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पृथ्वी का वायुमंडल सौरमंडल के भीतर अद्वितीय है और मौसम की घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला को जन्म देता है। मौसम का पूर्वानुमान महत्वपूर्ण है, दोनों लोगों के रोजमर्रा के जीवन और व्यवसायों के लिए। मौसम की भविष्यवाणी करने के लिए मौसम विज्ञानी कंप्यूटर मॉडलिंग और प्रयोगात्मक मापों के संयोजन का उपयोग करते हैं। मौसम की भविष्यवाणी करने वाले उपकरणों के उदाहरणों में थर्मामीटर, बैरोमीटर, रेन गेज और एनेमोमीटर शामिल हैं।
थर्मामीटर
थर्मामीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग तापमान को मापने के लिए किया जाता है। सबसे प्रसिद्ध प्रकार के थर्मामीटर में एक ग्लास ट्यूब होता है जिसमें तरल पारा होता है। जब तापमान बढ़ता है, तो पारे की मात्रा बढ़ जाती है जिससे स्तर बढ़ता है। तापमान में कमी से आयतन में कमी आती है और पारे के स्तर में कमी आती है। ट्यूब के किनारे एक स्केल तापमान को पढ़ने की अनुमति देता है। एक अन्य प्रकार का थर्मामीटर, जिसे स्प्रिंग थर्मामीटर कहा जाता है, पूरी तरह से पारा के साथ एक ग्लास ट्यूब को भरता है और एक स्प्रिंग से जुड़ा एक धातु डायाफ्राम ट्यूब के नीचे रखा जाता है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, डायाफ्राम पर दबाव भी बढ़ता है जिससे वसंत में तनाव पैदा होता है। वसंत तब तापमान को इंगित करने के लिए एक डायल घुमाता है।
बैरोमीटर
बैरोमीटर एक उपकरण है जिसका उपयोग दबाव को मापने के लिए किया जाता है, जो एक सतह पर वायु का स्थान होता है। बैरोमीटर के कई अलग-अलग प्रकार हैं। सबसे सरल तरल पारा से भरी एक ट्यूब होती है और एक छोर पर सील होती है। फिर ट्यूब को उल्टा करके तरल पारा के कटोरे में रखा जाता है। कटोरे पर नीचे धकेलने वाली हवा का वजन ट्यूब के भीतर पारे के वजन के साथ संतुलित होता है। मानक वायुमंडलीय स्थितियों में यह ट्यूब के भीतर पारा स्तर को लगभग 76 सेंटीमीटर (29.9 इंच) की ऊंचाई तक गिरता है। वायुमंडलीय दबाव में वृद्धि से ट्यूब के भीतर पारा का स्तर ऊंचाई में बढ़ जाता है, जबकि वायुमंडलीय दबाव में कमी से ट्यूब के भीतर पारा का स्तर नीचे चला जाता है। दबाव को मापने के लिए एक अधिक परिष्कृत साधन एरॉइड बैरोमीटर है। इसमें एक सील कैप्सूल होता है, जिसमें लचीले पक्ष होते हैं और एक बॉक्स में घुड़सवार होता है। दबाव में बदलाव कैप्सूल की मोटाई को बदल देता है। कैप्सूल से जुड़ा एक लीवर इन परिवर्तनों को बढ़ाता है, जिससे एक संकेतक को एक डायल डायल पर ले जाया जाता है।
वर्षा नापने का यंत्र
वर्षा गेज का उपयोग एक निश्चित समय के भीतर होने वाली वर्षा की मात्रा को मापने के लिए किया जाता है। वर्षा गेज का सबसे सरल प्रकार उस पर एक पैमाने के साथ एक ट्यूब होता है, लेकिन इन्हें नियमित रूप से खाली करना पड़ता है और इसलिए अब स्वचालित मौसम स्टेशनों में उपयोग नहीं किया जाता है। साधारण ट्यूब से एक कदम डिजिटल वजन तराजू पर एक ट्यूब होता है। वजन तराजू एक कंप्यूटर से जुड़े होते हैं जो समय के एक कार्य के रूप में वर्षा करते हैं। हालाँकि, इस प्रकार के रेन गेज को अपने पोत को नियमित रूप से खाली करना पड़ता है। एक और अधिक सुंदर समाधान टिपिंग-बकेट रेन गेज है जिसमें एक फ़नल से जुड़ी एक ट्यूब होती है जो एक बाल्टी में जाती है। बाल्टी को एक धुरी पर संतुलित किया जाता है, जैसे कि पानी की एक निर्धारित मात्रा पर कब्जा करने पर यह सुझाव देता है। जब ऐसा होता है, तो दूसरी बाल्टी अधिक बारिश को पकड़ने के लिए स्वचालित रूप से स्थिति में आ जाती है। हर बार एक बाल्टी युक्तियों, एक इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल को एक डेटा लकड़हारे के पास भेजा जाता है जो बारिश की कुल मात्रा को दर्ज करने की अनुमति देता है।
एनीमोमीटर
एनीमोमीटर का उपयोग हवा की गति को मापने के लिए किया जाता है। एनेमोमीटर का सबसे सरल प्रकार एक ट्यूबलर अक्ष होता है, जिस पर चार हथियार 90 डिग्री के अंतराल पर रखे जाते हैं। कप को चार भुजाओं में से प्रत्येक पर रखा जाता है और इन हवा को पकड़ने के रूप में, यह ट्यूबलर अक्ष के बारे में हथियारों के रोटेशन की ओर जाता है। एक स्थायी चुंबक अक्ष के तल पर रखा जाता है, और एक बार रोटेशन के अनुसार यह रीड स्विच को सक्रिय करता है, जो कंप्यूटर के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक संकेत है। कंप्यूटर हवा की गति की गणना प्रति मिनट घुमावों की संख्या से करता है। एक अधिक परिष्कृत उपकरण सोनिक एनेमोमीटर है। यह दो सेंसर के बीच यात्रा करने के लिए एक ध्वनि पल्स के लिए लगने वाले समय को मापने के द्वारा संचालित होता है। सेंसर के बीच ध्वनि की यात्रा के लिए लिया गया समय सेंसर के बीच की दूरी, हवा में ध्वनि की आंतरिक गति और सेंसर अक्ष के साथ हवा की गति पर निर्भर करता है। चूंकि सेंसर के बीच की दूरी तय की गई है, और हवा में ध्वनि की गति ज्ञात है, सेंसर अक्ष के साथ हवा की गति निर्धारित की जा सकती है।