Зміст
Атмосфера Землі є унікальною всередині Сонячної системи і породжує різноманітне коло погодних явищ. Прогнозування погоди важливо як для повсякденного життя людей, так і для бізнесу. Для прогнозування погоди метеорологи використовують поєднання комп’ютерного моделювання та експериментальних вимірювань. Приклади приладів прогнозування погоди включають термометр, барометр, манометр та анемометр.
Термометр
Термометр - це прилад, який використовується для вимірювання температури. Найвідоміший тип термометра складається зі скляної трубки, в яку поміщена рідка ртуть. При підвищенні температури об'єм ртуті збільшується, що призводить до підвищення рівня. Зниження температури призводить до зменшення об’єму та зниження рівня ртуті. Шкала на боці трубки дозволяє зчитувати температуру. Інший тип термометра, який називається пружинним термометром, повністю заповнює скляну трубку ртуттю, а металеву діафрагму, підключену до пружини, розміщують на дні трубки. З підвищенням температури тиск на діафрагму також підвищується, ведучи до напруги навесні. Потім пружина обертає циферблат, щоб вказати на температуру.
Барометр
Барометр - це прилад, який використовується для вимірювання тиску, який зусилля повітря розміщує на поверхні. Існує кілька різних типів барометра. Найпростіша складається з трубки, наповненої рідкою ртуттю і запечатаної на одному кінці. Потім трубку перевертають і поміщають в миску з рідкою ртуттю. Вага повітря, що штовхається на чашу, врівноважується вазі, що ртуть штовхається в трубці. У стандартних атмосферних умовах це призводить до того, що рівень ртуті в трубі падає на висоту приблизно 76 сантиметрів (29,9 дюйма). Підвищення атмосферного тиску призводить до зростання рівня ртуті в трубі у висоту, тоді як зниження атмосферного тиску призводить до зниження рівня ртуті в трубі. Більш складним інструментом для вимірювання тиску є анероїдний барометр. Складається з герметичної капсули, з гнучкими бортиками і встановленої в коробці. Зміна тиску змінює товщину капсули. Важіль, прикріплений до капсули, збільшує ці зміни, приводячи вказівник для переміщення на масштабований циферблат.
Дощомір
Датчики дощу використовуються для вимірювання кількості опадів, що виникають протягом визначеного часу. Найпростіший тип манометра складається з трубки зі шкалою на ній, але їх потрібно регулярно спорожнювати і тому більше не застосовувати в автоматизованих метеостанціях. Один крок від простої трубки складається з трубки на цифрових вагах. Ваги ваги пов'язані з комп'ютером, який визначає кількість опадів як функцію часу. Тим не менш, цей тип датчиків також повинен регулярно спорожнювати своє судно. Набагато більш елегантним рішенням є дощовий датчик, що складається з воронки, з'єднаної з трубкою, яка стікає у відро. Відро врівноважується по шарніру, так що воно перекидається, коли захоплюється заданий об'єм води. Коли це відбувається, друге відро автоматично переміщується в положення, щоб наздогнати більше дощу. Кожен раз, коли підказка відра, електронному сигналу надсилається до реєстратора даних, який дозволяє фіксувати загальну кількість опадів.
Анемометр
Для вимірювання швидкості вітру використовується анемометр. Найпростіший тип анемометра складається з трубчастої осі, на якій розміщені чотири плечі з інтервалом 90 градусів. Чашки розміщуються на кожному з чотирьох рамок і, оскільки ці захоплюють вітер, це призводить до обертання рук навколо осі труб. Постійний магніт встановлений внизу осі, і один раз за обертання він активує перемикач Рід, який передає електронний сигнал комп'ютеру. Комп’ютер обчислює швидкість вітру з числа обертів за хвилину. Більш досконалим пристроєм є звуковий анемометр. Це працює за допомогою вимірювання часу, необхідного для проходження звукового імпульсу між двома датчиками. Час, необхідний для проходження звуку між датчиками, залежить від відстані між датчиками, внутрішньої швидкості звуку в повітрі та швидкості повітря по осі датчика. Оскільки відстань між датчиками фіксовано, а швидкість звуку у повітрі відома, швидкість повітря вздовж осі датчика можна визначити.