare gegevens gaven. Naarmate de technologie vorderde vanaf de 19e eeuw, maakte meer geavanceerde apparatuur detectie van regionale en wereldwijde weerpatronen en moderne radar-, satelliet- en computermodelleringsprogramma's maken langdurig weer mogelijk voorspellingen.
Temperatuurapparatuur
Glazen thermometers gevuld met alcohol of kwik behoren tot de standaarduitrusting voor het meten van lucht-, bodem- en watertemperaturen. Maximum- en minimumtemperatuurthermometers registreren de laagste en hoogste temperaturen gedurende een bepaalde periode. De weerstandstemperatuurdetector bepaalt luchttemperaturen op basis van veranderingen in elektrische weerstand van specifieke metalen als gevolg van temperatuur en geeft een digitale uitlezing. RTD's, die de voorkeur hebben voor automatische weerstations, kunnen elke seconde een temperatuurmeting leveren.
Atmosferische druk en wind
Barometers meten de atmosferische druk. Vloeibare barometers meten gewoonlijk het kwik in een geëvacueerde buis, en het kwikniveau verandert als de atmosferische druk stijgt of daalt. Aneroïde barometers bevatten een vast luchtvolume dat is verzegeld in een eenheid die is uitgerust met een flexibel membraan. Terwijl het membraan uitzet en samentrekt met veranderingen veroorzaakt door atmosferische drukomstandigheden, wijst een bevestigde naald naar de juiste aflezing. Windanemometers meten de richting en snelheid van de wind. Ze bevatten meestal een windwijzerstaart en een ventilator om de snelheid te meten.
Vochtindicatoren
Er zijn verschillende instrumenten die de luchtvochtigheid of het percentage water in de lucht meten. De vroegste was de hygrometer, die afhankelijk is van het uitzetten en samentrekken van een mensenhaar als reactie op veranderingen in de vochtigheid. De psychrometer detecteert het temperatuurverschil tussen een droge en een natte thermometerbol om de vochtigheid te meten. Andere instrumenten zijn de elektrische hygrometer, de dauwpunthygrometer, de infraroodhygrometer en de dauwcel. Regenmeters meten regenval en sneeuwmeters meten sneeuwval.
Weer Ballonnen
Weerballonnen meten vochtigheid, luchtdruk, temperatuur, windsnelheid en richting met eenheden die radiosondes worden genoemd. Ze worden twee keer per dag gelanceerd vanaf 1.100 locaties over de hele wereld en stijgen tot meer dan 20 mijl boven de aarde, terwijl ze opnemen terwijl ze reizen en de informatie via radiogolven terugzenden naar meteorologen. Wanneer de ballon barst, springt de radiosonde terug naar de aarde om te worden gerecycled. Weerballonnen geven een verticale momentopname van de atmosferische omstandigheden in een bepaald gebied.
Hightech gereedschap
Met de uitvinding van de radar in de Tweede Wereldoorlog verbeterden meteorologische studies enorm. Conventionele radar, Doppler-radar en dual-polarisatieradar detecteren stormsystemen, hun richting, snelheid, intensiteit en type neerslag. Meteorologische satellieten in een baan om de aarde begonnen in 1962 met uitzenden en leidden tot meer gecompliceerde satellieten. Geostationaire operationele omgevingssatellieten verzenden elke 15 minuten fotografische beelden van het westelijk halfrond. Polar Operationele Milieusatellieten doen er ongeveer 1,5 uur over om rond de aarde te draaien en geven informatie over het weer, oceanen en vulkaanuitbarstingen. Computeranalyse van weergegevens en computermodellering van weersystemen maken lange termijn weersvoorspellingen op wereldschaal steeds nauwkeuriger.
