Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images

A atmosfera da Terra é a única no nosso sistema solar que suporta uma rica tapeçaria de eventos climáticos. A previsão precisa é vital para a vida cotidiana e para as empresas, e os meteorologistas combinam modelos computacionais avançados com uma variedade de instrumentos para fornecer previsões confiáveis.

Termômetro

Um termômetro mede a temperatura. O termômetro de mercúrio clássico consiste em um tubo de vidro selado cheio de mercúrio; quando a temperatura aumenta, o mercúrio se expande e o nível do líquido sobe, e quando a temperatura cai ele se contrai. Uma escala calibrada ao longo do tubo permite que a temperatura seja lida diretamente. Um termômetro de mola, por outro lado, enche o tubo com mercúrio e coloca um diafragma de metal no fundo. O aumento da temperatura aumenta a pressão no diafragma, que tensiona uma mola que gira um mostrador para indicar a temperatura.

Barômetro

Um barômetro mede a pressão atmosférica, a força que o ar exerce sobre uma superfície. O projeto mais simples usa um tubo selado cheio de mercúrio que é invertido em uma tigela de mercúrio. O peso do ar na tigela equilibra o peso da coluna de mercúrio dentro do tubo. Sob condições atmosféricas padrão, o nível de mercúrio se estabiliza em cerca de 76 cm (29,9 pol.). Quando a pressão atmosférica aumenta, a coluna de mercúrio sobe; quando a pressão cai, ela cai. Um instrumento mais moderno é o barômetro aneróide, que utiliza uma cápsula flexível e selada. Mudanças na pressão alteram a espessura da cápsula, uma alavanca amplia o movimento e um ponteiro no mostrador indica a pressão.

Pluviômetro

Os pluviômetros quantificam a precipitação durante um período fixo. A forma mais simples é um tubo liso marcado com escala, mas deve ser esvaziado manualmente, por isso não é mais utilizado em estações automatizadas. Um modelo intermediário utiliza um tubo conectado a uma balança digital; o computador registra a precipitação versus o tempo, mas ainda requer esvaziamento manual. O pluviômetro de balde basculante oferece uma solução mais elegante:um funil direciona a água para um balde equilibrado sobre um pivô. Quando um volume predeterminado de chuva enche o balde, ele tomba, trocando automaticamente por um segundo balde. Cada ponta gera um sinal eletrônico que um registrador de dados registra, permitindo a medição contínua da precipitação.

Anemômetro

Um anemômetro mede a velocidade do vento. O anemômetro de copo básico consiste em um eixo central com quatro braços espaçados de 90°, cada braço segurando um copo. À medida que o vento gira as xícaras, os braços giram em torno do eixo. Um ímã permanente abaixo do eixo ativa um interruptor reed uma vez por rotação; o sinal é enviado para um computador que calcula a velocidade do vento a partir de voltas por minuto. Um anemômetro sônico mais avançado mede o tempo que um pulso sonoro leva para viajar entre dois sensores fixos. Como a distância do sensor e a velocidade do som no ar são conhecidas, o tempo de viagem produz diretamente a velocidade do vento ao longo do eixo do sensor.