Gli strumenti meteorologici vengono utilizzati per effettuare misurazioni di vari parametri atmosferici presso le stazioni meteorologiche locali.

Perché mi interessa? Comprendendo i modelli di temperatura, vento e pioggia misurati dagli strumenti, possiamo descrivere il nostro clima e il clima locale.

Dovrei già avere familiarità con: Temperatura, umidità, pressione

Gli strumenti meteorologici sono usati per misurare la temperatura, il vento, l’umidità e le precipitazioni, così come altri fattori atmosferici che descrivono il tempo e il clima locali., Diversi tipi di strumenti sono utilizzati per misurare diversi parametri e ci sono molti tipi tra cui scegliere. Le variabili misurate con questi tipi di strumenti sono velocità e direzione del vento, pressione, umidità, temperatura e precipitazioni, tra cui pioggia e neve.

Termometro


Figura A: Sensore di temperatura elettronico (immagine da NOAA)

Un termometro è uno strumento utilizzato per misurare la temperatura., I termometri sono utilizzati per misurare la temperatura esterna e interna, la temperatura corporea, la temperatura del forno e la temperatura del cibo. La maggior parte dei termometri misura per contatto diretto con l’aria, anche se i termometri a infrarossi utilizzano sensori per rilevare la radiazione infrarossa proveniente dalle superfici e stimare la temperatura in questo modo (simile al modo in cui funzionano gli occhiali per la visione notturna). Un termometro comune è il termometro a mercurio utilizzato al di fuori delle aree residenziali. Il volume del mercurio cambia al variare della temperatura esterna., Il volume del liquido si espande mentre si riscalda, rappresentando un aumento della temperatura, e il liquido si contrae quando si raffredda, rappresentando una diminuzione della temperatura. Nelle moderne stazioni meteorologiche viene utilizzato un sensore di temperatura elettronico per misurare la temperatura dell’aria esterna. Il sensore di temperatura su questo dispositivo è contenuto all’interno di un’unità ventilata che consente all’aria di fluire liberamente attraverso il sensore e misurare la temperatura mantenendo il termometro protetto dal riscaldamento diretto del sole.,

Anemometro

Un anemometro è un tipo di strumento meteo che misura la velocità del vento. Alcuni di questi strumenti misurano sia la velocità del vento e la direzione del vento. Gli anemometri sono comuni nelle stazioni meteorologiche. Un anemometro a tazza è un tipo di strumento che utilizza tre o quattro tazze emisferiche montate su bracci orizzontali su un’asta verticale. Il vento spinge le tazze e fa ruotare le braccia ad una velocità proporzionale alla velocità del vento. Un anemometro mulino a vento è uno strumento comune utilizzato nelle stazioni meteorologiche per ottenere la velocità del vento., Una banderuola viene utilizzata come parte dell’anemometro per determinare la direzione del vento. Come il vento scorre sopra il mulino a vento, la velocità e la direzione del vento può essere misurata con questo strumento. Alcuni anemometri scientifici utilizzano la velocità del suono per misurare la velocità del vento in modo più preciso in tre dimensioni. La direzione del vento è sempre data da dove proviene il vento, in modo che un vento da ovest soffi da ovest e vada verso est.


Figura B. Anemometro Cup. (Immagine da NOAA).,

Igrometro


Figura D. Sling psicrometro. (Immagine dalla NASA).

Un igrometro è uno strumento utilizzato per misurare l’umidità relativa. L’umidità è la misura della quantità di umidità nell’aria. Uno psicrometro è un esempio di igrometro. Uno psicrometro utilizza due termometri per misurare l’umidità relativa; uno misura la temperatura del bulbo secco e l’altro misura la temperatura del bulbo umido., (Quando esci dalla doccia al mattino, la pelle si raffredda fino alla temperatura del bulbo umido e senti un brivido fino a quando l’acqua evapora.) Il termometro a bulbo umido contiene acqua nella base che evapora e assorbe il calore che diminuisce la lettura della temperatura. Per determinare l’umidità relativa, le temperature vengono prelevate dal termometro a bulbo secco e dalla differenza di temperatura tra i termometri a bulbo umido e secco. Da queste misurazioni, una tabella viene utilizzata per trovare l’umidità relativa in una determinata posizione., Uno psicrometro a fionda è uno strumento comune utilizzato dai meteorologi per determinare l’umidità relativa. Questo strumento è oscillato intorno mentre viene tenuto. Ci sono anche una varietà di altri sensori di umidità che funzionano automaticamente per misurare il contenuto di acqua e l’umidità relativa dell’atmosfera.

Pluviometro


Figura E. Riscaldata ribaltabile secchio pluviometro. (Immagine da NOAA).

Un pluviometro è uno strumento utilizzato per misurare la quantità di precipitazione liquida per un certo periodo di tempo., Nel suo senso più semplice, un pluviometro non è altro che una lattina che raccoglie l’acqua che cade dal cielo come pioggia. La profondità della pioggia può essere misurata con un righello. Negli Stati Uniti la precipitazione viene solitamente misurata e riportata in centesimi di pollice. Pluviometri sono collocati in aree aperte dove non ci sono ostacoli. Pluviometri hanno limitazioni. Durante gli uragani, i forti venti rendono impossibili le misurazioni dei liquidi in pluviometri. Inoltre, quando la temperatura si avvicina al congelamento (0°C), il liquido può congelare attorno al pluviometro e bloccare l’apertura., Un tipo comune di pluviometro utilizzato nelle stazioni meteorologiche è il secchio di ribaltamento riscaldato. Questo pluviometro scioglie le precipitazioni congelate intorno all’apertura e mantiene la precipitazione in forma liquida quando entra nel secchio. Quando la pioggia entra nell’imbuto del pluviometro del secchio di ribaltamento, la pioggia gocciola in uno dei due secchi che sono bilanciati su un perno sotto l’imbuto. Quando le punte secchio, si innesca un interruttore reed che invia i dati alla stazione meteo sulla quantità di precipitazioni nel secchio., Tuttavia, l’elemento riscaldante può causare l’evaporazione di piccole quantità di pioggia prima che arrivi all’imbuto di misurazione. Inoltre, il secchio di ribaltamento può incepparsi o traboccare in caso di pioggia ad alta intensità come temporali, che possono causare errori nella quantità di precipitazioni.

Barometro


Figura F. Barometro aneroide moderno. (Immagine da Wikimedia Commons).

La pressione atmosferica è misurata dai barometri. Un barometro aneroide, uno dei tipi più comuni, utilizza una lattina d’aria sigillata per rilevare i cambiamenti nella pressione atmosferica., Man mano che la pressione atmosferica sale, spinge sulla lattina e la lattina si riduce leggermente di volume, spostando un ago indicatore verso una pressione più elevata. Se la pressione atmosferica scende, la lattina si espande leggermente e l’ago indica una pressione inferiore. Alcuni barometri in passato usavano carta millimetrata speciale per tracciare la variazione della pressione nel tempo; ora riportano segnali elettronici a un computer, che traccia le tendenze della pressione sui monitor dei computer.

Collegamenti agli standard nazionali di educazione scientifica:

5th grade science: 5.E. 1.,2: Prevedere i prossimi eventi meteorologici dai dati meteorologici raccolti attraverso l’osservazione e le misurazioni.

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