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気象計器 （または気象計器）は、気象センサー（気象センサー）を含め、特定の時点における大気の状態を調べるために使用される機器です。各科学には、独自の実験装置があります。しかし、気象学は、実験装置をあまり使用せず、むしろ現地観測やリモートセンシング機器に依存する科学です。科学において、観測値または観測可能値は、測定可能で、データを取得できる抽象的な概念です。雨は、歴史的に測定された最初の量の 1 つです。正確に測定された気象関連の変数として、他に 2 つ、風と湿度があります。15 世紀以前には、大気の変数を測定するために適切な装置を構築する試みが数多くなされていました。
歴史
20 世紀半ばに気象現象を測定するために使用された機器は、雨量計、風速計、湿度計でした。17 世紀には気圧計とガリレオ温度計が開発され、18 世紀には華氏と摂氏の目盛りが付いた温度計が開発されました。20 世紀には、気象レーダー、気象衛星、風速プロファイラーなどの新しいリモート センシング ツールが開発され、地域的にも地球全体でもより優れたサンプリングが可能になりました。リモート センシング機器は、機器から離れた場所の気象イベントからデータを収集し、通常は機器が設置されている場所にデータを保存し、多くの場合、決められた間隔で中央データ センターにデータを送信します。
1441年、世宗大王の息子である文宗大君が、世界初の標準化された雨量計を発明しました。これは、農民の収穫量に基づいて地租を算定するための公式の道具として、韓国の朝鮮王朝全土に送られました。1450年、レオーネ・バッティスタ・アルベルティが振動板式風速計を開発し、世界初の風速計として知られています。[1] 1607年、ガリレオ・ガリレイが温度計を製作しました。1643年、エヴァンジェリスタ・トリチェリが水銀気圧計を発明しました。[1] 1662年、クリストファー・レン卿が機械式の自動排出型転倒マス雨量計を発明しました。1714年、ガブリエル・ファーレンハイトが水銀式温度計で温度を測定するための信頼性の高い目盛りを作成しました。[2] 1742年、スウェーデンの天文学者アンデルス・セルシウスは、現在の摂氏温度目盛りの前身となる「摂氏」温度目盛りを提案した。[3] 1783年、オレス・ベネディクト・ド・ソシュールが最初の毛髪湿度計を実演した。1806年、フランシス・ボーフォートが風速を分類するシステムを発表した。[4] 1960年4月、初の成功した気象衛星タイロス1号が打ち上げられ、気象情報が世界中で利用可能になった時代の幕開けとなった。
これは周囲の空気の温度を測定するためにも使用されました。
種類
温度計は、気温、つまり空気中の分子の運動エネルギーを測定します。気圧計は、大気圧、つまり特定の場所の上空における地球の大気の重さによって及ぼされる圧力を測定します。風速計は、設置場所の風速と風向を測定します。湿度計は、ある場所の相対湿度を測定し、それを使用して露点温度を計算できます。ラジオゾンデは、風を除いてこれらの量のほとんどを直接測定します。風は、ラジオゾンデの信号をアンテナまたはセオドライトで追跡することで決定されます。ラジオゾンデを補完するために、世界気象機関(WMO) によって航空機収集ネットワークが組織されており、航空機もこれらの機器を使用してそれぞれの場所の気象状況を報告しています。観測ロケットまたはロケットゾンデは、研究用ロケットと呼ばれることもあり、弾道飛行中に測定を行い科学的実験を行うために設計された機器搭載ロケットです。
全天日射計は、平面上の広帯域太陽放射照度を測定するために使用される一種の光量計であり、180度の視野から太陽放射束密度（ワット/平方メートル）を測定するように設計されたセンサーです。シーロメーターは、レーザーまたはその他の光源を使用して雲底の高さを測定するデバイスです。 シーロメーターは、大気中のエアロゾル濃度の測定にも使用できます。 シーロメーターは、気象学者が日中の地上からの雲底の高さを測定するために使用されます。 シーロメーターの原理は、上昇速度（上昇する速度）がわかっている気球で、気球が雲の中に消えるまでの上昇時間を測定することです。 上昇速度と上昇時間を掛けると、シーロメーターの高さが得られます。ディスドロメーターは、落下する水粒子の滴サイズ分布と速度を測定するために使用される計器です。雨量計は、地球の陸地の任意の地点に降る 降水量を測定するために使用されます。
気象学で使われるリモートセンシングとは、遠隔地の気象現象からデータを収集し、その後気象情報を作成するという概念です。各リモートセンシング機器は、遠隔地から大気に関するデータを収集し、通常は機器が設置されている場所にデータを保存します。最も一般的なタイプのリモートセンシングは、レーダー、ライダー、衛星（写真測量法も）です。レーダーの主な用途は、降水量と風の範囲と特性に関する情報を収集することです。衛星は主に雲量と風を判断するために使用されます。ソーダー（SO nic Detection And Ranging ）は、大気の乱流による音波の散乱を測定する風プロファイラーの一種である気象機器です。ソーダーシステムは、地上のさまざまな高さでの風速と、大気の下層の熱力学的構造を測定するために使用されます。レーダーとライダーは、どちらも電磁放射を使用して大気の特定の部分を照らすため、受動的ではありません。[5]気象衛星は、様々な高度で地球を周回するより汎用的な地球観測衛星とともに、森林火災からエルニーニョ まで幅広い現象を研究するための欠かせないツールとなっている。
気象観測所
気象観測所は、気象予報や天候および気候の研究に必要な情報を提供するために、大気の状態を観測する機器や装置を備えた施設です。測定対象には、気温、気圧、湿度、風速、風向、降水量などがあります。風の測定は、できる限り他の障害物がない状態で行い、気温と湿度の測定は、直射日光や日射が当たらないようにします。手動観測は少なくとも 1 日に 1 回、自動観測は少なくとも 1 時間に 1 回行います。
地上気象観測
地上気象観測は、安全上および気候学的理由から、世界中で天気を予測し警報を発令するために使用される基礎データです。[6]地上気象観測は、気象観測員が手動で行う場合、自動気象ステーションを使用してコンピューターで行う場合、または自動気象ステーションを気象観測員で補うハイブリッド方式で行うことができます。ICAO は国際標準大気を定義しています。これは、地球の大気圏における高度による圧力、温度、密度、粘性の標準変動のモデルであり、ステーションの圧力を海面気圧に下げるために使用されます。空港の観測は、METAR観測コードを使用して世界中に送信できます。自動観測を行う個人用気象ステーションは、市民気象観測プログラム(CWOP)を使用してデータを米国メソネットに送信するか、またはWeather Undergroundインターネット サイトを使用して国際的に送信できます。[7]従来、ある場所の気象観測の 30 年間の平均は、ステーションの気候を決定するために使用されます。[8]
参照
参考文献
- ^ ab Jacobson, Mark Z. (2005年6月).大気モデリングの基礎(ペーパーバック) (第2版). ニューヨーク: Cambridge University Press. p. 828. ISBN 978-0-521-54865-6。
- ^ Grigull, U.、「華氏、正確な温度測定の先駆者」、熱伝達、1966 年、第 8 回国際熱伝達会議の議事録、サンフランシスコ、1966 年、第 1 巻。
- ^ Beckman, Olof, 摂氏温度スケールの歴史、翻訳、Anders Celsius (Elementa,84:4,2001);英語
- ^ Bill Giles OBE (2009). ビューフォート風力階級. BBC . 2009年5月12日閲覧。
- ^ ピーブルズ、ペイトン、[1998]、「レーダー原理」、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ社、ニューヨーク、ISBN 0-471-25205-0。
- ^ 連邦気象調整官室。地表気象観測プログラム。2009 年 5 月 6 日にWayback Machineにアーカイブ。2008 年 1 月 12 日に取得。
- ^ Weather Underground. 個人用気象ステーション. 2008年3月9日閲覧。
- ^ 英国気象庁。気候平均。2009年7月6日にWayback Machineにアーカイブ。2008年3月9日に取得。