До 1600-х років знання про земну атмосферу та погоду були неточними. Люди здебільшого покладалися на досвід місцевих погодних явищ для прогнозів. Тітка Саллі відчула запах хуртовини, що насувалась, і дядько Джим повісив коліно про майбутній дощ. Тоді були винайдені прості прилади, такі як термометри, барометри та флюгери, які давали дані, що можна записати. У міру розвитку технологій з 1800-х років, більш досконале обладнання дозволяло виявляти регіональні та глобальні метеорологічні структури, а сучасні радари, супутники та програми комп’ютерного моделювання дозволяють довготермінову погоду прогнози.
Температурне обладнання
Скляні термометри, наповнені спиртом або ртуттю, є стандартним обладнанням для вимірювання температури повітря, грунту та води. Термометри максимальної та мінімальної температури реєструють найнижчі та найвищі температури протягом певного періоду часу. Детектор температури опору визначає температуру повітря на основі змін електричного опору конкретних металів внаслідок температури та видає цифровий показник. Переважно для автоматичних метеорологічних станцій, RTD можуть подавати показники температури щосекунди.
Атмосферний тиск і вітер
Барометри вимірюють атмосферний тиск. Рідкі барометри зазвичай вимірюють ртуть, що міститься в евакуйованій трубці, і рівень ртуті змінюється в міру збільшення або зменшення атмосферного тиску. Анероїдні барометри містять фіксований об’єм повітря, закритий всередині блоку, оснащеного гнучкою мембраною. Коли мембрана розширюється і стискається зі змінами, спричиненими атмосферним тиском, прикріплена голка вказує на правильне зчитування. Вітрові анемометри вимірюють напрямок і швидкість вітру. Зазвичай вони включають хвіст флюгера та вентилятор для вимірювання швидкості.
Індикатори вологості
Є кілька інструментів, які вимірюють вологість або відсоток води в повітрі. Найбільш раннім був гігрометр, який залежить від того, як людське волосся розширюється і стискається у відповідь на зміну вологості. Психрометр визначає різницю в температурі між сухою і вологою лампочкою термометра для вимірювання вологості. Інші прилади включають електричний гігрометр, гігрометр точки роси, інфрачервоний гігрометр та камеру роси. Дощоміри вимірюють кількість опадів, а снігоміри - снігопад.
Погодні кулі
Аеростати вимірюють вологість, тиск повітря, температуру, швидкість та напрямок вітру за допомогою одиниць, які називаються радіозондами. Запущені з 1100 місць у всьому світі двічі на день, вони піднімаються на понад 20 миль над Землею, записуючи в дорозі та передаючи інформацію метеорологам радіохвилями. Коли аеростат лопається, радіозонд парашутно повертається на Землю для переробки. Погодні кулі дають вертикальний знімок атмосферних умов у даній області.
Високотехнологічні інструменти
З винаходом радарів у Другій світовій війні метеорологічні дослідження значно покращились. Звичайний радіолокаційний, доплерівський та двополяризаційний радар виявляють штормові системи, їх напрямок, швидкість, інтенсивність та тип опадів. Метеорологічні супутники, що обертаються навколо Землі, розпочали передачу в 1962 році і призвели до створення більш складних супутників. Геостаціонарні оперативні супутники навколишнього середовища передають фотографії Західної півкулі кожні 15 хвилин. Полярним оперативним екологічним супутникам потрібно близько 1,5 години, щоб здійснити орбіту навколо Землі, надаючи інформацію про погоду, океани та виверження вулканів. Комп’ютерний аналіз погодних даних та комп’ютерне моделювання погодних систем роблять довгострокові прогнози погоди у глобальному масштабі дедалі точнішими.
