Antes de 1600, o conhecimento da atmosfera e do clima da Terra não era exato. As pessoas confiavam principalmente na experiência com eventos climáticos locais para as previsões. Tia Sally podia sentir o cheiro de uma tempestade de neve chegando, e o joelho do tio Jim falava de chuva iminente. Então, dispositivos simples, como termômetros, barômetros e cata-ventos, foram inventados para fornecer dados graváveis. Com o avanço da tecnologia a partir de 1800, equipamentos mais sofisticados permitiram a detecção de padrões climáticos globais e radares modernos, satélites e programas de modelagem de computador permitem condições meteorológicas de longo prazo previsões.
Equipamento de temperatura
Termômetros de vidro com álcool ou mercúrio são equipamentos padrão para medir as temperaturas do ar, do solo e da água. Os termômetros de temperatura máxima e mínima registram as temperaturas mais baixa e mais alta durante um período de tempo específico. O detector de temperatura de resistência determina as temperaturas do ar com base nas mudanças na resistência elétrica de metais específicos devido à temperatura e fornece uma leitura digital. Preferidos para estações meteorológicas automáticas, os RTDs podem fornecer uma leitura de temperatura a cada segundo.
Pressão atmosférica e vento
Barômetros medem a pressão atmosférica. Os barômetros líquidos geralmente medem o mercúrio contido em um tubo evacuado, e o nível de mercúrio muda conforme a pressão atmosférica aumenta ou diminui. Os barômetros aneróides contêm um volume fixo de ar selado dentro de uma unidade equipada com uma membrana flexível. Conforme a membrana se expande e se contrai com as mudanças causadas pelas condições de pressão atmosférica, uma agulha conectada aponta para a leitura correta. Anemômetros de vento medem a direção e velocidade do vento. Eles geralmente incorporam uma cauda de cata-vento e um ventilador para medir a velocidade.
Indicadores de umidade
Existem várias ferramentas que medem a umidade, ou a porcentagem de água no ar. O mais antigo foi o higrômetro, que depende da expansão e contração do cabelo humano em resposta às mudanças de umidade. O psicrômetro detecta a diferença de temperatura entre um termômetro seco e um úmido para medir a umidade. Outros instrumentos incluem o higrômetro elétrico, o higrômetro de ponto de orvalho, o higrômetro infravermelho e a célula de orvalho. Os pluviômetros medem a precipitação e os medidores de neve medem a queda de neve.
Balões meteorológicos
Os balões meteorológicos medem umidade, pressão do ar, temperatura, velocidade e direção do vento com unidades chamadas radiossondas. Lançados em 1.100 locais ao redor do mundo duas vezes por dia, eles chegam a mais de 20 milhas acima da Terra, registrando enquanto viajam e transmitindo as informações aos meteorologistas por ondas de rádio. Quando o balão estoura, a radiossonda volta para a Terra para ser reciclada. Os balões meteorológicos fornecem um instantâneo vertical das condições atmosféricas em uma determinada área.
Ferramentas de alta tecnologia
Com a invenção do radar na Segunda Guerra Mundial, os estudos meteorológicos melhoraram muito. Radar convencional, radar Doppler e radar de polarização dupla detectam sistemas de tempestades, sua direção, velocidade, intensidade e tipo de precipitação. Os satélites meteorológicos orbitando a Terra começaram a transmitir em 1962 e resultaram em satélites mais complicados. Os Satélites Ambientais Operacionais Geoestacionários transmitem imagens fotográficas do Hemisfério Ocidental a cada 15 minutos. Os satélites ambientais operacionais polares levam cerca de 1,5 horas para orbitar a Terra, fornecendo informações sobre o clima, oceanos e erupções vulcânicas. A análise computacional de dados meteorológicos e a modelagem computacional de sistemas meteorológicos tornam a previsão do tempo de longo prazo em escala global cada vez mais precisa.