Înainte de 1600, cunoștințele despre atmosfera și vremea Pământului nu erau exacte. Pentru prognoze, oamenii s-au bazat în cea mai mare parte pe experiența cu evenimentele meteo locale. Mătușa Sally simțea mirosul unei furtuni de zăpadă, iar genunchii unchiului Jim povesteau despre o ploaie iminentă. Apoi au fost inventate dispozitive simple, cum ar fi termometre, barometre și palete, care oferă date care pot fi înregistrate. Pe măsură ce tehnologia a avansat începând cu anii 1800, echipamentele mai sofisticate au permis detectarea zonelor regionale și modelele meteo globale și programele radar moderne, sateliții și modelarea computerizată permit vremea pe termen lung predicții.
Echipamente de temperatură
Termometrele din sticlă umplute fie cu alcool, fie cu mercur sunt echipamente standard pentru măsurarea temperaturii aerului, solului și apei. Termometrele de temperatură maximă și minimă înregistrează cele mai scăzute și cele mai ridicate temperaturi într-o anumită perioadă de timp. Detectorul de temperatură de rezistență determină temperaturile aerului pe baza modificărilor rezistenței electrice a unor metale specifice datorate temperaturii și oferă o citire digitală. Preferate pentru stațiile meteo automate, RTD-urile pot furniza o citire a temperaturii în fiecare secundă.
Presiunea atmosferică și vântul
Barometrele măsoară presiunea atmosferică. Barometrele lichide măsoară de obicei mercurul conținut într-un tub evacuat, iar nivelul de mercur se modifică pe măsură ce presiunea atmosferică crește sau scade. Barometrele aneroide conțin un volum fix de aer etanșat într-o unitate echipată cu o membrană flexibilă. Pe măsură ce membrana se extinde și se contractă cu modificările cauzate de condițiile de presiune atmosferică, un ac atașat indică citirea corectă. Anemometrele de vânt măsoară direcția și viteza vântului. De obicei, acestea încorporează o coadă de palete și un ventilator pentru a măsura viteza.
Indicatori de umiditate
Există mai multe instrumente care măsoară umiditatea sau procentul de apă din aer. Cel mai timpuriu a fost higrometrul, care depinde de extinderea și contractarea părului uman ca răspuns la modificările de umiditate. Psihometrul detectează diferența de temperatură dintre un bec termometru uscat și unul umed pentru a măsura umiditatea. Alte instrumente includ higrometrul electric, higrometrul cu punct de rouă, higrometrul cu infraroșu și celula de rouă. Indicatoarele de ploaie măsoară precipitațiile, iar indicatoarele de zăpadă măsoară precipitațiile.
Baloane meteo
Baloanele meteo măsoară umiditatea, presiunea aerului, temperatura, viteza vântului și direcția cu unități numite radiosonde. Lansate de la 1.100 de site-uri din întreaga lume de două ori pe zi, ele se ridică la peste 20 de mile deasupra Pământului, înregistrând în timp ce călătoresc și transmit informațiile înapoi către meteorologi prin unde radio. Când balonul izbucnește, radiosonda parașutează înapoi pe Pământ pentru reciclare. Baloanele meteo oferă un instantaneu vertical al condițiilor atmosferice într-o zonă dată.
Instrumente de înaltă tehnologie
Odată cu inventarea radarului în cel de-al doilea război mondial, studiile meteorologice s-au îmbunătățit enorm. Radarul convențional, radarul Doppler și radarul cu polarizare dublă detectează sistemele de furtuni, direcția, viteza, intensitatea și tipul lor de precipitații. Sateliții meteorologici care orbitează Pământul au început să transmită în 1962 și au dus la sateliți mai complicați. Sateliții de mediu operaționali geostaționari transmit imagini fotografice ale emisferei occidentale la fiecare 15 minute. Sateliții operaționali polari de mediu durează aproximativ 1,5 ore pentru a orbita Pământul, oferind informații despre vreme, oceane și erupții vulcanice. Analiza computerizată a datelor meteo și modelarea computerizată a sistemelor meteo fac predicția meteo pe termen lung la scară globală din ce în ce mai precisă.