NộI Dung
Bầu khí quyển Trái đất là duy nhất trong hệ mặt trời và tạo ra một loạt các hiện tượng thời tiết. Dự báo thời tiết là rất quan trọng, cả đối với cuộc sống hàng ngày của người dân và doanh nghiệp. Các nhà khí tượng học sử dụng kết hợp mô hình máy tính và các phép đo thử nghiệm để dự đoán thời tiết. Ví dụ về các công cụ dự báo thời tiết bao gồm nhiệt kế, phong vũ biểu, máy đo mưa và máy đo gió.
Nhiệt kế
Nhiệt kế là một dụng cụ được sử dụng để đo nhiệt độ. Loại nhiệt kế được biết đến nhiều nhất bao gồm một ống thủy tinh trong đó thủy ngân lỏng được đặt. Khi nhiệt độ tăng, khối lượng thủy ngân tăng dẫn đến mức tăng. Nhiệt độ giảm dẫn đến giảm thể tích và giảm mức thủy ngân. Một cái cân ở bên cạnh ống cho phép đọc nhiệt độ. Một loại nhiệt kế khác, được gọi là nhiệt kế lò xo, lấp đầy hoàn toàn một ống thủy tinh bằng thủy ngân và màng chắn kim loại nối với lò xo được đặt ở dưới cùng của ống. Khi nhiệt độ tăng, áp lực lên cơ hoành cũng tăng dẫn đến căng thẳng vào mùa xuân. Lò xo sau đó quay một số để chỉ đến nhiệt độ.
Áp kế
Phong vũ biểu là một dụng cụ dùng để đo áp suất là không khí chịu lực đặt trên bề mặt. Có một số loại phong vũ biểu khác nhau. Đơn giản nhất bao gồm một ống chứa đầy thủy ngân lỏng và bịt kín ở một đầu. Sau đó, ống được đảo ngược và đặt trong một bát thủy ngân lỏng. Trọng lượng của không khí đẩy xuống bát được cân bằng với trọng lượng của thủy ngân đẩy xuống trong ống. Ở điều kiện khí quyển tiêu chuẩn, điều này dẫn đến mức thủy ngân trong ống giảm xuống độ cao xấp xỉ 76 cm (29,9 inch). Tăng áp suất khí quyển làm cho mức thủy ngân trong ống tăng chiều cao, trong khi áp suất khí quyển giảm làm cho mức thủy ngân trong ống giảm xuống. Một dụng cụ tinh vi hơn để đo áp suất là áp kế kế. Nó bao gồm một viên nang kín, với các mặt linh hoạt và được gắn trong một hộp. Sự thay đổi áp suất làm thay đổi độ dày của viên nang. Một đòn bẩy gắn vào viên nang sẽ phóng to những thay đổi này, dẫn đến một con trỏ di chuyển trên mặt số được chia tỷ lệ.
Máy đo mưa
Đồng hồ đo mưa được sử dụng để đo lượng mưa xảy ra trong một khoảng thời gian cố định. Loại máy đo mưa đơn giản nhất bao gồm một ống có tỷ lệ trên đó, nhưng chúng phải được làm sạch thường xuyên và do đó không còn được sử dụng trong các trạm thời tiết tự động. Một bước lên từ ống đơn giản bao gồm một ống trên cân kỹ thuật số. Các cân đo được kết nối với một máy tính coi lượng mưa là một hàm của thời gian. Tuy nhiên, loại máy đo mưa này cũng phải có tàu thường xuyên được làm trống. Một giải pháp thanh lịch hơn nhiều là máy đo mưa gầu bao gồm một phễu nối với ống dẫn nước vào một cái xô. Gầu được cân bằng trên một trục, sao cho nó vượt qua khi một khối lượng nước được đặt. Khi điều này xảy ra, một thùng thứ hai sẽ tự động di chuyển vào vị trí để hứng mưa hơn. Mỗi lần một mẹo xô, tín hiệu điện tử được gửi đến bộ ghi dữ liệu cho phép ghi lại tổng lượng mưa.
Máy đo gió
Máy đo gió được sử dụng để đo tốc độ gió. Loại máy đo tốc độ đơn giản nhất bao gồm một trục hình ống mà trên đó bốn cánh tay được đặt cách nhau 90 độ. Cốc được đặt trên mỗi bốn cánh tay và khi những luồng gió này bắt giữ, nó dẫn đến sự quay của các cánh tay về trục hình ống. Một nam châm vĩnh cửu được gắn ở dưới cùng của trục và một lần trên mỗi vòng quay, nó sẽ kích hoạt một công tắc Sậy, là tín hiệu điện tử cho máy tính. Máy tính tính tốc độ gió từ số vòng quay mỗi phút. Một thiết bị tinh vi hơn là máy đo tốc độ âm thanh. Điều này hoạt động bằng cách đo thời gian cần thiết để một xung âm thanh truyền giữa hai cảm biến. Thời gian để âm thanh di chuyển giữa các cảm biến phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cảm biến, tốc độ nội tại của âm thanh trong không khí và tốc độ không khí dọc theo trục cảm biến. Vì khoảng cách giữa các cảm biến là cố định và tốc độ âm thanh trong không khí được biết đến, tốc độ không khí dọc theo trục cảm biến có thể được xác định.