L'atmosphère de la Terre est unique au sein du système solaire et donne lieu à une gamme variée de phénomènes météorologiques. La prévision de la météo est importante, tant pour la vie quotidienne des gens que pour les entreprises. Les météorologues utilisent une combinaison de modélisation informatique et de mesures expérimentales pour prédire la météo. Exemples d'instruments de prévision météorologique: thermomètre, baromètre, pluviomètre et anémomètre.
Thermomètre
Un thermomètre est un instrument utilisé pour mesurer la température. Le type de thermomètre le plus connu consiste en un tube de verre dans lequel est placé du mercure liquide. Lorsque la température augmente, le volume de mercure augmente et le niveau augmente. Une diminution de la température entraîne une réduction du volume et une diminution du taux de mercure. Une échelle sur le côté du tube permet de lire la température. Un autre type de thermomètre, appelé thermomètre à ressort, remplit complètement un tube de verre avec du mercure et un diaphragme métallique relié à un ressort est placé au fond du tube. Lorsque la température augmente, la pression sur le diaphragme augmente également, entraînant une tension au printemps. Le ressort fait ensuite tourner un cadran pour pointer sur la température.
Baromètre
Un baromètre est un instrument utilisé pour mesurer la pression qui est la force que l'air place sur une surface. Il existe plusieurs types de baromètres. Le plus simple consiste en un tube rempli de mercure liquide et scellé à une extrémité. Le tube est ensuite inversé et placé dans un bol de mercure liquide. Le poids de l'air qui pousse sur le bol est équilibré avec le poids du mercure qui descend dans le tube. Dans des conditions atmosphériques normales, le niveau de mercure dans le tube chute à une hauteur d'environ 76 centimètres (29,9 pouces). L'augmentation de la pression atmosphérique fait augmenter la hauteur du mercure dans le tube, tandis qu'une diminution de la pression atmosphérique fait baisser le niveau de mercure dans le tube. Un instrument plus sophistiqué pour mesurer la pression est le baromètre anéroïde. Cela consiste en une capsule scellée, avec des côtés flexibles et monté dans une boîte. Un changement de pression modifie l'épaisseur de la capsule. Un levier attaché à la capsule amplifie ces changements, amenant un pointeur à se déplacer sur un cadran gradué.
Pluviomètre
Les pluviomètres sont utilisés pour mesurer la quantité de pluie qui se produit dans une quantité fixe. de temps. Le type de pluviomètre le plus simple consiste en un tube avec une échelle, mais ceux-ci doivent être régulièrement vidés et ne sont donc plus utilisés dans les stations météorologiques automatisées. Une étape à partir du tube simple consiste en un tube sur des balances numériques. Les balances sont connectées à un ordinateur qui trace les précipitations en fonction du temps. Cependant, ce type de pluviomètre doit également faire vidanger son récipient régulièrement. Une solution beaucoup plus élégante est le pluviomètre à augets basculeurs qui consiste en un entonnoir relié à un tube qui se déverse dans un seau. Le godet est équilibré sur un pivot, de sorte qu'il bascule lorsqu'un volume d'eau est capturé. Lorsque cela se produit, un deuxième seau se met automatiquement en position pour attraper plus de pluie. Chaque fois qu'un seau est avancé, un signal électronique est envoyé à un enregistreur de données qui permet d'enregistrer la quantité totale de pluie.
Anémomètre
Un anémomètre est utilisé pour mesurer la vitesse du vent. Le type d'anémomètre le plus simple consiste en un axe tubulaire sur lequel sont placés quatre bras à des intervalles de 90 degrés. Des coupelles sont placées sur chacun des quatre bras et, comme elles captent le vent, elles entraînent la rotation des bras autour de l'axe tubulaire. Un aimant permanent est monté au bas de l'axe, et une fois par rotation, il active un commutateur Reed, qui envoie un signal électronique à un ordinateur. L'ordinateur calcule la vitesse du vent à partir du nombre de tours par minute. Un dispositif plus sophistiqué est l'anémomètre sonique. Cela fonctionne en mesurant le temps nécessaire pour qu'une impulsion sonore se déplace entre deux capteurs. Le temps nécessaire pour que le son se propage entre les capteurs dépend de la distance entre les capteurs, de la vitesse intrinsèque du son dans l'air et de la vitesse de l'air le long de l'axe du capteur. Comme la distance entre les capteurs est fixe et que la vitesse du son dans l'air est connue, la vitesse de l'air le long de l'axe du capteur peut être déterminée.
