home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ MacWorld 1999 August / Macworld (1999-08).dmg / Shareware World / Maths & Science / WeatherTracker 2.3.3 / WeatherTracker Help / WeatherTracker Help.rsrc / TEXT_133.txt < prev    next >
Text File  |  1999-05-17  |  8KB  |  95 lines

  1. Weather Primer
  2.  
  3. Temperature
  4. Temperature is a measure of hotness or coldness, expressed on an arbitrary scale. In relation to weather, temperature usually refers to the air temperature when shielded from sunlight and wind.
  5.  
  6. Galileo develeoped the first version of a thermometer in 1607. His invention consisted of an inverted glass vessel, partially filled with water. Changes in air temperature caused the air within the vessel to expand and contract. The level of the water then gave a rough measure of the temperature.
  7.  
  8. A more refined and accurate thermometer was invented by Daniel Gabriel Fahrenheit in 1709. His design relied on the expansion of alcohol in much the same manner as modern thermometers. A version using mercury was also developed in 1714. It was not widely used, however, until 1866, when Sir Thomas Clifford Allbutt invented a pocket-sized version.
  9.  
  10. The Fahrenheit temperature scale was originally based upon 30 for an ice 
  11. water solution and 90 for normal body temperature. The numbers were later revised to 32 and 98.6, respectively, after more more precise measurements were made. The Fahrenheit scale was used in English-speaking countries until the 1970s, when the Celsius scale was adopted. Currently, the United States is about the only place where the Fahrenheit scale is still used.  
  12.  
  13. The Celsius scale was developed by Anders Celsius in 1742 and was
  14. originally known as the Centigrade scale because of its 100 divisions
  15. between the freezing and boiling points of water. The scale was officially renamed in 1948 to honor the work of Anders Celsius. It is now in general use throughout the world.
  16.  
  17. The highest air temperature ever recorded was 58 ¬∞C (136 ¬∞F) in Al' Aziyah, Libya on September 13, 1922. The lowest recorded air temperature was -88 ¬∞C (-127 ¬∞F) in Vostok, Antarctica on August 24, 1960. The lowest recorded air semperature at a permanently inhabited site was -71 ¬∞C (-96 ¬∞F) in Oymakon, Siberia in 1964.
  18.  
  19. Thermometers can use any substance that changes properties with
  20. temperature. There are four major type of thermometers: liquid-in-glass,
  21. electrical resistance, thermocouples, and bimetallic strips. Electrical
  22. resistance thermometers typically use a platinum wire that changes
  23. resistance with temperature. Thermocouples consist of two wires of
  24. different metals bonded together at one end. A common type is ISA Type K, which is made from Chromel¬Æ (nickel/chromium alloy) and Alumel¬Æ
  25. (nickel/aluminum/manganese/silicon alloy). Changes in temperature create a voltage difference across the wires. Thermocouples are widely used in industry due to their rugged nature.
  26.  
  27. Bimetallic strips are most commonly used in home thermostats. They consist of two strips of different metals, bonded together and held at one end. A common type of bimetallic strip is made from brass and Invar¬Æ, an alloy composed of nickel and iron.  The different expansion rates of the two metals cause the strip to bend when the temperature changes.
  28.  
  29. Two numbers related to air temperature are windchill and heat index.
  30. Windchill gives a measure of the cooling power of air on bare skin in   
  31. relation to air temperature and wind speed. It is generally reported as
  32. windchill equivalent temperature, which is the air temperature that would provide the same rate of cooling at a walking speed of 4 miles per hour (1.8 m/s). Heat index is a measure of the apparent rise of temperature under conditions of high relative humidity. The increased humidity reduces the effectiveness of evaporative cooling through perspiration.
  33.  
  34.  
  35. Barometric Pressure
  36. Barometric pressure, also known as atmospheric pressure, is the pressure caused by the weight of the atmosphere above a given point. Changes in barometric pressure can be used to forecast changes in weather conditions. Stormy weather is usually characterized by low pressure, while high pressure yields fair conditions.
  37.  
  38. The most common tool to measure barometric pressure is the mercury  
  39. barometer, invented in 1643-1644 by Evangelista Torricelli.  It consists
  40. of a glass tube, sealed at the top and inverted in a dish of mercury.  
  41. Barometric pressure on the mercury in the dish causes it to be pushed up 
  42. into the tube. The pressure is directly related to the height of the   
  43. mercury column.
  44.  
  45. Since there is a direct relationship between pressure and height of the
  46. mercury column, pressure is often reported as the height of mercury in
  47. inches, centimeters, or millimeters. The torr, named for Torricelli, is
  48. eqivalent to millimeters of mercury. More recently, the SI-derived unit of kilopascal has begun to be used. On weather maps, pressure is usually     
  49. denoted in millibars, where 1 millibar equals 0.1 kilopascal.
  50.  
  51. The average barometric pressure at sea level is 101.3 kPa (29.92 inches Hg or 760 mm Hg). The highest atmospheric pressure ever recorded was 108.4 kPa (32.00 inches Hg or 812 mm Hg) in Agata, Siberia on December 31, 1968. The lowest pressure ever recorded was 85.6 kPa (25.28 inches Hg or 642 mm Hg) aboard the U.S.S. Repose in the eye of a typhoon off of Okinawa on September 16, 1945.
  52.  
  53. By its very nature, the mercury barometer is not a portable instrument.
  54. When small size, portability, or ruggedness are needed, an aneroid
  55. barometer is often used. It consists of an evacuated chamber with a
  56. flexible wall. Changes in barometric pressure cause the degree of
  57. deflection in the wall. This deflection can be measured electronically, or linked mechanically to an indicator needle. The readout scale is calibrated using a mercury barometer.
  58.  
  59.  
  60. Wind Speed
  61. Winds play a major role in global climate by mixing the
  62. atmoshpere and transporting water vapor and pollutants great distances.   
  63. Wind is caused by changes in temperature and pressure, as well as the  
  64. Coriolis force resulting from rotation of the Earth.
  65.  
  66. The simplest way to measure wind speed is with a rotating cup anemometer. The speed of rotation is directly proportional to the wind speed. The rotating cups can also be used to drive a generator, with the voltage produced being used as a measure of the wind speed.
  67.  
  68. Wind speed over land is reported in typical units of velocity such as
  69. miles per hour, kilometers per hour, or meters per second. Over water,
  70. wind speed is often reported in knots, where 1 knot is 1 nautical mile per hour or about 1.15 statute miles per hour (1.85 kilometers per hour). The term "knot" comes from the method ships would use to measure their speed. A log would be tossed overboard, with a rope tied to it with knots about every 47 feet (14.3 meters). After 28 seconds, the number of knots that had passed as the rope deployed was equal to the ship's speed in knots.
  71.  
  72. Freezing weather conditions often make the use of a rotating cup
  73. anemometer impractical. In these cases, a pitot tube is used to measure
  74. wind speed. The pitot tube consists of a tube, closed at one end, and the
  75. other end open to the wind. Air striking the open face of the tube causes
  76. an increase in pressure inside the tube. The difference in pressure inside
  77. and outside the tube is then related to the wind speed. For very accurate
  78. measurements of low air speeds, a hot wire anemometer is used. It relies on the moving air to cool a fine wire. The additional power needed to maintain the wire at a constant temperature is related to the wind speed.
  79.  
  80.  
  81. Humidity
  82. Relative humidity is the percent of water vapor in the air, relative to  
  83. the maximum amount of water vapor that the air can hold. It is often
  84. expressed in terms of the dewpoint, which is the temperature at which the vapor in the air becomes saturated.
  85.  
  86. The measurement of humidity was first made in 1783 by Horace Benedict de Sassure, who related changes in the length of a strand of human hair to changing humidity. John Frederic Daniell later invented the dewpoint
  87. hygrometer in 1820. This instrument passes air over a polished surface,  
  88. which is then cooled until water vapor begins to condense on the surface. 
  89.  
  90. Other means of measuring humidity include the electrical hygrometer and 
  91. the psychometer. An electrical hygrometer measures the change in
  92. electrical resistance of a thin layer of lithium chloride or semiconductor. Psychometers have two thermometers, one of which is wetted, which give "wet bulb" and "dry bulb" temperatures. Evaporation of water from the wet bulb causes a decrease in temerature. The rate of
  93. evaporation, and therefore the amount of temperature depression, is
  94. inversely related to the relative humidity.
  95.