Informácie o prístrojoch na predpovedanie počasia

Atmosféra Zeme je v rámci slnečnej sústavy jedinečná a vedie k rozmanitej škále poveternostných javov. Predpovedanie počasia je dôležité tak pre obyvateľov každodenného života, ako aj pre podniky. Meteorológovia používajú na predpovedanie počasia kombináciu počítačového modelovania a experimentálnych meraní. Medzi príklady nástrojov na predpovedanie počasia patrí teplomer, barometer, zrážkomer a anemometer.

Teplomer je prístroj, ktorý sa používa na meranie teploty. Najznámejší typ teplomeru pozostáva zo sklenenej trubice, v ktorej je umiestnená tekutá ortuť. Keď teplota stúpa, zvyšuje sa objem ortuti, čo vedie k jej zvyšovaniu. Pokles teploty vedie k zníženiu objemu a zníženiu hladiny ortuti. Stupnica na bočnej strane skúmavky umožňuje odčítanie teploty. Iný typ teplomera, ktorý sa nazýva pružinový teplomer, úplne naplní sklenenú trubicu ortuťou a na spodnú časť trubice je umiestnená kovová membrána spojená s pružinou. Keď teplota stúpa, stúpa aj tlak na membránu, čo vedie k napätiu na jar. Pružina potom otáča číselníkom tak, aby ukazovala na teplotu.

Barometer je prístroj používaný na meranie tlaku, ktorým je sila, ktorú vzduch kladie na povrch. Existuje niekoľko rôznych typov barometra. Najjednoduchšie pozostáva z tuby naplnenej tekutou ortuťou a na jednom konci utesnenej. Trubica sa potom obráti a umiestni do misky s tekutou ortuťou. Váha vzduchu tlačiaceho nadol na misku je vyvážená s hmotnosťou ortuti tlačiacou dole v trubici. Za štandardných atmosférických podmienok to vedie k tomu, že hladina ortuti v trubici klesne do výšky približne 76 centimetrov (29,9 palca). Zvýšenie atmosférického tlaku spôsobuje zvýšenie výšky ortuti v trubici, zatiaľ čo zníženie atmosférického tlaku spôsobuje pokles hladiny ortuti v trubici. Sofistikovanejším prístrojom na meranie tlaku je aneroidný barometer. Skladá sa z uzavretej kapsuly s pružnými bočnými stranami a pripevnenej v škatuli. Zmena tlaku mení hrúbku kapsuly. Páka pripevnená k kapsule tieto zmeny zväčšuje a vedie ukazovateľ k pohybu po zmenšenom číselníku.

Dažďové merače sa používajú na meranie množstva zrážok, ktoré sa vyskytnú v stanovenom čase. Najjednoduchší typ zrážkomeru pozostáva z trubice so stupnicou, ale musia sa pravidelne vyprázdňovať, a preto sa už nepoužívajú v automatizovaných meteorologických staniciach. Jeden krok od jednoduchej skúmavky pozostáva z skúmavky na digitálnych váhach. Váhy sú spojené s počítačom, ktorý zobrazuje zrážky ako funkciu času. Tento typ zrážkomeru však musí tiež pravidelne vyprázdňovať svoje plavidlo. Oveľa elegantnejším riešením je zrážkomer so sklápacím vedrom, ktorý sa skladá z lievika pripojeného k trubici, ktorá sa vypúšťa do vedra. Vedro je vyvážené na čape tak, aby sa prevrátilo, keď sa zachytí nastavený objem vody. Ak k tomu dôjde, druhé vedro sa automaticky presunie do polohy, aby zachytilo viac dažďa. Zakaždým, keď sa lyžica vyklopí, do záznamníka sa odošle elektronický signál, ktorý umožňuje zaznamenať celkové množstvo zrážok.

Na meranie rýchlosti vetra sa používa anemometer. Najjednoduchší typ anemometra pozostáva z rúrkovej osi, na ktorej sú umiestnené štyri ramená v intervaloch 90 stupňov. Na každé zo štyroch ramien sú umiestnené poháre, ktoré zachytávajú vietor a vedú k rotácii ramien okolo rúrkovej osi. V spodnej časti osi je pripevnený permanentný magnet a raz za otáčku aktivuje jazýčkový spínač, ktorý vyšle elektronický signál do počítača. Počítač počíta rýchlosť vetra z počtu otáčok za minútu. Sofistikovanejším zariadením je sonický anemometer. Funguje to tak, že sa meria čas potrebný na prechod zvukového impulzu medzi dvoma snímačmi. Čas potrebný na prechod zvuku medzi snímačmi závisí od vzdialenosti medzi snímačmi, vnútornej rýchlosti zvuku vo vzduchu a od rýchlosti vzduchu pozdĺž osi snímača. Pretože je vzdialenosť medzi snímačmi pevná a je známa rýchlosť zvuku vo vzduchu, je možné určiť rýchlosť vzduchu pozdĺž osi snímača.