Bij het plannen van toekomstige buitenactiviteiten zoals bruiloften, tuinieren of een vakantie, kijken veel mensen naar het weer vooruitzichten door de voorspellingen van hun lokale meteoroloog online of door hun dagelijkse nieuws te bekijken uitzending. Meteorologen vormen hun voorspellingen op basis van informatie verzameld door verschillende wetenschappelijke instrumenten zoals thermometers, barometers en hygrometers.
Thermometer
Temperatuurveranderingen voorspellen weersgebeurtenissen. Thermometers meten de veranderingen in de temperatuur met behulp van een vloeistof zoals kwik of alcohol, die normaal rood gekleurd is. Als deze vloeistof heter wordt zet hij uit, en als hij afkoelt trekt hij zich terug, dus de herkenbare vorm van een dunne rode of zilveren lijn die omhoog of omlaag gaat langs de thermometer. Sommige thermometers, veerthermometers genoemd, meten de uitzetting en terugtrekking van metaal om de temperatuur te meten. Thermometers meten de temperatuur in drie verschillende schalen: Fahrenheit, Celsius en Kelvin, een schaal die normaal door wetenschappers wordt gebruikt. De oorsprong van de thermometer gaat terug tot Galileo die een apparaat gebruikte dat hij een 'thermoscoop' noemde.
Barometer
De barometer, voor het eerst ontwikkeld door de Italiaanse wetenschapper Evangelista Torricelli in de 17e eeuw, meet de atmosferische druk, wat meteorologen helpt bij het voorspellen van weerpatronen. Deze kleine veranderingen in de luchtdruk zijn gewoonlijk een voorbode van veranderingen in het weer. Barometers gebruiken ofwel kwik of kleine metalen strips om de drukveranderingen weer te geven. Een kwikbarometer, die is gebaseerd op de experimenten van Toricelli, plaatst een kleine hoeveelheid kwik in een vacuüm. Dit kwik beweegt omhoog of omlaag, afhankelijk van of de atmosferische druk meer of minder weegt dan het eigen gewicht van het kwik. Aneroïde barometers, gebruikelijk in huishoudens, volgen de uitzetting en terugtrekking van twee metalen strips als de atmosferische druk verandert.
Hygrometer
Om de vochtigheid in de atmosfeer te testen, wat helpt bij het voorspellen van weerpatronen, gebruiken meteorologen een hygrometer. Hygrometers gebruiken ofwel een kleine metalen spoel, een vloeistof of een condensaat om de luchtvochtigheid te meten. Wanneer vocht de spoel raakt, verandert deze van fysieke vorm. Condensatie- of "dauwpunt"-hygrometers meten de hoeveelheid condensatie die op een kleine bol verschijnt. Ten slotte baseren vloeibare hygrometers hun metingen op de chemische veranderingen in de vloeistof als gevolg van het vocht in de lucht. Een psychrometer, een vierde versie van de hygrometer, gebruikt thermodynamische eigenschappen door een droge bol en een bol verzadigd met gedestilleerd water te vergelijken om het vocht te meten. De Zwitserse natuurkundige en geoloog Horace Benedict de Saussure bouwde de eerste hygrometer in 1783 en gebruikte een mensenhaar als spoel.