Avant les années 1600, la connaissance de l'atmosphère terrestre et de la météo n'était pas exacte. Les gens ont surtout compté sur l'expérience des événements météorologiques locaux pour les prévisions. Tante Sally pouvait sentir une tempête de neige venir, et le genou de l'oncle Jim a dit de la pluie imminente. Ensuite, des dispositifs simples, tels que des thermomètres, des baromètres et des girouettes, ont été inventés pour donner des données enregistrables. À mesure que la technologie évoluait à partir des années 1800, des équipements plus sophistiqués permettaient de détecter les conditions météorologiques régionales et mondiales, et les programmes modernes de radar, de satellite et de modélisation informatique permettaient des prévisions météorologiques à long terme.
Les thermomètres en verre remplis d'alcool ou de mercure sont des équipements standard pour mesurer la température de l'air, du sol et de l'eau. Les thermomètres à température maximale et minimale enregistrent les températures les plus basses et les plus élevées pendant une période donnée. Le détecteur de température à résistance détermine les températures de l'air en fonction des changements de résistance électrique de certains métaux dus à la température et donne une lecture numérique. Préférés pour les stations météorologiques automatiques, les sondes RTD peuvent fournir une lecture de température toutes les secondes.
Pression atmosphérique et vent
Les baromètres mesurent la pression atmosphérique. Les baromètres liquides mesurent habituellement le mercure contenu dans un tube sous vide, et le niveau de mercure change à mesure que la pression atmosphérique augmente ou diminue. Les baromètres anéroïdes contiennent un volume d'air fixe scellé dans une unité équipée d'une membrane flexible. Au fur et à mesure que la membrane se dilate et se contracte avec les changements provoqués par les conditions de pression atmosphérique, une aiguille attachée pointe vers la lecture correcte. Les anémomètres mesurent la direction et la vitesse du vent. Ils intègrent généralement une queue de girouette et un ventilateur pour mesurer la vitesse.
Indicateurs d'humidité
Il existe plusieurs outils qui mesurent l'humidité, ou le pourcentage d'eau dans l'air. Le plus tôt était l'hygromètre, qui dépend de l'expansion et de la contraction d'un cheveu humain en réponse aux changements d'humidité. Le psychromètre détecte la différence de température entre un thermomètre sec et humide pour mesurer l'humidité. Les autres instruments comprennent l'hygromètre électrique, l'hygromètre à point de rosée, l'hygromètre infrarouge et la cellule de rosée. Les jauges de pluie mesurent les précipitations et les jauges de neige mesurent les chutes de neige.
Ballons météo
Les ballons météorologiques mesurent l'humidité, la pression atmosphérique, la température, la vitesse et la direction du vent avec des unités appelées radiosondes. Lancés à partir de 1 100 sites à travers le monde deux fois par jour, ils s'élèvent à plus de 20 miles au-dessus de la Terre, enregistrant pendant qu'ils voyagent et transmettant l'information aux météorologues par ondes radio. Lorsque le ballon éclate, la radiosonde saute parachute sur Terre pour être recyclée. Les ballons météo donnent un instantané vertical des conditions atmosphériques dans une zone donnée.
Outils de haute technologie
Avec l'invention du radar pendant la Seconde Guerre mondiale, les études météorologiques se sont grandement améliorées. Le radar conventionnel, le radar Doppler et le radar à double polarisation détectent les systèmes de tempête, leur direction, leur vitesse, leur intensité et le type de précipitation. Les satellites météorologiques en orbite autour de la Terre ont commencé à émettre en 1962 et ont conduit à des satellites plus compliqués. Les satellites géostationnaires opérationnels environnementaux transmettent des images photographiques de l'hémisphère occidental toutes les 15 minutes. Les Satellites environnementaux opérationnels polaires mettent environ une heure et demie à orbiter autour de la Terre, fournissant des informations sur les conditions météorologiques, les océans et les éruptions volcaniques. L'analyse informatique des données météorologiques et la modélisation informatique des systèmes météorologiques rendent la prévision météorologique à long terme à l'échelle mondiale de plus en plus précise.
