Observaciones meteorológicas (Parte II)

Climatología práctico 2016

Matilde Ungerovich

mungerovich@gmail.com

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Estaciones meteorológicas Diferentes propósitos (aviación, pronóstico, seguros)

Dependiendo del propósito varían:

Ubicación (tierra, agua, aire)

Variables a medir

Instrumentos para medirlas

Intervalos de tiempo entre medidas

Exactitud de las medidas

etc2

Requerimientos generales de los Instrumentos y Mediciones

Los requerimientos más importantes para el instrumental meteorológico :

· Que la incertidumbre sea la requerida para cada variable· Confiabilidad y estabilidad· Facilidad en el mantenimiento, operación y calibración· Diseño sencillo· Durabilidad· Que los costos del instrumental, así como el de sus repuestos no sean elevados

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Una estación sinóptica debe registrar (según OMM):

Tiempo presenteTiempo pasadoDirección e intensidad del vientoCobertura nubosaTipo de nubesAltura de la base de nubesVisibilidadTemperaturaHumedad relativaPresión atmosféricaPrecipitaciónHoras de sol/radiación solarTemperatura del sueloEvaporación

Estaciones sinópticas de superficie

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Estaciones sinópticas de superficie

Convencionales y automáticas

En ambos casos, los instrumentos se ubican en 3 lugares:

Parque meteorológico

Abrigo o casilla meteorológico (está en el parque meteorológico)

Oficina

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Parque meteorológico:AnemómetroPluviómetro/ PluviógrafoHeliógrafoPiranómetroNefobasímetroTanque de evaporaciónCasilla meteorólogica o abrigo meteorológico

Casilla o abrigo meteorológico:Par Psicrométrico (Termómetro seco y termómetro húmedo)

Termómetros de máxima y mínimaEvaporímetroHigrógrafo

Oficina meteorológica:Barómetro /Barógrafo

Ubicación de los instrumentos

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Parque meteorológico de una estación convencional

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Abrigo meteorológico

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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 o sensor de resistencia eléctrica.

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Temperatura

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

A) Placas bimetálicas

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TemperaturaB) 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 local11

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.

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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.

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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.

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Higrometría- medición de humedad relativa

Par psicométrico

Higrómetro de cabello

Higrómetro eléctrico- resistivos y capacitivos

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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

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Barometría

Barómetro de mercurio

Barómetro aneroide

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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.18

Anemometría

La exposición de los instrumentos de medición del viento debe hacerse en terreno despejado (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

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AnemometríaAnemómetro 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.

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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.

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PrecipitaciónPluviómetro 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.

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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.

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Horas de Sol

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

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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.

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Evaporación

Evaporímetro Piche: Consta de un tubo de vidrio de 25 cm de largo y 1.5 de diámetro, abierto por un extremo y cerrado en el otro. En el extremo abierto, se tapa con un disco de papel filtro.

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NubosidadSe mide tipo de nubes, altura de la base de las nubes y

porción de cielo cubierto.

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Altura de la base de las nubes

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

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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 fácilmente reconocibles que están en los alrededores de la estación.

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