L’anemometro misura la velocità e la forza del vento. Le unità di misura utilizzate per misurare la velocità del vento sono:

-I chilometri all’ora (km/h),
-I metri al secondo (m/s),
-I nodi all’ora (Kts).

1 nodo all’ora = 1,852 km all’ora = 0,515 m al secondo

Inventata da Leonardo da Vinci, la banderuola si posiziona da sola nella direzione del vento per poi indicarla meccanicamente o elettronicamente su una bussola graduata Nord, Nord-Ovest, Ovest, ecc.. La direzione del vento si esprime anche in gradi, sulla stessa bussola graduata, da O° a 360°. Il Nord, dunque, è sia 0° che 360°. La graduazione ruota nel senso delle lancette di un orologio, di modo che l'Est è a 90°, il Sud a 180°, e l’Ovest à 270°

Il barometro è lo strumento di base in meteorologia. La sua funzione principale è quella di misurare la pressione atmosferica. Quest’ultima, e soprattutto le sue evoluzioni prevedibili, sono l'elemento centrale per le previsioni a breve e media scadenza. Anche se la pressione atmosferica rimane la misura indispensabile, occorre osservare e misurare altri fenomeni per stabilire tendenze più precise.

Il principio di funzionamento dei barometri si basa su un fenomeno fisico: la pressione in un punto di un fluido (come l’aria, l'acqua, o il mercurio) rappresenta l’intensità della forza esercitata da tale fluido su una data superficie, qualsiasi sia l’orientamento di tale superficie nello spazio. Se si orienta tale superficie orizzontalmente, la forza in questione, per un fluido a riposo sotto vuoto, non è altro che il peso della colonna verticale di fluido soprastante la superficie. Misurare la pressione esercitata dal fluido equivale, quindi, a misurare tale peso e, quindi, il peso della colonna di fluido sopra la superficie orizzontale di riferimento. Questo vale, ovviamente, per la pressione esercitata dall’aria in ogni punto dell’atmosfera e/o della superficie del pianeta terra.

• Nei barometri a mercurio, un volume di mercurio a riposo e a contatto con l’aria libera si prolunga in un tubo verticale di vetro. La pressione dell'aria, a livello orizzontale, associata alla superficie del tubo è la stessa dappertutto; questa è la pressione atmosferica. In tal modo, il peso della colonna di mercurio contenuta nel tubo a tale livello è uguale al peso della colonna d’aria che, attraverso tutta l’atmosfera, sarebbe soprastante a una superficie la cui sezione è uguale a quella del tubo. Misurare la pressione atmosferica equivale, quindi, a misurare tale peso, ossia l’altezza della colonna di mercurio dal livello della superficie. Tale altezza è indipendente dalla sezione del tubo. La pressione atmosferica standard, fissata a 1 013,25 hPa , equivale a 760 mm di altezza del mercurio.
• Inventato nel 1643 dallo scienziato italiano Torricelli, il barometro a mercurio è tra gli strumenti più utilizzati nell’antichità in meteorologia. Veniva impiegato il mercurio (prima che fosse considerato pericoloso) perché, tra tutti i liquidi provati, era il più pesante e, di conseguenza, permetteva di ottenere un’altezza minore dei tubi di vetro.
• In seguito si iniziarono a utilizzare molti barometri aneroidi, così chiamati perché il loro funzionamento si basava sull’amplificazione dei movimenti di capsule (singole o impilate per una maggiore precisione) dopo aver creato il vuoto al loro interno.

Durante la notte, sotto un cielo generalmente sereno e in assenza di grosse perturbazioni, il suolo si raffredda e trasmette tale raffreddamento agli strati d’aria più vicini la cui temperatura, quindi, si abbassa gradualmente. Se il raffreddamento notturno degli strati più bassi prosegue con sufficiente persistenza, la pressione del vapore saturante contenuto in tali strati continuerà a diminuire man mano che si abbassa la temperatura. Il vapore acqueo comincerà a condensarsi e deporrà una « rugiada» al suolo: il livello di temperatura raggiunto in tal modo si chiama Punto di rugiada.

L’igrometria è la misura dell’umidità e l’unità di misura è la percentuale (%) di umidità relativa dell’aria ambiente.Tale umidità relativa esprime, in percentuale, il rapporto tra la quantità di vapore acqueo realmente assorbita dall’aria e la quantità massima che potrebbe essere assorbita alla stessa temperatura. Occorre, tuttavia, distinguere tra:

• l'umidità assoluta (che corrisponde alla quantità d’acqua (in peso) contenuta in un dato momento in un determinato volume d’aria);
• l'umidità relativa (percentuale che corrisponde al rapporto tra il peso dell’acqua esistente e il peso massimo dell’acqua che potrebbe contenere la massa d’aria).

L'Istituto federale tedesco di fisica applicata di Braunschweig utilizza un orologio atomico a getto di cesio la cui precisione è, secondo i calcoli, di circa +/- 1 secondo nell’arco di 1 milione di anni. Il tempo misurato da tale orologio (l’orologio ufficiale della R.F.A.) è codificato in un segnale orario e diffuso da un emettitore di onde lunghe (DCF-77) che si trova a Mainflingen, vicino a Francoforte.La ricezione di questo segnale avviene in un raggio di 1.500 Km attorno all’emettitore.

Gli apparecchi in grado di ricevere e decodificare tale segnale si regolano automaticamente; le ore, i minuti, i secondi e il calendario (giorno, data, mese, anno) in tal modo sono indicati senza alcun intervento umano e i dati vengono verificati periodicamente.

• Il passaggio dall’ora legale all’ora solare e viceversa è, ovviamente, automatico.

L’unità di misura della pluviometria è il millimetro (di pioggia caduta, di acqua liquida).

Lo strumento che misura l’altezza delle precipitazioni è il pluviometro. Si tratta di un recipiente di una data superficie che raccoglie una certa quantità di acqua piovana per un determinato periodo di tempo. Un calcolo matematico, e talvolta approssimativo, consente di graduare i pluviometri semplici, detti imbuti. I pluviometri elettronici utilizzano il conteggio di unità di riferimento per calcolare la quantità di pioggia caduta.

L’unità di misura della pressione atmosferica è l’ectopascal (hPa). 1 hPa = 100 Pa (100 Pascal).

La pressione atmosferica varia a seconda del luogo e della temperatura. La pressione standard è di 1013,25 hPa a 0 m di altitudine. A 500 m di altitudine 954,5 hPa e a 1 000 m di altitudine 899 hPa, ecc. La pressione varia di 1 hPa ogni 8 metri.

Ciò vuol dire che se si sposta un barometro dal piano terra al decimo piano di un edificio si può modificare istantaneamente una previsione. Quando la pressione aumenta ci si deve aspettare un miglioramento del tempo; quando, invece, diminuisce, è segno che il tempo sta peggiorando. Miglioramento e peggioramento intesi sempre rispetto alle condizioni del tempo attuali.

Le unità di misura utilizzate in termometria sono, innanzi tutto, il grado Celsius (°C), quindi il grado Fahrenheit (°F). I termometri consentono di misurare non solo la temperatura ma anche le sue variazioni. Il sistema europeo di misura è il Celsius, dove l’acqua gela a 0° (punto di congelamento) e bolle a 100° (punto di ebollizione).

Nei paesi anglosassoni si utilizza la scala Fahrenheit, nella quale il punto di congelamento è a + 32°F e il punto di ebollizione a 212°F . Il tasso di conversione tra °C e °F si calcola nel seguente modo:

°F = (1,8 x °C) + 32 OPPURE °C = 0,56 x ( °F - 32)

• I termometri a liquido (mercurio, alcool etilico, ecc.) utilizzano la dilatazione di un liquido in funzione della temperatura a una pressione costante, quindi i liquidi sono messi sotto vuoto.
• I termometri detti «bilama» si basano sulle differenze di dilatazione termica dei metalli di cui sono costituite due lame saldate tra di loro.
• Infine, le sonde di temperatura moderne utilizzano le proprietà di certi metalli o di certi dispositivi elettronici la cui resistenza elettrica varia a seconda della temperatura.

Quantificare l’umidità significa calcolare la presenza di vapore acqueo nell’aria. È così che gli apparecchi elettronici cercano di determinare il tasso di umidità relativa. Parlare di umidità significa anche evocare le sensazioni provate in un dato momento e in un dato luogo da una o più persone.

Si può parlare, quindi, di un ambiente umido laddove l’aria è quasi o del tutto satura, e di ambiente secco laddove, invece, il livello di umidità relativa comporta a un deficit considerevole di vapore acqueo rispetto a quello che sarebbe sopportabile nello stesso luogo (e alla stessa temperatura) prima che abbia inizio la condensazione.

Così, l’umidità è una misura meteorologica quantificabile, ma è anche una sensazione, naturalmente soggettiva.

Il Windchill è la temperatura percepita dal corpo umano in condizioni di temperatura fresca e vento più o meno forte. Il windchill è quindi una temperatura diversa (generalmente più bassa) da quella realmente rilevata.

Attorno alla nostra pelle si forma un mini strato d’aria più calda di quella ambiente, perché il nostro corpo sprigiona calore. Il vento soffia via questo strato d’aria calda e, quindi, non siamo più protetti. Questo è il motivo per cui più il vento è forte più abbiamo freddo e per cui la temperatura percepita dal Signor X sarà diversa da quella percepita dal Signor Y a seconda dei vestiti che indossano.