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Bei der Planung zukünftiger Outdoor-Aktivitäten wie Hochzeiten, Gartenarbeiten oder Ferien überprüfen viele Menschen die Wetteraussichten, indem sie die Vorhersagen ihrer lokalen Meteorologen entweder online überprüfen oder ihre täglichen Nachrichten ansehen. Meteorologen bilden ihre Vorhersagen auf der Grundlage von Informationen, die von verschiedenen wissenschaftlichen Instrumenten wie Thermometern, Barometern und Hygrometern gesammelt wurden.
Thermometer
Temperaturänderungen prognostizieren Wetterereignisse. Thermometer messen die Temperaturänderungen mit einer normalerweise rot gefärbten Flüssigkeit wie Quecksilber oder Alkohol. Wenn diese Flüssigkeit heißer wird, dehnt sie sich aus und wenn sie abkühlt, zieht sie sich zurück, so dass die erkennbare Form einer dünnen roten oder silbernen Linie das Thermometer hinauf oder hinunter geht. Einige Thermometer, Federthermometer genannt, messen die Ausdehnung und das Zurückziehen von Metall, um die Temperatur zu messen. Thermometer messen die Temperatur in drei verschiedenen Skalen: Fahrenheit, Celsius und Kelvin, eine Skala, die normalerweise von Wissenschaftlern verwendet wird. Die Ursprünge der Thermometer gehen auf Galileo zurück, der ein Gerät benutzte, das er "Thermoskop" nannte.
Barometer
Das Barometer wurde erstmals im 17. Jahrhundert von der italienischen Wissenschaftlerin Evangelista Torricelli entwickelt und misst den atmosphärischen Druck, mit dessen Hilfe Meteorologen Wettermuster vorhersagen können. Diese geringfügigen Änderungen des Atmosphärendrucks lassen gewöhnlich Änderungen des Wetters erkennen. Barometer verwenden entweder Quecksilber oder kleine Metallstreifen, um die Druckänderungen anzuzeigen. Ein Quecksilberbarometer, das auf Toricellis-Experimenten basiert, bringt eine kleine Menge Quecksilber in ein Vakuum. Dieses Quecksilber bewegt sich auf oder ab, je nachdem, ob der atmosphärische Druck mehr oder weniger wiegt als das Eigengewicht des Quecksilbers. In Haushalten übliche Aneroidbarometer folgen der Expansion und dem Zurückziehen von zwei Metallstreifen, wenn sich der atmosphärische Druck ändert.
Hygrometer
Um die Luftfeuchtigkeit zu testen, die die Vorhersage von Wettermustern erleichtert, verwenden Meteorologen ein Hygrometer. Hygrometer verwenden entweder eine kleine Metallspule, eine Flüssigkeit oder eine Kondensation, um die Feuchtigkeit zu messen. Wenn Feuchtigkeit die Spule berührt, ändert sie ihre physikalische Form. Kondensations- oder Taupunkt-Hygrometer messen die Kondensationsmenge, die auf einer kleinen Glühlampe auftritt. Schließlich basieren Flüssigkeitshygrometer ihre Messungen auf den chemischen Änderungen in der Flüssigkeit aufgrund der Luftfeuchtigkeit. Ein Psychrometer, eine vierte Version des Hygrometers, nutzt die thermodynamischen Eigenschaften, indem es eine trockene Glühbirne mit einer mit destilliertem Wasser gesättigten Glühbirne vergleicht, um die Feuchtigkeit zu messen. Der Schweizer Physiker und Geologe Horace Benedict de Saussure baute 1783 das erste Hygrometer und verwendete ein menschliches Haar als Spule.