Introducción a las observaciones meteorológicas (Parte II)

Climatología práctico 2014

Tipos de observaciones

● De superficie:➔ Estaciones sinópticas convencionales y automáticas➔ Marítimas➔ Agrometeorológicas➔ Aeronáuticas● De altura:➔ Sondeos➔ Aviación● Remotas:➔ Satelitales➔ radares

Características generales de los instrumentos:

● Un instrumento contiene, al menos, un sensor, un dispositivo de acondicionamiento de señal y un dispositivo para visualizar el dato

● Deben ser fiables y precisos● Los instrumentos utilizados habitualmente deberán compararse

directa o indirectamente con los correspondientes patrones nacionales.

● Cualquier cambio de instrumentos debería hacerse de manera que no disminuya el grado de precisión de las observaciones, en comparación con las anteriores. Todo cambio debería ir precedido de un período de transición (dos años por lo menos) durante el cual el instrumental nuevo y el antigua se utilizarán simultáneamente.

Estaciones sinópticas de superficie

● Deben cumplir ciertas características, por ejemplo:

-Área abierta mayor a 7m*10m

-Pasto corto o superficie representativa de la zona

-No debe haber pozos ni terreno inclinado en la vecindad

-Zona alejada de edificios y árboles

Estación convencional

Variables que deben registrar

VARIABLE TIPO DE OBSERVADOR

Tiempo presente Observador meteorológico

Tiempo pasado Observador meteorológico

Temperatura de aire y suelo Termómetro

Humedad del aire Higrómetro

Viento (dirrección y velocidad) Anemómetro

Cobertura nubosa Observador meteorológico

Tipo de nubes Observador meteorológico

Altura de la base de las nubes Observador meteorológico

Visibilidad Visibilómetro /observador meteorológico

Presión atmosférica Barómetro

Radiación solar Radiómetro

Evaporación Evaporímetro

Horas de Sol Heliofanógrafo

Temperatura

● Según OMM: temperatura del aire es la temperatura indicada por un termómetro expuesto al aire en un lugar protegido de la radiación solar directa.

● La unidad para informar la medida es °C.● Se clasifican según el principio físico que use el

sensor: expansión térmica, sensor termoeléctrico, sensor de resistencia eléctrica

Temperatura

1- Expansión térmica: se basan en la diferencia de coeficiente de expansión de dos materiales.

A) Placas bimetálicas

Temperatura

B) termómetro de líquido● Termómetro de máxima

-mercurio

-se instala 2° por encima de la horizontal

-tiene un estrangulamiento que no permite que baje el mercurio

-se mide una vez por día , a las 21 local● Termómetro de mínima

-alcohol

-se instala en posición horizontal

-contiene un índice flotante de metal, con gran resistencia a salir del líquido

-se mide una vez por día, a las 9 AM local

Temperatura

2- Sensor termoeléctrico: son dos metales diferentes unidos, que forman una termocupla.

Se mide la diferencia de voltaje entre ambos metales, que depende de la temperatura.

3-Sensor de resistencia eléctrica: su resistencia eléctrica varía en función de la temperatura.

Higrometría

● El objetivo de las medidas de humedad atmosférica es medir la cantidad de vapor presente en el aire, ya sea mediante su peso, su volumen, presión parcial o porcentaje.

Higrometría- definiciones

● Humedad absoluta (kg/m3)- m.vapor /vol. Aire● Punto de rocío- T a la cual el vapor de agua condensa● Relación de mezcla- m.vapor/m aire seco● Presión de vapor (e)- presión que ejerce el vapor de agua en

equilibrio sobre una superficie de agua

● Humedad relativa- 100*e/es

● Humedad específica (q)- m.vapor/(m.vapor+m.seco)● Temperatura de bulbo húmedo- temperatura que mide un

termómetro de bulbo húmedo, es decir, un termómetro cubierto con agua que se evapora libremente.

Higrometría- medición de humedad relativa

● Par psicométrico● Higrómetro de cabello● Higrómetro eléctrico- resistivos y capacitivos

Barometría

● Queremos medir la presión estática de la atmósfera, que es la fuerza por unidad de área que se ejerce sobre una superficie, en ausencia de movimiento.

● Las unidades son: mbar, hPa, mmHg, atm:

1 atm = 1013 hPa = 1013 mbar= 760 mmHg

Barometría

● Barómetro de mercurio

● Barómetro aneroide

Barometría-errores en las medidas

● Presión dinámica del viento que puede sumarse a la presión estática.

● La densidad del mercurio es función de T, por lo tanto, la lectura va a presentar algun coeficiente lineal de expansión. Este efecto debido a T, se compensa midiento la T del termómetro adjunto y luego se realiza una corrección por temperatura.

● La gravedad local debe ser conocida con precisión y luego efectuar una corrección por gravedad.

● La presencia de gas por encima del mercurio en el tubo puede causar errores.

● La tensión superficial del mercurio puede causar una depresión en la columna de Hg.

● El barómetro debe permanecer vertical.

● La presencia de pequeñas burbujas de aire en el Hg.

Anemometría

● La exposición de los instrumentos de medición del viento debe hacerse en terreno depejado (distancia a cualquier obstáculo es 10 veces su altura) y a una altura de 10 m sobre el nivel del suelo.

● La dirección del viento se expresa en grados y la velocidad en m/s

● Se informa el valor escalar medio de los 10 minutos antes de la observación sinóptica.

Anemometría

● Anemómetro de copelas: la velocidad del viento está asociada a la velocidad de rotación de las copelas. La veleta indica la dirección del viento.

● Anemómetro sónico: mide la velocidad de propagación del sonido. Consiste en sensores que envían señales de sonido y otros que las reciben. Mide el tiempo que demora la señal en atravesar una distancia conocida (en general 20 cm). Es más caro y preciso que el anemómetro de copelas. Tiene grandes errores cuando llueve o nieva.

Precipitación

● La cantidad de precipitación es la suma de la cantidad de precipitación líquida y el equivalente líquido de la precipitación sólida.

● Las cantidades diarias de precipitación deberían medirse con una precisión de 0,2mm.

● Los pluviómetros se deben diseñar y colocar de manera que se reduzca al mínimo los efectos del viento, la evaporación y salpicaduras.

● No debe haber cerca del pluviómetro objetos a una distancia menor que el doble de su altura.

Precipitación

● Pluviómetro mecánico: registra la lluvia acumulada en cierta cantidad de tiempo. Tiene 3 partes: un recipiente que recibe la muestra, un embudo que lleva el agua desde el recipiente al receptor y el almacenamiento, que tiene una escala gravada.

● Cangilómetro: esta compuesto de un balancín con 2 recipientes idénticos, uno de los cuales está siempre por debajo del embudo. Al llenarse el primer recipiente, el peso del mismo hace que la precipitación acumulada se vuelque y que el segundo recipiente quede debajo del embudo. Un procesador cuenta la cantidad de veces que cada recipiente se vació.

● Ópticos: detectan el pasaje de agua y nieve mediante el envío de rayos y la detección con fotodetectores.

Radiación

● Radiómetro: instrumento que mide la cantidad de radiación solar (directa y difusa) recibida desde todo el hemisferio celeste sobre una superficie horizontal terrestre. Unas placas pintadas de blanco y negro actúan como sensores. Las placas negrasa se calientan más , debido a que absorben más radiación. Se mide la diferencia de temperatura entre placas negras y blancas.

Horas de Sol

● Heliofanógrafo: el valor de umbral de la insolación debería corresponder a una irradiancia solar directa de 120 W/m2

Evaporación

● Tanque A- mide la evaporación potencial. Este es un tanque cilíndrico de lámina galvanizada, de 1,21 m de diámetro y 25 cm de profundidad. Se coloca sobre una plataforma de madera de 10 cm de alto, perfectamente horizontal.

● Se mide el volumen de agua necesario para mantener el nivel constante, en la unidad de tiempo, que puede ser 6, 12 ó 24 horas. El volumen de agua consumido se transforma en mm de agua evaporada por unidad de tiempo.

Nubosidad

● Se mide tipo de nubes, altura de la base de las nubes y porción de cielo cubierto.

Altura de la base de las nubes

● Nefobasímetro: emite verticalmente luz de láser y registra el tiempo que demora en volver la reflexión.

Visibilidad

● Se define como la distancia máxima a la que se puede identificar un objeto de características definidas.

● El instrumento consta de sensores y receptores de luz. Envía un haz de luz y diferentes receptores a distintas distancias registran cuánta luz llega.

● Cuando se carece de visibilímetro se ubican en un mapa los objetos facilmente reconocibles que están en los alrededores de la estación. El trabajo del observador es definir cuáles se llegan a identificar.

● Se dice que hay niebla cuando la visibilidad es menor a 2km y neblina cuando es mayor a 2 km pero menor a 10 km.