Prima del 1600, la conoscenza dell'atmosfera terrestre e del tempo non era esatta. La maggior parte delle persone faceva affidamento sull'esperienza con gli eventi meteorologici locali per le previsioni. Zia Sally sentì l'odore di una tempesta di neve e il ginocchio di zio Jim raccontò di pioggia imminente. Sono stati quindi inventati dispositivi semplici, come termometri, barometri e alette meteorologiche, che fornivano dati registrabili. Con l'avanzare della tecnologia dal 1800 in avanti, attrezzature più sofisticate hanno permesso di rilevare i modelli meteorologici regionali e globali e moderni radar, satelliti e programmi di modellazione computerizzata consentono previsioni meteorologiche a lungo termine.

Temperature Equipment

I termometri in vetro riempiti con alcool o mercurio sono strumenti standard per misurare la temperatura dell'aria, del suolo e dell'acqua. I termometri di temperatura massima e minima registrano le temperature più basse e più alte durante un periodo di tempo specifico. Il rilevatore di temperatura a resistenza determina le temperature dell'aria in base alle variazioni di resistenza elettrica di metalli specifici a causa della temperatura e fornisce una lettura digitale. Preferibile per le stazioni meteorologiche automatiche, gli RTD possono fornire una lettura della temperatura ogni secondo.

Pressione atmosferica e vento

I barometri misurano la pressione atmosferica. I barometri liquidi misurano solitamente il mercurio contenuto all'interno di un tubo sottovuoto e il livello del mercurio cambia al crescere o alla diminuzione della pressione atmosferica. I barometri aneroidi contengono un volume fisso di aria sigillato all'interno di un'unità dotata di una membrana flessibile. Quando la membrana si espande e si contrae con i cambiamenti causati dalle condizioni di pressione atmosferica, un ago collegato indica la lettura corretta. Gli anemometri del vento misurano la direzione e la velocità del vento. Di solito incorporano una coda segnavento e un ventilatore per misurare la velocità.

Indicatori di umidità

Esistono diversi strumenti che misurano l'umidità o la percentuale di acqua nell'aria. Il primo era l'igrometro, che dipende dall'espansione e dalla contrazione dei capelli umani in risposta ai cambiamenti di umidità. Lo psicrometro rileva la differenza di temperatura tra un bulbo del termometro secco e uno umido per misurare l'umidità. Altri strumenti includono l'igrometro elettrico, l'igrometro a punto di rugiada, l'igrometro a infrarossi e la cella di rugiada. I pluviometri misurano le piogge e gli indicatori di neve misurano le nevicate.

Palloni meteorologici

I palloni meteorologici misurano l'umidità, la pressione atmosferica, la temperatura, la velocità e la direzione del vento con unità chiamate radioonde. Lanciati da 1.100 siti in tutto il mondo due volte al giorno, arrivano a oltre 20 miglia sopra la Terra, registrando mentre viaggiano e trasmettendo le informazioni ai meteorologi tramite onde radio. Quando il pallone scoppia, i paracadute della radiosonda tornano sulla Terra per il riciclaggio. I palloni meteorologici forniscono un'istantanea verticale delle condizioni atmosferiche in una data area.

Strumenti high-tech

Con l'invenzione del radar nella seconda guerra mondiale, gli studi meteorologici sono notevolmente migliorati. Il radar convenzionale, il radar Doppler e il radar a doppia polarizzazione rilevano i sistemi di tempesta, la loro direzione, velocità, intensità e tipo di precipitazione. I satelliti meteorologici in orbita attorno alla Terra iniziarono a trasmettere nel 1962 e portarono a satelliti più complicati. I satelliti ambientali operativi geostazionari trasmettono immagini fotografiche dell'emisfero occidentale ogni 15 minuti. I satelliti ambientali operativi polari impiegano circa 1,5 ore per orbitare attorno alla Terra, fornendo informazioni su tempo, oceani ed eruzioni vulcaniche. L'analisi computerizzata dei dati meteorologici e la modellazione computerizzata dei sistemi meteorologici rendono sempre più accurata la previsione del tempo a lungo termine su scala globale.