Метеорологические наблюдения во всех странах производятся в одни и те же сроки (7 ч. утра, 1 ч. дня и 9 ч. вечера) лишь с небольшими уклонениями: в некоторых странах выбирают сроки в 8, 2 и 9 час.
При этом время считается не по гражданскому времени, а по местному солнечному, потому что все метеорологические элементы изменяются в зависимости от движения солнца на небесном своде, и чтобы наблюдения были между собой сравнимы, нужно производить их в одно и то же время относительно положения солнца, независимо от долготы места.
Сроки эти выбраны так, чтобы, с одной стороны, среднее, вычисленное из них, ближе всего подходило к 24-часовой суточной средней, с другой — так, чтобы не слишком связывать лиц, ведущих наблюдения.
Сроки среди ночи были бы в этом отношении обременительны.
Есть, однако, целый ряд интересных изменений метеорологических элементов, как случайных, при особых явлениях погоды, так и подверженных общим законам атмосферных движений. Эти изменения, конечно, не всегда приходятся в те сроки, которые установлены для наблюдений. И вот, чтобы получить непрерывные изменения давления, влажности, температуры и др., придуман ряд приборов, посредством которых при очень малом участии человека погода «сама себя записывает».
Идея всех этих приборов — в том, чтобы записать и момент, когда метеорологический элемент имеет то или иное значение, и самое это значение. Для определения времени естественно служат часы; для определения значения элементов употребляются приемники, которые, известным образом изменяясь под влиянием внешних воздействий, передают эти изменения пишущей части прибора.
Отсюда общий вид всех этих «самописцев» такой: имеется барабан, равномерно вращающийся при помощи часового механизма, и имеются приемники, соединенные с перьями, которые, по мере вращения барабана, отмечают все изменения температуры, влажности, давления и т. п. Перо движется вверх или вниз; барабан, вращаясь, дает движение в горизонтальном направлении, — и в результате получается волнистая кривая, на которой, зная начальное время и начальное значение данного метеорологического элемента, можно найти его значение в любой момент.
Приемником в самописце давления — барографе — служит барометрическая коробка (как в анероиде), из которой выкачан воздух. Под влиянием повышения или понижения давления, коробка соответственно сжимается или расширяется, и при помощи рычажков ее движения передаются перу.
В самописце температуры — термографе — приемником служит металлическая пластинка, спаянная из двух металлов, имеющих различный коэффициент расширения. Поэтому при изменениях температуры каждый из металлов расширяется или сжимается различно, пластинка искривляется, и ее движения также передаются перу.
В самописце ветра — анемографе — вращается Робинзонова вертушка, и известному числу ее поворотов отвечает замыкание электрического тока, рисующее на барабане зубец. Чем чаще, идут эти зубцы, тем сильнее, значит, дует ветер. Есть очень сложные анемографы, записывающие одновременно изменения и скорости, и направления ветра.
В самописце влажности — гигрографе — изменения влажности регистрируются посредством изменений длины пучка женских волос, о которых мы уже говорили.
Вращение барабана, на котором получается кривая, может быть рассчитано так, чтобы полный оборот совершался в сутки, или в неделю, или в месяц. Соответственно этому бывают «суточные», «недельные» или «месячные» самописцы. По истечении срока, на который рассчитано вращение барабана, нужно только вновь завести механизм, сменить наложенную на барабан бумагу, и прибор будет писать снова без всякой работы с нашей стороны.
Нужно только заметить, что все эти «графы» — приборы относительные, т. е. дающие не сами величины элементов, а их изменения. Куда мы поставили перо, оттуда оно и пойдет писать. Записи самописцев поэтому постоянно сравниваются с «абсолютными» приборами — барометром, термометром, психрометром и т. п., так что самописцы не освобождают человека от необходимости делать срочные метеорологические наблюдения, а лишь заменяют его на промежутки между ними. В момент наблюдения по абсолютным приборам наблюдатель делает на соответствующем самописце метку, приподнимая перо, чтобы иметь потом возможность сравнить, что наблюдалось по прибору и что дал самописец. Проверять приходится и часы барабана, которые могут, как всякие часы, и отстать, и уйти вперед. После, на основании всех этих отметок, производится «обработка» кривых самописцев.