Dünya’nın atmosferi güneş sistemi içinde benzersizdir ve çok çeşitli hava olaylarına yol açar. Hava tahmini, hem insanların günlük yaşamları hem de işletmeler için önemlidir. Meteorologlar, hava durumunu tahmin etmek için bilgisayar modellemesi ve deneysel ölçümlerin bir kombinasyonunu kullanır. Hava tahmini araçlarına örnek olarak termometre, barometre, yağmur ölçer ve anemometre dahildir.
Termometre
Termometre, sıcaklığı ölçmek için kullanılan bir araçtır. En bilinen termometre tipi, içine sıvı civa konan cam bir tüpten oluşur. Sıcaklık arttığında, cıva hacmi artar, bu da seviyenin yükselmesine neden olur. Sıcaklıktaki bir düşüş, hacimde bir azalmaya ve cıva seviyesinde bir azalmaya yol açar. Tüpün yan tarafındaki bir ölçek, sıcaklığın okunmasını sağlar. Yay termometresi adı verilen başka bir termometre türü, bir cam tüpü cıva ile tamamen doldurur ve tüpün altına bir yaya bağlı metal bir diyafram yerleştirilir. Sıcaklık arttıkça diyafram üzerindeki basınç da artar ve yayda gerilim oluşur. Yay daha sonra sıcaklığa işaret etmek için bir kadranı döndürür.
Barometre
Barometre, havanın bir yüzeye uyguladığı kuvvet olan basıncı ölçmek için kullanılan bir araçtır. Birkaç farklı barometre türü vardır. En basiti, sıvı cıva ile doldurulmuş ve bir ucu kapatılmış bir tüpten oluşur. Tüp daha sonra ters çevrilir ve bir sıvı cıva kabına yerleştirilir. Çanak üzerinde aşağı doğru itilen havanın ağırlığı, borunun içinde aşağı doğru itilen cıvanın ağırlığı ile dengelenir. Standart atmosfer koşullarında bu, tüp içindeki cıva seviyesinin yaklaşık 76 santimetre (29.9 inç) yüksekliğe düşmesine neden olur. Atmosfer basıncındaki artışlar, boru içindeki cıva seviyesinin yüksekliğinin artmasına neden olurken, atmosfer basıncındaki bir azalma, boru içindeki cıva seviyesinin düşmesine neden olur. Basıncı ölçmek için daha karmaşık bir araç, aneroid barometredir. Bu, esnek kenarları olan ve bir kutuya monte edilmiş sızdırmaz bir kapsülden oluşur. Basınçtaki bir değişiklik, kapsülün kalınlığını değiştirir. Kapsül üzerine takılı bir kol bu değişiklikleri büyütür ve bir işaretçinin ölçekli bir kadran üzerinde hareket etmesine neden olur.
Yağmur göstergesi
Yağmur ölçerler, belirli bir süre içinde meydana gelen yağış miktarını ölçmek için kullanılır. En basit yağmur ölçer türü, üzerinde ölçek bulunan bir tüpten oluşur, ancak bunların düzenli olarak boşaltılması gerekir ve bu nedenle artık otomatik hava istasyonlarında kullanılmazlar. Basit tüpten bir adım ötede, dijital tartı üzerinde bir tüp bulunur. Tartı terazileri, zamanın bir fonksiyonu olarak yağış miktarını gösteren bir bilgisayara bağlıdır. Ancak bu tip yağmur ölçerin de kabının düzenli olarak boşaltılması gerekir. Çok daha zarif bir çözüm, bir kovaya akan bir boruya bağlı bir huniden oluşan devrilme kovalı yağmur ölçerdir. Kova, belirli bir hacimde su tutulduğunda devrilecek şekilde bir mil üzerinde dengelenir. Bu gerçekleştiğinde, ikinci bir kova daha fazla yağmur toplamak için otomatik olarak yerine geçer.
Anemometre
Rüzgar hızını ölçmek için bir anemometre kullanılır. En basit anemometre tipi, üzerine 90 derecelik aralıklarla dört kolun yerleştirildiği boru şeklinde bir eksenden oluşur. Dört kolun her birine kaplar yerleştirilir ve bunlar rüzgarı yakalarken, kolların boru ekseni etrafında dönmesine neden olur. Eksenin altına kalıcı bir mıknatıs monte edilmiştir ve her dönüşte bir bilgisayara elektronik bir sinyal gönderen bir Reed anahtarını etkinleştirir. Bilgisayar, rüzgar hızını dakikadaki dönüş sayısından hesaplar. Daha karmaşık bir cihaz, sonik anemometredir. Bu, bir ses darbesinin iki sensör arasında hareket etmesi için geçen süreyi ölçerek çalışır. Sesin sensörler arasında hareket etmesi için geçen süre, sensörler arasındaki mesafeye, sesin havadaki gerçek hızına ve sensör ekseni boyunca hava hızına bağlıdır.
