Hava tahmini araçları, belirli bir zaman ve yer için atmosferin gelecekteki koşullarını tahmin etme girişiminde bilim ve teknoloji uygulamamızda hayati bir bileşendir. % 100 doğru olmasa da, binlerce yıldır kesinlikle çok yol kat etti.
Bu 26 hava tahmini aracı ve icat, bugünkü hava durumunu nasıl tahmin ettiğimizi tanımlamaya ve iyileştirmeye yardımcı oldu. Bu liste kapsamlı olmaktan uzaktır ve belirli bir sıraya sahip değildir.
1. Barometre: 1600’lerden beri havayı tartma
Barometre hava tahmini en önemli araçlardan biridir. Adından da anlaşılacağı gibi, yerel atmosferik hava basıncını ölçmek için kullanılır.
Evangelista Torricelli, 17. yüzyılın ortalarında barometrenin icadıyla büyük ölçüde itibar görmektedir Ancak tarihsel belgeler, başka bir İtalyan bilim adamı olan Gasparo Berti’nin, 1640-1643 yılları arasında tesadüfen çalışan bir barometre yaptığını da gösteriyor
Berti, Torricelli’nin akıl hocası olan Galileo’nun bir arkadaşıydı. Berti, ‘barometresinin’ nasıl çalıştığını açıklayamadı ve vakumun bir şekilde tüpteki su seviyesini tuttuğuna dair bir teoriye başvurdu ve Galileo’dan tavsiye istedi.
Bu doğruysa, Torricelli daha sonra atmosferik basınç ile Gasparo Berti’nin cihazında anlattığı fenomen arasındaki bağlantıyı kurdu.
Daha sonra şöyle yazacaktı
“Tartışılmaz deneylerle ağırlık taşıdığı bilinen temel hava okyanusunun dibinde yaşıyoruz”
Torricelli daha sonra bu fenomeni cıva gibi daha yoğun sıvılar kullanarak “minyatür” olarak kopyalayabileceğini keşfetti.
Geleneksel olarak, barometreler aşağıdaki gibi biçimlerle geldi:
– Su (Goethe)
– Cıva ve
– Aneroid (daha sonra 1844’te Lucien Vidi tarafından icat edildi ).
Analog formlar, günümüzde resmi hava tahmini için nadiren kullanılmaktadır ve büyük ölçüde dijital olanlarla değiştirilmiştir. Dijital barometreler, atmosfer basıncını tespit etmek için vakumdaki sıvılar yerine elektrikli transponderler kullanır ve bugün resmi meteoroloji istasyonlarında en yaygın kullanılan formdur.
Rüzgar gözlemleriyle birleştirildiğinde hava basıncı, 19. yüzyılın sonlarından bu yana kısa vadeli hava tahminlerini oldukça doğru bir şekilde tahmin etmek için kullanılmıştır
2. Anemometre rüzgar hızlarını ölçe
Rüzgar hızları, anemometre adı verilen cihazlar kullanılarak doğru bir şekilde ölçülebilir . İlk olarak 1450’de İtalyan sanatçı Leon Battista Alberti tarafından geliştirildi, ancak 20. yüzyılda çok daha sonra mükemmelleştirildi .
Genellikle hava istasyonlarında bulunan yaygın bir araçtır. 15. yüzyıldan beri tasarımları çok az değişti .
Hava tahmininde kullanılan en kolay tanınabilir formlar şunları içerir:
– Kupa anemometreleri.
– Kanatlı anemometreler.
İlki, fincan çarkının ne kadar hızlı döndüğüne bağlı olarak rüzgar hızını belirler. 1991’de Derek Weston tarafından tasarımda yapılan iyileştirmeler , çanak çarkının hızındaki döngüsel değişikliklerden rüzgar yönlerini belirlemelerine de olanak tanıyor.
Teoride basit olmasına rağmen, gerçek rüzgar hızlarını belirlemeden önce diğer faktörlerin hesaba katılması gerekir. Örneğin, cihazın kendisinden kaynaklanan türbülans ve montaj noktasından kaynaklanan sürtünmenin hesaba katılması gerekir.
Öte yandan bir kanatlı anemometre, aynı cihazdan doğru ve kesin rüzgar hızı ve yönü ölçümleri elde etmek için aynı eksen üzerinde bir pervane ve bir kuyruğu birleştirir. Rüzgar hızı, daha sonra rüzgar hızına dönüştürülen bir devir sayacı kullanılarak belirlenir.
Sıcak telli anemometreler (en popüler sabit sıcaklık cihazları), Lazer Doppler anemometreler, ultrasonik anemometreler ve ping-pong topu anemometrelerinden (genellikle ortaokul deneyleriyle sınırlı olsa da) değişen başka anemometre formları da vardır.
Radar yağmuru algılayabilir
Günümüzde radar , herhangi bir hava durumu enstrümantasyonunun ayrılmaz bir parçasını oluşturur ve öncelikle yağışları bulmak, izlemek ve türünü (kar, yağmur vb.) Ve yoğunluğunu tahmin etmek için kullanılır. Radar ayrıca gök gürültülü fırtınalar, kasırgalar ve kış fırtınaları ile ilişkili yağışları tahmin etmek için de kullanılabilir.
Radar, ilk olarak İkinci Dünya Savaşı sırasında düşman uçaklarını tespit etmek ve izlemek için geliştirildi. Personel kısa süre sonra yağmurdan kaynaklanan ekranlarında “gürültü” veya “yankılar” fark etti ve bu da teknoloji için potansiyel bir barış zamanı uygulamasını ortaya çıkardı.
Savaşın sona ermesinden kısa bir süre sonra, fazla radar ekipmanı meteoroloji istasyonlarında yeniden tasarlandı.
Modern istasyonlar, gerçekte yağmur damlacıklarının hareketini ve yağışın yoğunluğunu algılayabilen puls-Doppler Radar kullanır. Genellikle dikey ve yatay darbeler gönderen ve alan çift kutuplu radar kullanırlar.
Bu, meteorologlara herhangi bir zamanda çok boyutlu durumu çok daha net bir şekilde değerlendirir.
4. Yağmur ölçerler
Yağmur ölçerler, belirli bir süre boyunca bir konumdaki sıvı yağış miktarını doğrudan ölçmek için kullanılan oldukça basit araçlardır. Meteorologlar ve hidrologlar için hayati önem taşıyan araçlardır.
Yağmur ölçerler, dünyanın en eski ve en temel hava durumu göstergelerinden biridir. Kaydedilen ilk aygıtlardan bazıları, MÖ 500 civarında Antik Yunanistan’a kadar uzanıyor . Diğer kayıtlar, Hindistan’da yaşayan insanların da MÖ 400 civarında yağış miktarını ölçmeye başladığını gösteriyor .
İlk standartlaştırılmış yağmur ölçeri, MS 1441’de Kore’nin Joseon Hanedanlığı’nda geliştirilmiş gibi görünüyor . Yağmur ölçerin ilk “devirme kovası” formu, 1662’de Sir Christopher Wren tarafından geliştirildi
Richard Towneley, 1677’den 1694’e kadar 15 yıllık bir süre boyunca yağmuru sistematik olarak ölçen ve kaydeden ilk kişidir. Daha sonra çağın diğer bilim adamlarına davayı takip etmeleri için ilham verdi ve sonunda George James Symons’ın (ilk yetkililerden biri) öncü çalışmasına öncülük etti. İngiliz Yağış Örgütü’nü kuran meteorologlar).
Çoğu modern yağmur ölçeri, genellikle belirli bir süre boyunca her metrekarede toplanan yağışı milimetre yüksekliğinde ölçer, bu da metrekare başına litreye eşittir
Bunlar, daha sonra yağışları değerlendirmek için meteorologlar tarafından ziyaret edilen veya yerinde veri toplamak için otomatik hale getirilen basit toplama sistemleri olabilir.
Higrometre ölçümleri bağıl nemi gösterir
Higrometreler , atmosferdeki, topraktaki veya iç mekandaki nem veya hava nem içeriğini ölçmek için kullanılan araçlardır. İlk higrometre, kaba olmasına rağmen, İtalyan dehası Leonarda da Vinci tarafından yaklaşık 1480’de icat edildi .
Daha modern versiyonlar 1755’te İsviçreli bilge Johann Heinrich Lambert tarafından oluşturuldu .
Daha eski analog higrometreler, saç tansiyonu higrometreleri ve sling psikrometreleri dahil olmak üzere çeşitli biçimlerde gelir. İlki, adından da anlaşılacağı gibi, saçın uzunluğu değiştikçe bağıl hava nemindeki değişiklikleri ‘tespit etmek’ için hayvan kılı (higroskopik – su emici) kullanır.
İkincisi, havada dönen biri nemli diğeri kuru olmak üzere iki termometre kullanır. Sıcaklıklar suyun donma noktasının üzerinde veya altında dalgalandıkça, ‘ıslak’ termometre, kuru termometre ile karşılaştırıldığında daha soğuk bir sıcaklık (su donma noktasının üzerinde buharlaşırsa) veya daha düşük (buz oluşursa) gösterecektir.
Modern higrometreler, daha güvenilir ve doğru olduklarından dijital versiyon olma eğilimindedir. Bağıl nemdeki değişiklikleri algılamak ve bunu kolayca okunabilir bir sayısal değere dönüştürmek için elektronik sensörler kullanırlar.
