Guide to Instruments and Methods
of Observation
Volume I –Measurement of Meteorological Variables
2018 edition
WMO-No. 8
WEATHER
CLIMATE
WATER

Guide to Instruments and Methods
of Observation
Volume I – Measurement of Meteorological Variables
WMO-No. 8
2018 edition

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WMO-No. 8
© World Meteorological Organization, 2018
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FOREWORD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxi
CHAPTER 1. GENERAL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Meteorological observations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.2 Representativeness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.3 Metadata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Meteorological observing systems. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3 General requirements of a meteorological station. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3.1 Automatic weather stations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.2 Observers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3.3 Siting and exposure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.3.1 Site selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.3.2 Coordinates of the station. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.3.3 Operating equipment in extreme environments. . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.4 Changes of instrumentation and homogeneity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.5 Inspection and maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.5.1 Inspection of stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3.5.2 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 General requirements of instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.1 Desirable characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.2 Impact of the Minamata convention. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.3 Mechanically recording instruments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 Measurement standards, traceability and units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5.1 Definitions of standards of measurement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5.2 Traceability assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.5.3 Symbols, units and constants. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5.3.1 Symbols and units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.5.3.2 Constants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.6 Uncertainty of measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.6.1 Meteorological measurements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.6.1.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.6.1.2 Definitions of measurements and measurement errors . . . . . . . . . . . 15
1.6.1.3 Characteristics of instruments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.6.2 Sources and estimates of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.6.3 The measurement uncertainties of a single instrument. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6.3.1 The statistical distributions of observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6.3.2 Estimating the true value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.6.3.3 Expressing the uncertainty. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6.3.4 Measurements of discrete values. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.6.4 Accuracy requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.6.4.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.6.4.2 Required and achievable performance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Annex 1.A. Operational measurement uncertainty requirements and instrument
performance requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Annex 1.B. Strategy for traceability assurance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Annex 1.C. Regional Instrument Centres. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Annex 1.D. Siting classifications for surface observing stations on land. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Annex 1.E. Operating equipment in extreme environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
Annex 1.F. Station exposure description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
References and further reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
Page
CONTENTS

CHAPTER 2. MEASUREMENT OF TEMPERATURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.1.1 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.1.2 Units and scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.1.3 Meteorological requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.1.3.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.1.3.2 Measurement uncertainty. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82
2.1.3.3 Response times. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.1.3.4 Recording the circumstances in which measurements are taken. . . . 82
2.1.4 Methods of measurement and observation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.1.4.1 General measurement principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.1.4.2 General exposure requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.1.4.3 Sources of error – general comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.1.4.4 Maintenance – general comments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.1.4.5 Implications of the Minamata Convention for temperature
measurement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.2 Electrical thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.2.1 General description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.2.1.1 Metal resistance thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
2.2.1.2 Thermistors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.2.1.3 Thermocouples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2.2.2 Measurement procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.2.2.1 Electrical resistance thermometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.2.2.2 Thermocouples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.2.3 Exposure and siting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.2.4 Sources of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.2.4.1 Electrical resistance thermometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.2.4.2 Thermocouples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.2.5 Comparison and calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.2.5.1 Electrical resistance thermometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.2.5.2 Thermocouples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.2.6 Corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.2.7 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.3 Liquid-in-glass thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.3.1 General description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
2.3.1.1 Ordinary (station) thermometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.3.1.2 Maximum thermometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.3.1.3 Minimum thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.3.1.4 Soil thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
2.3.2 Measurement procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.3.2.1 Reading ordinary thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.3.2.2 Measuring grass minimum temperatures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
2.3.3 Thermometer siting and exposure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
2.3.4 Sources of error in liquid-in-glass thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
2.3.4.1 Elastic errors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
2.3.4.2 Errors caused by the emergent stem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
2.3.4.3 Parallax and gross reading errors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.3.4.4 Errors due to differential expansion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.3.4.5 Errors associated with spirit thermometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
2.3.5 Comparison and calibration in the field and laboratory. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
2.3.5.1 Laboratory calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
2.3.5.2 Field checks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
2.3.6 Corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.3.7 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.3.7.1 Breakage in the liquid column. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.3.7.2 Scale illegibility. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.3.8 Safety. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
vi GUIDE TO INSTRUMENTS AND METHODS OF OBSERVATION - VOLUME I
Page

2.4 Mechanical thermographs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.4.1 General description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.4.1.1 Bimetallic thermograph . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.4.1.2 Bourdon-tube thermograph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
2.4.2 Measurement procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.3 Exposure and siting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.4 Sources of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.5 Comparison and calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.5.1 Laboratory calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.5.2 Field comparison. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.4.6 Corrections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.4.7 Maintenance. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.5 Radiation shields. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
2.5.1 Louvred screens. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
2.5.2 Other artificially ventilated shields. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
2.6 Traceabilitty assurance and calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Annex. Defining the fixed points of the International Temperature Scale of 1990. . . . . . . . . . . 111
References and further reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
CHAPTER 3. MEASUREMENT OF ATMOSPHERIC PRESSURE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1.1 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1.2 Units and scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1.3 Meteorological requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
3.1.4 Methods of measurement and observation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.1.4.1 General measurement principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.1.4.2 General exposure requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
3.1.4.3 Sources of error: general comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
3.1.4.4 Maintenance: general comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.1.4.5 Implications of the Minamata Convention for pressure
measurement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
3.2 Electronic barometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.2.1 Integrated-circuit-based variable capacitive sensors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.2.2 Digital piezoresistive barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
3.2.3 Cylindrical resonator barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.2.4 Aneroid displacement transducers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.2.5 Exposure of electronic barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.2.6 Reading electronic barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.2.7 Sources of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.2.7.1 Drift between calibrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
3.2.7.2 Temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.2.7.3 Electrical interference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.2.7.4 Nature of operation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.3 Aneroid barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.3.1 Construction requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3.3.2 Achievable measurement uncertainty. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.3 Exposure of aneroid barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.4 Reading aneroid barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.4.1 Accuracy of readings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.4.2 Reductions applied to barometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.5 Sources of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.5.1 Incomplete compensation for temperature. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
3.3.5.2 Elasticity errors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
3.4 Barographs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
3.4.1 General requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
3.4.2 Construction of barographs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.3 Exposure of barographs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
vii
CONTENTS
Page

3.4.4 Sources of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.5 Reading a barograph. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.5.1 Accuracy of readings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
3.4.5.2 Corrections to be applied to barograph readings. . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.4.5 Transport. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.5 Barometric change and Pressure tendency. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.5.1 Pressure tendency and pressure tendency characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.5.2 Measurement of a barometric change. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.6 Traceability assurance and calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.6.1 General comments. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
3.6.2 Laboratory calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.6.2.1 General equipment set-up. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
3.6.2.2 Laboratory standards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
3.6.2.3 Method of calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
3.6.2.3.2 Calculation of reversibility (hysteresis). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
3.6.3 Field inspections. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
3.7 Adjustment of barometer readings to standard and other levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3.7.1 Standard levels. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3.7.2 General reduction formula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3.7.3 Reduction formula for low-level stations. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Annex 3.A. Methods of measurement with mercury barometers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Annex 3.B. Correction of mercury barometer readings to standard conditions. . . . . . . . . . . . . 144
References and further reading. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
CHAPTER 4. MEASUREMENT OF HUMIDITY. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1 General. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1.1 Definitions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1.2 Units and scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
4.1.3 Meteorological requirements. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.1.4 Methods of measurement and observation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.1.4.1 Overview of general measurement principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
4.1.4.4 Maintenance: general comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
4.1.5 Implications of the Minamata Convention for humidity measurement . . . . . . . 155
4.2 Electrical capacitance hygrometers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.2.1 General considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.2.2 Electrical capacitance hygrometer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
4.2.3 Observation procedure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.2.4 Exposure and siting. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
4.2.5 Sources of error. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .