気象計器
気象計器 （または気象計器）には気象センサー（気象センサー）も含まれ、特定の時点における大気の状態を調べるために用いられる機器です。それぞれの科学分野には独自の実験機器が備わっています。しかし、気象学は実験機器をあまり用いず、むしろ現地観測やリモートセンシング機器に大きく依存する科学です。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可能な抽象的な概念です。雨量は歴史的に最初に測定された量の一つです。気象に関連する変数として、他に正確に測定されたものには風と湿度があります。15世紀以前にも、大気の変数を測定するために適切な機器を製作する試みが数多くなされていました。
歴史
気象現象を測定するために最初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、地域的にも地球規模でもより正確な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、機器からある程度離れた場所で気象現象のデータを収集し、通常は機器の設置場所にデータを保存し、多くの場合、定められた間隔で中央データセンターに送信します。
1441年、世宗大王の息子である文宗大君が、最初の標準化された雨量計を発明しました。これは、農民の潜在的な収穫量に基づいて地租を査定するための公式の道具として、韓国の朝鮮王朝全体に送られました。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、これは最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の転倒ます式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尺度を作成しました。[ 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、現在の摂氏温度尺度の前身となる「摂氏」温度尺度を提案しました。[ 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証しました。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ました。[ 4 ] 1960年4月、世界初の気象衛星タイロス1号が打ち上げられ、気象情報が地球規模で利用可能になった時代の幕開けとなりました。
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、それを使って露点を計算します。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。風はアンテナまたは経緯儀でラジオゾンデ信号を追跡することで判定します。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、WMO 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、研究用ロケットとも呼ばれ、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光量計の一種であり、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装置です。 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表からの雲底の高さを決定するために使用されます。 シーロメーターの原理は、上昇率（上昇する速さ）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。上昇率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、落下する水文雨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機器です。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、遠く離れた場所での気象現象のデータ収集と、それに続く気象情報の作成という概念です。各リモートセンシング機器は、離れた場所から大気に関するデータを収集し、通常、機器の設置場所にデータを保存します。最も一般的なリモートセンシングの種類は、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徴に関する情報を収集することです。衛星は主に雲量と風の判定に使われます。ソーダー（SODAR、SO nic Detection and Ranger ）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計器です。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、気象予報や気象・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ための機器や設備を備えた施設です。観測される測定項目には、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、可能な限り他の障害物を避けて行い、気温と湿度の測定は直射日光（日射）の影響を受けないようにします。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回行われます。
地上気象観測
地上気象観測は、安全上および気候学的な理由から、世界中の天気を予測し警報を発令するために用いられる基礎データである。[ 6 ]地上気象観測は、気象観測者によって手動で行われる場合もあれば、自動気象観測所を利用してコンピュータで行われる場合もあり、あるいは、自動気象観測所を気象観測者で補完するハイブリッド方式で行われる場合もある。ICAOは国際標準大気を定義している。これは、地球の大気圏における気圧、気温、密度、粘性の高度による標準変動のモデルであり、観測所の気圧を海面気圧に下げるために使用される。空港の観測結果は、METAR観測コードを用いて世界中に送信できる。自動観測を行う個人用気象観測所は、市民気象観測プログラム（CWOP）を利用してデータを米国メソネットに送信するか、またはウェザー・アンダーグラウンドのインターネットサイトを通じて国際的に送信することができる。[ 7 ]ある場所の気象観測の30年間の平均は、伝統的にその観測所の気候を決定するために用いられる。[ 8 ]
参照
参考文献
- ^ a bジェイコブソン、マーク・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：ケンブリッジ大学出版局、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
- ^ビル・ジャイルズ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。地上気象観測プログラム。 2009年5月6日アーカイブ。Wayback Machineで2008年1月12日閲覧。
- ^ 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日アーカイブ。 2008年3月9日閲覧。
