Jordens atmosfär är unik inom solsystemet och ger upphov till ett varierat utbud av väderfenomen. Prognos av väder är viktigt både för människors vardag och för företag. Meteorologer använder en kombination av datormodellering och experimentella mätningar för att förutsäga vädret. Exempel på väderprognosinstrument är termometer, barometer, regnmätare och anemometer.

Termometer

En termometer är ett instrument som används för att mäta temperatur. Den mest kända typen av termometer består av ett glasrör i vilket flytande kvicksilver placeras. När temperaturen ökar ökar volymen av kvicksilver vilket leder till att nivået stiger. En minskning av temperaturen leder till en minskning av volymen och en minskning av kvicksilvernivån. En skala på rörets sida gör att temperaturen kan läsas. En annan typ av termometer, kallad vårterminometern, fyller helt ett glasrör med kvicksilver och en metallmembran som är ansluten till en fjäder placeras i botten av röret. När temperaturen stiger stiger trycket på membranet också vilket leder till spänning i våren. Fjädern roterar sedan en ratt för att peka på temperaturen.

Barometer

En barometer är ett instrument som används för att mäta tryck som är kraftluften placerad på en yta. Det finns flera olika typer av barometer. Den enklaste består av ett rör fyllt med flytande kvicksilver och förseglad i ena änden. Röret inverteras därefter och placeras i en skål flytande kvicksilver. Vikten av luft som pressas ner på skålen balanseras med kvicksilverets vikt som skjuter ner i röret. Vid normala atmosfäriska förhållanden leder detta kvicksilvernivån i röret till en höjd av cirka 76 centimeter (29,9 tum). Ökningar i atmosfärstrycket gör att kvicksilvernivån i röret ökar i höjd, medan en minskning av atmosfärstrycket gör att kvicksilvernivån i röret sänks. Ett mer sofistikerat instrument för mätning av tryck är aneroidbarometern. Den består av en förseglad kapsel med flexibla sidor och monterad i en låda. Ett tryckförändring ändrar kapselns tjocklek. En hävarm ansluten till kapseln förstorar dessa förändringar, vilket leder en pekare att flytta på en skalad urtavla.

Regnmätare

Regnmätare används för att mäta mängden nederbörd som uppstår inom ett bestämt belopp av tid. Den enklaste typen regnmätare består av ett rör med en skala på den, men dessa måste regelbundet tömmas och används därför inte längre i automatiserade väderstationer. Ett steg upp från det enkla röret består av ett rör på digitala vågar. Vågarna är anslutna till en dator som avgränsar nederbörd som en funktion av tiden. Denna typ av regnmätare måste emellertid också få sitt fartyg tömt regelbundet. En mycket mer elegant lösning är den tippade skottmätaren som består av en tratt ansluten till ett rör som dränerar in i en hink. Skopan är balanserad på en svängning, så att den spetsar över när en viss volym vatten fångas. När detta inträffar flyttar en andra hink automatiskt till position för att fånga mer regn. Varje gång en hinkspets skickas skickas en elektronisk signal till en datalogger som gör det möjligt att registrera den totala mängden nederbörd.

Anemometer

En anemometer används för att mäta vindhastighet. Den enklaste typen av anemometer består av en rörformad axel på vilken fyra armar placeras med 90 graders intervall. Koppar är placerade på var och en av de fyra armarna och eftersom dessa fångar vind leder det till vridning av armarna kring den rörformade axeln. En permanentmagnet är monterad längst ner på axeln och en gång per rotation aktiveras en Reed-omkopplare, som sänder en elektronisk signal till en dator. Datorn beräknar vindhastigheten från antalet varv per minut. En mer sofistikerad enhet är sonisk anemometer. Detta fungerar genom att mäta tiden för en ljudpuls att resa mellan två sensorer. Den tid det tar för ljud att resa mellan sensorerna beror på avståndet mellan sensorerna, ljudets inbyggda hastighet i luften och lufthastigheten längs sensorns axel. Eftersom avståndet mellan sensorerna är fixerat och ljudets hastighet i luft är känd kan lufthastigheten längs sensorns axel bestämmas.