Informasjon om værvarslingsinstrumenter

Jordens atmosfære er unik i solsystemet og gir opphav til et variert utvalg av værfenomener. Prognoser for været er viktig, både for folks hverdag og for bedrifter. Meteorologer bruker en kombinasjon av datamodellering og eksperimentelle målinger for å forutsi været. Eksempler på værvarslingsinstrumenter inkluderer termometer, barometer, regnmåler og vindmåler.

Et termometer er et instrument som brukes til å måle temperaturen. Den mest kjente typen termometer består av et glassrør der flytende kvikksølv er plassert. Når temperaturen øker, øker volumet av kvikksølv og fører til at nivået stiger. En reduksjon i temperaturen fører til en reduksjon i volumet og en reduksjon i kvikksølvnivået. En skala på siden av røret gjør at temperaturen kan avleses. En annen type termometer, kalt fjærtermometeret, fyller fullstendig et glassrør med kvikksølv og en metallmembran koblet til en fjær er plassert i bunnen av røret. Når temperaturen stiger, øker også trykket på membranen som fører til spenning om våren. Fjæren roterer deretter et hjul for å peke på temperaturen.

Et barometer er et instrument som brukes til å måle trykk som er kraften som luften legger på en overflate. Det finnes flere forskjellige typer barometer. Den enkleste består av et rør fylt med flytende kvikksølv og forseglet i den ene enden. Røret blir deretter invertert og plassert i en bolle med flytende kvikksølv. Vekten av luft som skyver ned på bollen, balanseres med vekten av kvikksølv som skyver ned i røret. Under standard atmosfæriske forhold fører dette til at kvikksølvnivået i røret faller til en høyde på omtrent 76 centimeter (29,9 tommer). Økninger i atmosfæretrykket fører til at kvikksølvnivået i røret øker i høyden, mens en reduksjon i atmosfæretrykket fører til at kvikksølvnivået i røret går ned. Et mer sofistikert instrument for måling av trykk er aneroidbarometeret. Denne består av en forseglet kapsel, med fleksible sider og montert i en boks. En trykkendring endrer tykkelsen på kapselen. En spak festet til kapselen forstørrer disse endringene, og fører en peker til å bevege seg på et skalert hjul.

Regnemålere brukes til å måle mengden nedbør som oppstår innen en fast tid. Den enkleste typen regnmåler består av et rør med en skala på, men disse må tømmes regelmessig og brukes derfor ikke lenger i automatiserte værstasjoner. Ett trinn opp fra det enkle røret består av et rør på digitale vekt. Vektene er koblet til en datamaskin som plotter nedbør som en funksjon av tiden. Imidlertid må denne typen regnemåler også tømme fartøyet regelmessig. En langt mer elegant løsning er tippebøtens regnmåler som består av en trakt som er koblet til et rør som drenerer til en bøtte. Skuffen er balansert på en sving, slik at den velter når et bestemt volum vann blir fanget. Når dette skjer, beveger en ny bøtte seg automatisk på plass for å få mer regn. Hver gang en bøtte tipper, sendes et elektronisk signal til en datalogger som gjør det mulig å registrere den totale mengden nedbør.

Et vindmåler brukes til å måle vindhastigheten. Den enkleste typen vindmåler består av en rørakse som fire armer er plassert på med 90 graders mellomrom. Kopper er plassert på hver av de fire armene, og når disse fanger vind, fører det til at armene roterer rundt den rørformede aksen. En permanent magnet er montert nederst på aksen, og en gang per rotasjon aktiverer den en Reed-bryter, som sender et elektronisk signal til en datamaskin. Datamaskinen beregner vindhastigheten fra antall omdreininger per minutt. En mer sofistikert enhet er det soniske vindmåler. Dette fungerer ved å måle tiden det tar for en lydpuls å bevege seg mellom to sensorer. Tiden det tar for lyd å bevege seg mellom sensorene, avhenger av avstanden mellom sensorene, lydens indre hastighet i luft og av lufthastigheten langs sensoraksen. Siden avstanden mellom sensorene er fast, og lydhastigheten i luften er kjent, kan lufthastigheten langs sensoraksen bestemmes.