Tartalom
A Föld légköre egyedülálló a Naprendszerben, és sokféle időjárási jelenséget idéz elő. Az időjárás előrejelzése fontos mind az emberek mindennapi életében, mind a vállalkozások számára. A meteorológusok számítógépes modellezés és kísérleti mérések kombinációját használják az időjárás előrejelzésére. Az időjárás-előrejelző eszközökre példa a hőmérő, a barométer, az esőmérő és a szélmérő.
Hőmérő
A hőmérő egy eszköz, amelyet a hőmérséklet mérésére használnak. A legismertebb típusú hőmérő egy üvegcsőből áll, amelybe folyékony higanyt helyeznek el. A hőmérséklet emelkedésével a higany térfogata növekszik, ami a szint emelkedéséhez vezet. A hőmérséklet csökkenése a térfogat csökkenéséhez és a higanyszint csökkenéséhez vezet. A cső oldalán lévő skála lehetővé teszi a hőmérséklet leolvasását. Egy másik típusú hőmérő, úgynevezett rugóhőmérő, teljesen kitölti az üvegcsövet higanyval, és a cső alján egy rugóhoz csatlakoztatott fém membrán helyezkedik el. A hőmérséklet emelkedésével a membránra gyakorolt nyomás is növekszik, ami feszültséget okoz a rugóban. A rugó ezután elforgatja a tárcsát a hőmérséklet mutatására.
légnyomásmérő
A barométer egy olyan eszköz, amely a levegő által a felületre kifejtett erő nyomásának mérésére szolgál. Különböző típusú barométerek vannak. A legegyszerűbb egy folyékony higanymal töltött csőből áll, amelynek egyik végén le van zárva. A csövet ezután megfordítják, és egy folyékony higanyt tartalmazó tálba helyezik. A tálba nyomó levegő súlya egyensúlyban van a csőben lefelé nyomó higany súlyával. Normál légköri körülmények között a csőben lévő higanyszint körülbelül 76 centiméter (29,9 hüvelyk) magasságra esik. A légköri nyomás növekedése miatt a csőben lévő higanyszint magassága megnő, míg a légköri nyomás csökkenése miatt a csőben lévő higanyszint csökken. Kifinomultabb eszköz a nyomás mérésére az aneroid barométer. Ez egy lezárt kapszulából áll, rugalmas oldalakkal és dobozba szerelt. A nyomás változása megváltoztatja a kapszula vastagságát. A kapszulahoz rögzített kar nagyítja ezeket a változásokat, és a mutató mozgatható egy méretezött tárcsán.
Csapadékmérő
Az esőmérőket arra használják, hogy meghatározzák a meghatározott időtartamon belül eső csapadékmennyiséget. Az esőmérő legegyszerűbb típusa egy csőből áll, amelyen mérleg található, de ezeket rendszeresen ki kell üríteni, ezért az automatikus meteorológiai állomásokon már nem használják őket. Egy lépéssel felfelé az egyszerű csőből egy digitális mérlegen lévő cső áll. A mérlegeket egy számítógéphez csatlakoztatják, amely az eső függvényében az idő függvényében ábrázolja. Ennek az esőmérőnek azonban a hajóját rendszeresen ki kell üríteni. Sokkal elegánsabb megoldás a billenővödör-esőmérő, amely egy tölcsérből áll, amely egy vödörbe befolyó csőhöz kapcsolódik. A vödör kiegyensúlyozott egy forgócsavaron, úgy, hogy az átborul, amikor egy meghatározott mennyiségű vizet elfognak. Amikor ez bekövetkezik, egy második vödör automatikusan a helyére kerül, hogy további esőket érjen el. Minden alkalommal, amikor egy vödör rápattint, egy elektronikus jelet küld az adatgyűjtőnek, amely lehetővé teszi az összes csapadékmennyiség rögzítését.
Szélmérő
A szélsebesség mérésére egy szélmérőt használnak. A legegyszerűbb típusú anemométer egy cső alakú tengelyből áll, amelyen négy kar 90 fokos időközönként van elhelyezve. A csészék mind a négy karra vannak elhelyezve, és mivel ezek elfogják a szeleket, ez a karok csőtengely körül történő forgásához vezet. A tengely aljára állandó mágnes van felszerelve, és forgatásonként egyszer aktivál egy Reed kapcsolót, amely elektronikus jelet ad a számítógépnek. A számítógép kiszámítja a szélsebességet a percenkénti fordulások számával. Kifinomultabb eszköz a szonikus anemométer. Ez úgy működik, hogy megmérik a két impulzus közötti hangimpulzus közötti utazáshoz szükséges időt. A hangerő az érzékelők közötti utazáshoz szükséges idő függ az érzékelők közötti távolságtól, a hang belső sebességétől a levegőben és az érzékelő tengelye mentén történő légsebességtől. Mivel az érzékelők közötti távolság rögzített, és a hang sebessége a levegőben ismert, az érzékelő tengelye mentén meghatározható a légsebesség.