Quando si pianificano eventi all'aperto, che si tratti di un matrimonio, di un progetto di giardinaggio o di una vacanza, la maggior parte delle persone si affida alle previsioni dei meteorologi locali. Tali previsioni si basano su dati raccolti da strumenti scientifici chiave:termometri, barometri e igrometri.
La temperatura è un fattore primario degli eventi meteorologici. I termometri misurano la temperatura rilevando l'espansione di un liquido, comunemente mercurio o alcool colorato, o, nei termometri a molla, il movimento di un elemento metallico. La lettura viene visualizzata come una linea sottile che sale o scende all'interno del tubo di vetro. I meteorologi interpretano questi cambiamenti di temperatura per anticipare lo sviluppo di tempeste, ondate di caldo e altri fenomeni meteorologici. I termometri riportano in Fahrenheit, Celsius o Kelvin, quest'ultimo è lo standard per la ricerca scientifica. Le origini del dispositivo risalgono al "termoscopio" di Galileo, un precursore della moderna misurazione della temperatura.
Sviluppato dal fisico italiano Evangelista Torricelli nel XVII secolo, il barometro misura la pressione atmosferica, un indicatore fondamentale degli imminenti cambiamenti meteorologici. Un barometro a mercurio funziona bilanciando il peso del mercurio rispetto alla pressione atmosferica esterna, provocando l'innalzamento o l'abbassamento della colonna di mercurio. I barometri aneroidi domestici, invece, si basano sull'espansione e sulla contrazione di strisce metalliche all'interno di una custodia sigillata. Tracciando queste sottili variazioni di pressione, i meteorologi possono prevedere l'arrivo di sistemi di alta o bassa pressione, prevedendo quindi fronti, tempeste e cieli sereni.
L’umidità influenza la formazione delle nuvole, le precipitazioni e i livelli di comfort. Gli igrometri misurano l'umidità atmosferica utilizzando vari meccanismi:una bobina metallica che si espande quando è bagnata, un bulbo di condensazione che registra il punto di rugiada, un liquido che cambia chimicamente o uno psicrometro che confronta le temperature a bulbo secco e umido. Il primo igrometro, creato dal fisico svizzero Horace Benedict de Saussure nel 1783, utilizzava una spirale di capelli umani. I moderni igrometri forniscono dati sull'umidità in tempo reale che, se combinati con le letture di temperatura e pressione, consentono previsioni meteorologiche precise.
