mini|desno|300px|Automatska meteorološka postaja.

mini|desno|300px|Evangelista Torricelli je izumio barometar. Stari barometri iz Musée des Arts et Métiers, Pariz.

mini|desno|300px|Tradicionalni barograf (bez kućišta).

mini|desno|300px|Koliki je tlak na 1 cm2 površine, to jest atmosferski tlak, pokazao je talijanski fizičar Torricelli početkom 17. stoljeća svojim pokusom koji je izveo sa živom.

mini|desno|200px|Živini barometri iz 1890.

mini|desno|300px|Brodski barometar je učvršćen kardanskim zglobom tako da je cijev uvijek okomita.

mini|desno|300px|Suhi barometar ili aneroid koristi deformaciju elastičnih tijela zbog djelovanja tlaka.

mini|250px|desno|Termometar s Celzijevim stupnjevima.

mini|250px|desno|Maksimalni i minimalni termometri.

desno|250px|mini|Psihrometar se sastoji od dva termometra smještena na istom stalku.

desno|250px|mini|Haarov vlagomjer ili higrometar s nelinearnom skalom čije se djelovanje osniva na svojstvu vlasi kose da upija vlagu i da se pri tom produžava.

desno|250px|mini|Vjetrulja.

mini|desno|250px|Anemometar s lopaticama iz 1846., koji je izradio John Thomas Romney Robinson.

mini|desno|250px|Mjerenje brzine vjetra ručnim anemometrom.

mini|desno|250px|Anemometar s vrućom žicom.

desno|mini|250px|Standardni kišomjer.

desno|mini|250px|Dio pluviografa koji omogućuje zapisivanje količina kiše u milimetrima zavisno od vremena. Svaka okomita linija predstavlja vremenski odmak od 10 minuta, a svaka sljedeća vodoravna predstavlja količinu kiše od 0,4 mm.

mini|desno|250px|Meteorološka postaja s lizimetrima u Kittendorfu, Njemačka.

mini|desno|250px|Presjek kroz lizimetarsku postaju.

mini|desno|250px|Pirheliometar, istraživački tip.

mini|desno|250px|Piranometar.

mini|desno|250px|Fotodiodni piranometar (model Quantum).

mini|desno|250px|Crookesov radiometar u radu.

mini|desno|250px|Campbell–Stokesov heliograf.

mini|desno|250px|Nefoskop.

mini|desno|250px|ASOS davač izvora svjetlosti za procjenu vidljivosti.

mini|desno|250px|Vizibilimetar (transmisometar je uređaj ili mjerni instrument za mjerenje dosega vidljivosti uzletno-sletne staze u zračnim lukama).

Meteorološki uređaji ili meteorološki instrumenti služe za opažanje, mjerenje i bilježenje atmosferskih pojava. Atmosfera je vrlo složen fluid kojemu se stanje neprestano mijenja. Jedan je od osnovnih zadataka meteorologije da utvrdi i odredi stanje atmosfere mjerenjem i opažanjem diljem Zemljine kugle, kako uz površinu tla tako i na različitim visinama u atmosferi. Osnovni je cilj tih mjerenja što potpunije razumijevanje fizikalnih uzroka promjena vremena i klime, a time i njihova predviđanja (prognoziranja).

Stanje atmosfere određuje se u osnovi na 2 načina: motrenjem (vizualnim promatranjem i ocjenjivanjem, na primjer različitih pojava, vrsta oborine, količine i vrste naoblake i drugo) i instrumentalnim mjerenjem različitih meteoroloških pojava (temperature, vlage i drugo). Mjerenjem se dobivaju mjerne vrijednosti osnovnih čimbenika, njihova jakost (intenzitet), te promjene u vremenu i prostoru.

Povijest Instrumentalna meteorološka mjerenja započinju u 17. stoljeću kad je E. Torricelli pronašao 1643. barometar za mjerenje tlaka zraka. Iako je G. Galilei izumio 1593. takozvani termoskop, koji je reagirao na promjene temperature zraka, tek su sredinom 17. stoljeća po prvi put u Firenci uvedeni stakleni termometri s ljestvicom. Prvi mjerni instrument za mjerenje vlage, higrometar, vjerojatno je izumio Leonardo da Vinci. Kao dio osjetljiv na promjene vlage upotrebljavane su u 17. stoljeću čovječje vlasi (kosa). Mjerenje vlage korištenjem isparivanja vlažnih površina (psihrometar) započelo je 1655. u Toskani.

Iako je grubo mjerenje vjetra započelo već u staroj Grčkoj, instrumenti za mjerenje brzine i smjera vjetra izumljeni su tek u 17. stoljeću (Francuska). Mjerenje oborina ima također dugu povijest: grubo mjerenje oborina započelo je u Indiji još oko 400. pr. Kr., no tek se u 17. stoljeću uvode u zapadnoj Europi instrumenti za oborine. Instrumenti za mjerenje ostalih meteoroloških pojava izumljeni su i uvedeni u svakodnevnicu meteoroloških postaja u 19. i 20. stoljeću, kad je to omogućio brzi razvoj instrumentalne tehnike, radio tehnike i elektronike.

Osnovna podjela meteoroloških mjerenja Meteorološka mjerenja i opažanja mogu biti prizemna i visinska, već prema tome da li se izvode uz površinu Zemlje ili u višim slojevima atmosfere. U prizemna se ubrajaju i mjerenja i motrenja na moru (na brodovima).

Osnovni uvjeti kojima treba da udovoljavaju meteorološki instrumenti jesu: točnost i pouzdanost, jednostavna konstrukcija te relativno niska cijena. Osim toga, instrumenti koji se upotrebljavaju u većini meteoroloških postaja treba da budu dovoljno robusni i trajni, te da njima mogu rukovati i nestručne osobe.

Meteorološki uređaji razvrstavaju se na naprave, sustave i autografe. Naprave ili instrumenti pomoću mjernog osjetila ili senzora (dijela osjetljiva na promjene) direktno mjere ili bilježe određene meteorološke pojave. Sustav je skup instrumenata s više senzora ili osjetnika koji određuju nekoliko meteoroloških pojava (na primjer radiosonda). Autografi su uređaji koji neprekidno bilježe stanje određene meteorološke pojave.

Prizemna mjerenja i opažanja

Tlak zraka

Mjerni instrumenti za mjerenje tlaka zraka nazivaju se barometrima, a pripadni autografi barografima. Mjerenje tlaka zraka sastoji se ili u mjerenju visine stupca žive, ili u mjerenju deformacija nekog elastičnog tijela, ili u određivanju temperature vrelišta vode.

Živin barometar

Najstariji tip barometra je barometar sa živom ili živin barometar. U metalnu posudu napunjenu živom uronjen je donji kraj okomite, tanke staklene cijevi. Cijev je duga 1 metar, djelomice je ispunjena živom, a na vrhu zatvorena tako da se u dijelu iznad stupca žive nalazi zrakoprazan prostor ili vakuum. Na površinu žive u posudi djeluje vanjski tlak zraka, zbog čega se razina u posudi diže ili spušta prema vanjskom tlaku zraka, a time se mijenja i visina stupca žive u okomitoj cijevi. To znači da je visina stupca žive direktno proporcionalna tlaku zraka, pa se tlak može očitati na umjerenoj (kalibriranoj) skali postavljenoj uz cijev. Prema konstrukciji posude sa živom razlikuju se 2 osnovna tipa živina barometra: barometar s pomičnim dnom i barometar s umanjenom (reduciranom) skalom.

Barometar s pomičnim dnom Barometar s pomičnim dnom ima posudu sa živom tako napravljenu da se visina i oblik dna posude mogu podešavati pomoću vijka. Podešavanjem oblika dna mijenja se obujam (volumen) posude, pa se tako na jednostavan način može razina žive u posudi postaviti na nulti položaj i na skali cjevčice očitati visina živina stupca, to jest vrijednost tlaka zraka.

Barometar s reduciranom skalom Barometar s reduciranom skalom ima krutu posudu sa živom. Na posudi je mali otvor kroz koji vanjski tlak zraka djeluje na površinu žive u posudi. Posuda sa živom i okomita cijev nalaze se u zajedničkom kućištu, koje na donjem dijelu nosi termometar, a na gornjem dijelu pomični prsten s nonijem. Skala je za očitavanje stupca žive nepomična i podijeljena na milimetre i milibare. Pri očitavanju pomični prsten namjesti se tako da njegov donji rub tangira zaobljeni vrh (meniskus) stupca žive i prema oznaci na prstenu odredi se na skali visina stuca. Desetinke dijelova osnovne podjele skale određene su pomoću nonija. Površina presjeka posude je znatno veća od površine presjeka žive u cijevi, pa svakoj promjeni visine žive u posudi odgovara srazmjerno znatno veća promjena visine žive u cijevi. U ovom tipu barometra razina žive u posudi ne može se podesiti da dođe u nulti položaj, pa je stoga skala na cijevi barometra reducirana tako da je svaki dio skale nešto kraći od jednog milimetra. Redukcija skale ovisi o omjeru površina presjeka cijevi i posude, to jest o odnosu između pomaka žive u cijevi i posudi. Redukcijom je skale postignuto da se na skali očita točna visina tlaka zraka iako razina žive u posudi nije dovedena na nulu.

Brodski barometar Brodski barometar je učvršćen kardanskim zglobom tako da je cijev uvijek okomita, bez obzira na nagib broda. Osim toga, cijev je na jednom mjestu sužena da bi se smanjile oscilacije u cijevi uzrokovane ljuljanjem broda.

Korekcija stanja barometra Zbog rastezanja stupca žive zbog porasta temperature, dogovoreno je da se uvijek visina stupca žive svode na onu kakva bi bila pri temperaturi od 0 °C. Na očitanu visinu stupca b dodaje se korekcija:

gdje je: k - konstanta ovisna o tipu barometra i o vrsti materijala od kojeg je izrađena njegova vanjska cijev, a t - temperatura žive u °C za vrijeme očitavanja. Ako se stanica ne nalazi na 45° zemljopisne širine, dodaje se na očitano stanje i korekcija:

gdje je: φ - zemljopisna širina mjesta. Na stanicama koje se nalaze iznad 500 metara nadmorske visine treba pri korekciji barometarskog stanja uzeti u obzir i promjenu sile teže s visinom.

Redukcija tlaka na morsku razinu Na sinoptičkim kartama označena je razdioba tlaka zraka na razini mora. Budući da tlak zraka opada s nadmorskom visinom, to će mjesta na različitoj nadmorskoj visini i uz inače iste vremenske uvjete imati različite vrijednosti tlaka. Da bi se izmjereni tlakovi mogli međusobno uspoređivati, treba da budu reducirani (svedeni) na morsku razinu. Korekcija je tlaka:

ovdje je:

gdje je: h - nadmorska visina meteorološke postaje, g - ubrzanje zemljine sile teže, R - plinska konstanta, T - srednja apsolutna temperatura sloja zraka između meteorološke postaje i morske razine.

U praksi za tu redukciju služe priručne tablice, a srednja apsolutna temperatura odredi se tako da se temperatura zraka na meteorološkoj stanici doda 0,5 °C za svakih 100 m nadmorske visine meteorološke postaje.

Aneroid

Aneroid je vrsta barometra kojemu je mjerno osjetilo (senzor) najčešće takozvana Vidieova kutija. To je cilindrična kutija od tankog valovitog lima, obično od legure berilija i bakra. Iz kutije je djelomice isisan zrak (vakuum), pa jedna opruga sprečava da se kutija spljošti pod djelovanjem tlaka zraka. Sustavom poluga prenose se mali pomaci kutije na kazaljku koja na kružnoj skali pokazuje tlak zraka u milimetrima stupca žive ili u milibarima. Zbog trenja i utjecaja temperature aneroidi su manje točni od živinog barometra, ali im je prednost da se lako prenose i da su jeftini.

Visinomjer ili altimetar

Visinomjer ili altimetar je vrsta aneroida koji služi za mjerenje visina. Skala im je podijeljena u jedinicama visine, a mogu se namjestiti prema tlaku zraka na morskoj razini ili na meteorološkoj postaji. Altimetri su temperaturno kompenzirani. Upotrebljavaju se i za terenska mjerenja tlaka zraka, na zrakoplovima i drugim letjelicama.

Barograf

Barograf je autograf za kontinuirano bilježenje tlaka zraka. Sastoji se od skupa Vidieovih kutija međusobno spojenih radi povećanja malih pomaka. Sustav poluga prenosi pomake na kazaljku s perom, koja piše po traci omotanoj oko valjka što ga pokreće satni mehanizam. Valjak napravi puni okret tokom 24 sata ili jednom u tjedan dana.

Temperatura zraka

Radi zaštite od neposrednog Sunčevog zračenja i topline koju isijava tlo, termometri za mjerenje temperature zraka na meteorološkim postajama smješteni su u takozvanoj termometrijskoj kućici ili zaklonu. Termometrijska kućica postavlja se na slobodnom prostoru, oko 2 metra iznad tla. Kućica je napravljena od drveta, sa stijenkama od žaluzija koje omogućuju slobodno strujanje (cirkulaciju) zraka, a vrata su kućice okrenuta prema sjeveru. Pored takozvanog suhog termometra, mokrog termometra, maksimum termometra i minimum termometra, u termometrijsku kućicu redovito se stavljaju termograf i hidrograf, a ponegdje i uređaj za mjerenje vlage (higrometar), te uređaj za mjerenje isparavanja (isparitelj).