Dieser Artikel wurde aktualisiert am : 2017-02-25
Meteorologie ist die Wissenschaft der Untersuchung der zeitlichen Entwicklung von Phänomenen in der Atmosphäre. Und jede wissenschaftliche Erforschung der Atmosphäre bedeutet vor allem das Sammeln genauer Wetterdaten. Viele Beobachtungen können wir mit unseren Sinnen, insbesondere dem Sehen und Fühlen, einschätzen. Wir können zum Beispiel sehen, wie viele Wolken am Himmel stehen, und die Windrichtung bestimmen, indem wir die Bewegung von Blättern und Rauchsäulen beobachten. Diese Beobachtungen werden als sensorische Beobachtungen bezeichnet.
Unsere Sinne reichen jedoch nicht aus und wir müssen auf die meteorologischen Instrumente zurückgreifen, um die wertvollen Daten zu sammeln. Während eine Person beispielsweise feststellen kann, ob der Luftdruck steigt oder fällt, können Sie den genauen Wert nicht kennen, für den Sie ein Instrument zu Rate ziehen müssen. Diese Beobachtungen werden als instrumentelle Beobachtungen bezeichnet.
Einige Instrumente können in professionelle oder Heimwetterstationen integriert werden, während andere separat als meteorologische Geräte verwendet werden.
Nachfolgend finden Sie eine Liste mit einigen der am häufigsten verwendeten Tools zur Verfolgung atmosphärischer Bedingungen.
Transmissometer
Transmisometar misst den Dämpfungsgrad des Lichtstrahls in einer bestimmten Entfernung (normalerweise zwischen mehreren Metern und 150 Metern), wenn er sich durch Wasser oder Luft bewegt. Und auf dieser Grundlage erstellt das Tool objektive Berechnungen zur aktuellen Rentabilität.
Das Transmissometer hat eine Lichtquelle und einen Detektor in einem bestimmten (bekannten) Abstand. Das von der Quelle emittierte Licht wird vom Detektor empfangen und dann in eine elektrische Spannung umgewandelt, die proportional zur Intensität des Lichts ist. Die Transparenz wird bestimmt, indem der Anteil des Lichts gemessen wird, der von der Quelle gesendet und dann vom Detektor registriert wird.
Manchmal werden die Transmissometer auch als Telephotometer, Transmissionsmesser oder Trübungsmesser bezeichnet.
Transmissometer sind an Bahnhöfen und Flughäfen zu finden.
Stevenson-Bildschirm
Ein Stevenson-Schirm ist ein Kasten, der aus zweischichtigen Schirmen besteht und zur Abschirmung meteorologischer Instrumente verwendet wird, wenn es niederschlägt oder die Instrumente direkter Wärmestrahlung von außen ausgesetzt sind. Dieser Schutz lässt die Luft frei um die Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren zirkulieren. Die Stevenson-Bildschirme sind normalerweise weiß gestrichen, um das Sonnenlicht zu reflektieren.
Die World Meteorological Organization hat den Stevenson Screen als eines der wenigen Designs zur Messung von Wettervariablen empfohlen.
Stevenson-Siebe können auch Instrumentenschutz, Baumwollschutz, Schutz für die Region, Schutz für das Thermometer, Schutz für das Thermometer oder Thermoschutz genannt werden.
Der Bildschirm wurde 1864 von Thomas Stevenson erfunden.
Barometer
Diagramm des Quecksilberbarometers.
Das Barometer ist ein Gerät, das den atmosphärischen Druck misst. Änderungen des atmosphärischen Drucks werden meistens durch das Aufsteigen warmer Luft und das Absinken kalter Luft verursacht
Der Luftdruck ändert sich mit dem lokalen Wetter. Steigender Druck bedeutet schönes Wetter, während fallender Druck schlechtes Wetter bedeutet.
Lidar
Bodengestützte Lidar-Beobachtungen auf der Vulkanasche
Lidar (englisch: LIDAR oder LiDAR, LADAR) ist eine Technologie zum Messen von Entfernungen und zum Abrufen von Informationen über entfernte Objekte aus der Ferne. Der Laser wird verwendet, um das Ziel zu beleuchten, und dann wird das reflektierte Sonnenlicht analysiert.
In der Meteorologie wird das Lidar verwendet, um eine Reihe von Messungen durchzuführen, darunter die Profilierung von Wolken, die Messung von Winden, die Untersuchung von Aerosolen und die Quantifizierung verschiedener atmosphärischer Komponenten.
Das Earlinet-Netzwerk bodengestützter Radarstationen verfügt über viel mehr Lidar-Bilder und -Daten. Stellen Sie sicher, dass Sie sie überprüfen.
Windmesser
Windmesser sind Geräte zur Bestimmung der Windgeschwindigkeit. Sie wurden ursprünglich verwendet, um Windgeschwindigkeit und -richtung zu messen. Sie werden heute, mit Ausnahme von Wetterstationen, zur Bestimmung der mittleren Drehzahl von Lüftungsanlagen in Wohn- und Industriegebäuden eingesetzt.
Thermometer
Thermometer im Stevenson-Bildschirm
Das Thermometer ist ein Gerät zur Messung der Temperatur. Die Thermometer nutzen verschiedene physikalische Eigenschaften wie die Wärmeausdehnung von Gasen, Flüssigkeiten oder Festkörpern, um die aktuelle Temperatur zu ermitteln.
Zwei wichtige Teile des Thermometers sind: der Sensor, der Temperaturänderungen erkennt, und eine Möglichkeit, diese Änderung in einen numerischen Wert umzuwandeln (z. B. die sichtbare Skala in einem Glasthermometer).
Kameras Für Den Ganzen Himmel/ganze Kamera
All skycam ist ein eigenständiges Astro- und Wettervideogerät in einer wetterfesten Kuppel, die eine weite Sicht auf den gesamten Himmel bietet.
Den ganzen Tag über können Regen- oder Sonnenscheinbilder vom ganzen Himmel auf dem Fernseher betrachtet werden, die auf einem Laptop oder PC aufgenommen oder live über das Internet gestreamt werden. Das Fisheye-Objektiv der Kamera bietet Ihnen eine 180-Grad-Ansicht von Horizont zu Horizont. Sie können dieses Live-Video verwenden, um die Sonnenaufgänge und Sonnenuntergänge, die Wolkenaktivität, sich bewegende Stürme, den sternenklaren Nachthimmel und mehr zu beobachten.
Kameras werden in meteorologischen Anwendungen verwendet, um Wolkenbedeckung, UV-Index und Zeitrafferfotografie von Wolken, Wolkenbruchteilbedeckung, Himmelspolarisation und die Berechnung der Wolkenbasishöhe zu untersuchen.
Regenmesser
Regenmesser sind Instrumente, die die Niederschlagsmenge messen, die in einem bestimmten Zeitraum fällt. Der Regenmesser ist Bestandteil jeder Wetterstation. Es wird in der Meteorologie als zusätzliches Werkzeug der Wettervorhersage und der Klimatologie zum Zwecke der langfristigen Niederschlagsstatistik eingesetzt.
Die im Messgerät gesammelten Regenmengen werden entweder manuell oder von einer automatischen Wetterstation (AWS) gelesen.
Deckenprojektor
Deckenprojektor ist ein meteorologisches Instrument, das nachts die Wolkenhöhe misst. Es misst die Höhe der Wolkenbasis.
Der Cloud-Scheinwerfer besteht aus zwei Komponenten: dem Visier des Scheinwerfers und der Alidade, die in einem bestimmten Abstand zum Projektor installiert ist. Strahler besteht aus 430-Watt-Glühlampen, eingebaut in einem geschützten Gehäuse. Im Inneren des Gehäuses befinden sich zwei Spiegel. Der erste Spiegel, der sich über dem Gehäuse befindet, reflektiert das Licht nach unten und der zweite reflektiert es nach oben in Richtung der Wolken. Jeder Spiegel ist so eingerichtet, dass er einen hellen Lichtstrahl erzeugt, der einen sichtbaren Punkt auf der Wolkenbasis erzeugt.
Radiosonde
Eine Radiosonde ist ein Gerät, das verschiedene atmosphärische Parameter misst und an fest installierte Empfänger überträgt. Radiosonden sind entweder auf 403-MHz- oder 160-MHz-Funkfrequenzen verfügbar. Beide Sendertypen können die Frequenz in einem engen Bereich innerhalb des gewünschten Wertes einstellen.
Um die Radiosonde in die Atmosphäre zu heben, werden Gummi- oder Latexballons verwendet. Radiosonden können auch aus einem Flugzeug abgeworfen werden. Diese Radiosonden werden am häufigsten in Forschungsprojekten wie der Studie Stürme eingesetzt.
Wenn Sie eine Radiosonde lokalisieren müssen, lesen Sie bitte die Anweisungen der NOAA.
Wetter Ballon
Ein Wetterballon ist ein Ballon, der in der Meteorologie zum Transport von Instrumenten und Radiosonden in die Atmosphäre verwendet wird.
Ein typischer Wetterballon besteht meist aus Gummi und wiegt nur etwa 200 Gramm. Für die Haut des Wetterballons werden Schutzhandschuhe empfohlen. Bereits geringfügige Beschädigungen können zu einem erhöhten Risiko führen, dass der Ballon in großer Höhe platzt.
Der Ballon ist üblicherweise mit Wasserstoff oder Helium gefüllt. Die Sonde wird in ausreichendem Abstand am Wetterballon befestigt, damit sie nicht mit dem Windschatten des Ballons in Konflikt gerät.
Der Wetterballon kann Höhen von 20-30 km erreichen, bevor er platzt und die Sonde mit einem Fallschirm zum Boden zurückkehrt.
Windsack
Windsack, der häufig in der Luftfahrtindustrie verwendet wird.
Ein Windsack ist ein Stoffkegel, der die Richtung und Geschwindigkeit des Windes anzeigt. Dies wird hauptsächlich in der Luftfahrtindustrie sowie in Chemieanlagen eingesetzt, wo die Gefahr eines Gasaustritts besteht.
Die meteorologische Windrichtung entspricht der vom Windrichtungsanzeiger angezeigten Gegenrichtung.
Windprofiler
Wind-Profiler-Radar
Windprofiler sind meteorologische Messsysteme, die Radar oder Schallwellen (SODAR) verwenden, um Windgeschwindigkeit und -richtung in verschiedenen Höhen über Grund zu bestimmen. Diese Variablen sind nützlich für meteorologische Vorhersagen, Flugplanungsberichte und zeitnahe Berichte. Auf der NOAA-Website können Sie die Verlaufsdaten der Windprofiler durchsuchen.
Disdrometer
Disdrometr ist ein Gerät zur Analyse des Verteilungsvolumens von Mikropartikeln in einer kontrollierten Umgebung. Es wird verwendet, um die Geschwindigkeit und Größe von Regentropfen zu messen. Mit dem Disdrometer kann der Meteorologe Regentropfen von Hagel und Graupel unterscheiden.
Hygrometer
Ein Hygrometer ist ein Gerät, das Feuchtigkeit erkennt und misst. Es gibt viele Arten von Hygrometern, darunter Spiral-, Haarspannungs-, kapazitive und resistive Hygrometer, deren Betrieb auf unterschiedlichen Prinzipien beruht.
Scientific American hat einen tollen Artikel darüber, wie man sein eigenes Haarhygrometer herstellt.
Nephelometer (Turbidometer)
Ein Nephelometer ist ein Instrument zur Bestimmung der Suspension kleiner Partikel in einer Flüssigkeit oder einem Gaskolloid.
Es besteht aus einer Lichtquelle und einem Fotosensor im 90-Grad-Winkel zum Lichtstrahl. Die Partikeldichte ergibt sich aus der von einzelnen Partikeln reflektierten Lichtmenge. Diese Menge hängt von der Natur der Partikelform, -farbe und -reflektivität ab. Eine Korrelation zwischen Trübung und Schwebstoffen ist daher von Fall zu Fall unterschiedlich.
Die Nephelometer können zur Messung der Luftqualität zur Überwachung von Klima und Verschmutzung sowie der Sichtweite verwendet werden.
Deckenballon
Meteorologen verwenden einen Pilotballon, um die Höhe von Wolken unter der Erde zu messen. Es wird tagsüber verwendet. Es ist bis zu einem Punkt gefüllt, an dem seine Aufstiegsgeschwindigkeit bekannt ist.
Schneemesser
Ein Schneemesser ist ein Messgerät, das in der Meteorologie verwendet wird, um das Wasseräquivalent einer Schneefallmenge zu messen. Es kann mit einer einzigen vertikalen metrischen Skala zur manuellen Überprüfung ausgestattet werden oder ein elektronisches Ultraschall-, Infrarot- oder Lasersystem verwenden. Dieses Gerät wird in Schneestudien verwendet und ähnelt im Aufbau einem Regenmesser.
Ceilometer
Ceilometer sind meteorologische Instrumente, die die Höhe der Wolkenbasis messen. Zum Betrieb wird entweder ein Laser oder eine andere Quelle kohärenten Lichts verwendet. Ceilometer werden auch verwendet, um die Konzentration von Aerosolen in der Atmosphäre zu bestimmen.
Laser Ceilometer ist eine Kombination aus einem vertikalen Laserstrahl und einem Lichtempfänger. Dieser Lichtempfänger ist üblicherweise ein Lidar. Laserpulse werden für eine Dauer von nur wenigen Nanosekunden in die Atmosphäre gesandt. Der Strahl wandert durch die Atmosphäre und ein Teil der Energie wird von Aerosolpartikeln mit ungefähr derselben Wellenlänge wie der Laserstrahl gestreut. Aufgrund des als Mie-Streuung bezeichneten Effekts wird ein Teil des Lichts zurückgestreut und vom Ceilometer-Empfänger eingefangen. Die Zeitverzögerung des empfangenen Signals kann mit einer Formel in die Entfernung umgerechnet werden.
Barograph
Ein Barograph ist ein Instrument zur Aufzeichnung des Luftdrucks auf einer mit Papier bedeckten Trommel für einen festgelegten Zeitraum. Das Ergebnis dieser Messung ist ein Barogramm. Mit Hilfe eines Barogramms kann der Wetterexperte Informationen über zukünftige Wetterentwicklungen erhalten. Barographen findet man häufig auf Schiffen.
Dropsonde
Dropsonde ist eine Radiosonde. Ein Gerät, das mit oder ohne Fallschirm aus einem fliegenden Flugzeug abgeworfen wird, um Umweltdaten zu sammeln, wenn es auf den Boden fällt. Diese Sonde ähnelt einer Schale oder einem Zylinder und enthält alle notwendigen Instrumente.
Die typische Anwendung liegt in der Hurrikanforschung. Das Hurrikan-Aufklärungsflugzeug schickt viele Dropsonden durch das Wettersystem, und dann empfängt das Gerät die Funkdaten, analysiert und überträgt die Ergebnisse zurück an das Vorhersagezentrum.
Blitzdetektor
Das Lightning Detector Kit ist eine großartige Lösung für diejenigen, die es lieben, elektronische Kits und Wettertracking zu bauen.
Blitzdetektor ist ein Gerät, das Blitze oder Lichtstrahlen erkennt, die von Stürmen erzeugt werden.
Es gibt drei Haupttypen von Detektoren: das Erdsystem, das mehrere Antennen verwendet, das mobile System, das eine Antenne an Bord eines Flugzeugs verwendet, und schließlich das räumliche System.
Mobile und Landdetektoren verwenden Funktechniken, um die Richtung und Stärke der Beleuchtung am Montageort zu berechnen. Terrestrische Systeme verwenden Triangulation von mehreren Orten, um die Entfernung zu bestimmen, während mobile Systeme die Signalfrequenz und -dämpfung der Entfernungsschätzung verwenden.
Pfannenverdunstung
Zur Messung der effektiven Verdunstung wird ein Pfannenverdunstungsinstrument verwendet.
Es gibt viele Arten von Stahltanks, aber am beliebtesten ist die Klasse A. Dies ist ein zylindrischer Tank aus verzinktem Stahl mit einem Durchmesser von 1,21 m und einer Tiefe von 25 cm.
Es ist perfekt horizontal auf einer Holzplattform platziert.
Dieses Instrument misst die Wassermenge, die benötigt wird, um über einen bestimmten Zeitraum einen konstanten Füllstand aufrechtzuerhalten. Es kann 6, 12 oder 24 Stunden messen. Die verbrauchte Wassermenge wird in mm Wasserverlust pro Zeiteinheit umgerechnet.
Wetterradar
Ein Wetterradar oder Wetterradar ist ein Radartyp, der in der Meteorologie verwendet wird, um Niederschläge zu lokalisieren, ihre Flugbahn zu berechnen und ihre Art (Regen, Schnee, Hagel usw.) abzuschätzen. Darüber hinaus können dreidimensionale Daten analysiert werden, um die Struktur von Stürmen und ihren möglichen Verlauf und Schaden zu extrahieren. Schließlich können die Regenechos und die klare Atmosphäre des Meteoradars die Richtung und Geschwindigkeit des Windes in den unteren Teilen der Atmosphäre abschätzen.
Im Zweiten Weltkrieg wurde viel Radar eingesetzt. Es war offensichtlich, dass Signale, die von Niederschlagsgebieten reflektiert wurden, Rauschen verursachten. Die Untersuchung dieses Phänomens in den USA und Kanada führte zur Schaffung eines spezialisierten Wetterradars für meteorologische Zwecke.
Dies sind die Hauptfunktionen von Wetterradaren.
- Gefährliche Wetterlagen wie Hagel, Quellwolken, Gewitter, Starkniederschlagszonen oder andere Unwetter können erkannt werden.
- Berechnung, Ausgabe und Darstellung von Vertikal- und Horizontalprofilen meteorologischer Formationen
Automatische Wetterstation (AWS).
Eine automatische Wetterstation kann eine Station sein, die auf einem festen Standort oder einem mobilen Standort basiert. Seine Sensoren verknüpfen Wetterdaten automatisch und ohne menschliches Eingreifen mit einem Datenlogger. Diese Stationen sind für abgelegene oder schwer zugängliche Gebiete (Wetterbojen auf See usw.) konzipiert.
Entwickelt für nationale Wetterdienste, werden sie heute auch von Wetterforschern und Hobbymeteorologen eingesetzt.
Eine automatische Station besteht aus einigen der oben erwähnten Sensoren, die mit einer zentralen Verarbeitungseinheit verbunden sind. Die Daten können in einem Logger gespeichert oder per Kabel oder Funksignal an einen oder mehrere entfernte Orte übertragen werden.
Das wasserdichte Gehäuse beherbergt Rekorder und Prozessor. Die Station kann von einer Batterie, einem Solarpanel oder einer Windkraftanlage mit Strom versorgt werden. Die Bedürfnisse der Nutzer bestimmen die Anzahl der Sensoren.
Eine automatische Station sollte mindestens Folgendes haben: Anemometer und Windfahne, Thermometer, Barometer, Windfahne, Windfahne, Windfahne, Windgeschwindigkeit und Barometer.
Weitere Informationen zu jedem Instrument finden Sie auf dieser Wikipedia-Seite
