ESTACIONES METEREOLOGICAS E INSTRUMENTOS

WEATHER STATIONS AND INSTRUMENTS

Ángela Correa- Estudiante Séptimo semestre Ing. Civil- UMNG- Cajicá, Colombia- u5500007@unimilitar.edu.co

Ginna Pulido-Estudiante séptimo semestre Ing. Civil- UMNG- Cajicá, Colombia- u5500025@uninilitar.edu.co.

Camilo Beltrán-Estudiante sexto semestre Ing. Civil-UMNG-Cajica, Colombia- u5500046@unimilitar.edu.co

Fecha de Recepción: 13 de septiembre de 2015

RESUMEN

En el siguiente artículo veremos las diferentes estaciones existentes para los estudios meteorológicos para que sirven y los instrumentos que se utilizan en cada una de ellas. Una estación meteorológica es una instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto para la elaboración de predicciones meteorológicas a partir de modelos numéricos como para estudios climáticos.

Palabras Claves: Estación metereológica, Pluviografo, Pluviometro, Higrometro, Geotermografo, Anemografo.

ABSTRACT

In the following article we will see the different existing stations for meteorological studies to serve and instruments used in each. A weather station is facilities designed to measure and record various meteorological variables regularly. This data is used both for making weather predictions from numerical models to climate studies.

Keywords: Weather Station, pluviograph, rain gauge, hygrometer, thermometer, anemograph.

INTRODUCCION

La estación  es un equipo que está destinada para medir y registrar diversas variables  meteorológicas en tiempo determinado y se utiliza para la elaboración de predicciones a partir de modelos numéricos como para estudios climáticos.

La estación está constituida por los siguientes componentes:

Sensores aéreos Consola y Software

Las estaciones meteorológicas miden las siguientes variables:

Temperatura exterior (que permite determinar la Tmax y Tmin)

Temperatura de rocío Presión atmosférica Humedad relativa exterior Magnitud y dirección del viento Precipitación Tasa de precipitación Radiación solar Radiación ultravioleta (UV)

ESTACION PUVIOMETRICA (PM): La finalidad principal de una estación pluviométrica es la elaboración de la climatología de la zona en la que se encuentra. Una estación pluviométrica en la estación principal encargada de medir la lluvia, muchas veces dentro de una estación meteorológica mayor. Estas estaciones se mantienen a menudo por las autoridades encargadas del agua en un país para sus propios fines, a pesar de las sirven son muchas veces para las redes meteorológicas.

MATERIALES O EQUIPO

Básicamente lo que se usa en una estación pluviométrica es el medidor de lluvia conocido como pluviómetro, un tipo de instrumento utilizado por los meteorólogos e hidrólogos para recoger y medir la cantidad de precipitación líquida durante un Período determinado de tiempo. La mayoría de los pluviómetros en general miden la precipitación en milímetros aunque a veces se informa como pulgadas o centímetros. Las cantidades pluviométricas se leen de forma manual o por AWS (Estación Meteorológica Automática). La frecuencia de las lecturas dependerá de los requisitos de la agencia o país en cuestión. En algunos países se complementarán el observador meteorológico pagado con una red de voluntarios para obtener los datos de precipitación para las zonas poco pobladas pero con una agricultura que necesita esta información. Limitaciones y Problemas de la Estación pluviométrica Las estaciones pluviométricas tienen sus limitaciones. El intento de recoger los datos de lluvia en un huracán puede ser casi imposible y poco fiable (incluso si el equipo sobrevive). Además, los pluviómetros sólo indican lluvias en un área localizada. Para prácticamente cualquier equipo, las gotas se adhieren a las paredes o el embudo del dispositivo de recogida, de tal manera que las cantidades son a veces subestimadas. Otro problema encontrado es cuando la temperatura está cerca o por debajo de cero. La lluvia puede caer en el embudo y la nieve puede acumularse en el

medidor y no permitirá que más lluvia pase a través. Más allá de esto la estación pluviométrica es un recurso valioso en todo el mundo. (Wikipedia)

ESTACION CLIMATOLOGICA PRINCIPAL (CP): Es aquella en la cual se hacen observaciones de precipitación, temperatura del aire, temperaturas máxima y mínima a 2 metros, humedad, viento, radiación, brillo solar, evaporación, temperaturas extremas del tanque de evaporación, cantidad de nubes y fenómenos especiales. Gran parte de estos parámetros se obtienen de instrumentos registradores.

ESTACION CLIMATOLOGICA ORDINARIA (CO): Es aquella en la cual se hacen observaciones de temperatura del aire y precipitación, primordialmente. Poseen muy poco instrumental registrador. Algunas llevan instrumentos adicionales tales como tanque de evaporación, heliógrafo y anemómetro.

MATERIALES E INSTRUMENTOS

a. Aquellos instrumentos que miden la Temperatura del aire son el Termómetro y el que genera un registro para el estudio climatológico es el Termógrafo

Ilustración 1 termómetro

Ilustración 2 Termógrafo

b. Aquellos que miden las Temperatura del agua también es el Termómetro, el Batitermógrafo y del suelo el geo termógrafo.

Ilustración 3 Batitermógrafo

Ilustración 4 Geo termógrafo

c. Aquellos que miden la Humedad atmosférica son el Higrómetro y el instrumento que registra los datos para un estudio climatológico es el Higrógrafo.

Ilustración 5 Higrómetro)

d. Aquellos instrumentos que miden la Precipitación son el Pluviómetro y el encargado de registrar los datos para el estudio climatológico es el Pluviógrafo.

e. Aquellos instrumentos que miden la Evaporación es el Tanque de evaporación y el que registra los datos es el Evaporígrafo.

Ilustración 6 Evaporigrafo

f. Aquellos instrumentos que se encargan de medir la Velocidad y dirección del viento son el Anemómetro y el que registra los

datos para cualquier es el Anemógrafo.

Ilustración 7 Anemómetro

g. Aquellos que miden el grado de insolación son el Heliógrafo, la insolación se refiere al tiempo durante el cual una superficie recibe luz solar.

h. Aquel instrumento que mide la Radiación es el Actinógrafo, la radiación se refiere a la cantidad de energía propagada por el sol en forma electromagnética. (IDEAM).

Ilustración 8. Instrumentos

Teniendo en cuenta la Ilustración 1 corresponde a los instrumentos

utilizados para cada estación, estos son:

Estación Sinóptica Principal (SP): en ellas se efectúan observaciones de los principales elementos meteorológicos en horas convenidas internacionalmente. Los datos corresponden a nubosidad, dirección y velocidad del viento, presión atmosférica, temperatura del aire, tipo y altura de nubes, visibilidad, fenómenos especiales, humedad, precipitación, temperaturas extremas y secuencia de los fenómenos atmosféricos.

EQUIPOS o INSTRUMENTOS:

1. Pluviómetro

Un pluviómetro es un instrumento que mide la cantidad de agua precipitada de un determinado lugar. La unidad de media  es en milímetros (mm). Una precipitación de 5mm indica que si toda el agua de la lluvia se acumulará en un terreno plano sin escurrirse ni evaporarse, la altura de la capa de agua seria de 5mm. Los milímetros (mm) son equivalentes a los litros por metros cuadrados.

El pluviómetro recoge el agua atmosférica en sus diversos estados. El total se denomina Precipitación. (María)

Ilustración 9. Pluviómetro

2. Pluviógrafo

Consiste un embudo de cuello alto de las mismas dimensiones que el empleado en el pluviómetro de Hellman cuyo pitorro está conectado con un mango hasta un sifón. El agua de lluvia cae dentro de él y, al tiempo que se llena, asciende un émbolo sostenido por un material flotable muy ligero, como el poliexpan. Ese émbolo está conectado con una plumilla que deja una marca sobre un papel graduado que está enrollado sobre un tambor que da una vuelta cada 24 horas o bien cada semana.

Por lo general el sifón tiene un recorrido que se completa cuando se han recogido 10l/m2. Así, cada vez que se alcanza esta cifra, el dispositivo se vacía

automáticamente quedándose disponible para iniciar el proceso ininterrumpidamente.(Rey)

Con este ingenioso instrumento no sólo es fácil determinar la cantidad de lluvia caída (aunque cuenta con la principal desventaja que, ante situaciones de lluvias intensas y bruscas, el mecanismo es incapaz de reaccionar de forma correcta, bloqueándose) sino también las horas de lluvia y, lo que es más importante, su intensidad.

Ilustración 10. Pluviógrafo

3. Sicrómetro

Un psicrómetro es un instrumento de medición usado en meteorología que sirve para medir la humedad relativa del aire. Consta de un termómetro

de bulbo húmedo y otro de bulbo seco, de tal manera que la humedad relativa se calcula a partir de la diferencia de temperatura entre ambos aparatos. Los psicrómetros que llevan acoplado un dispositivo capaz de registrar, gráfica o digitalmente, la humedad relativa del aire medida, se denominan psicrógrafos. (GuíasPrácticas.COM )

Ilustración 11.Sicrómetro

4. Anemógrafo Es un aparato meteorológico que se usa para la predicción del tiempo y, específicamente, para medir la velocidad del viento. (No siempre es exacto a menos que sea un anemómetro digital).

El anemógrafo registra continuamente la dirección del viento (m/s) así como su recorrido, y registra ambos valores en dependencia del tiempo, del recorrido del viento y el tiempo, puede obtenerse sin dificultad la velocidad media de cada intervalo de tiempo de observación.En meteorología, se usan principalmente los

anemómetros de cazoletas o de molinete, especie de diminuto molino cuyas cuatro aspas se hallan constituidas por calzoletas sobre los cuales sobre las cuales actúa sobre la fuerza del viento; el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador o registro sobre una banda de papel (anemografa), en cuyo caso el aparato se denomina anemógrafo. (Kepa, 2010)

Ilustración 12. Anemógrafo

5. Heliógrafo

Un heliómetro es un instrumento de medición que sirve para medir la intensidad lumínica solar y la duración de la insolación diaria en un lugar determinado, así como la posición del sol en cada momento, por lo que proporciona información muy

útil en meteorología, ciencia, agricultura, turismo y otros campos. Un heliógrafo es un heliómetro que lleva acoplado un dispositivo capaz de registrar, gráfica o digitalmente, la duración del brillo solar. (Guías Prácticas.COM)

Ilustración 13. Heliógrafo

6. Termógrafo

Es un instrumento de registro electrónico que monitorea y reporta los diversos cambios en las condiciones del medio ambiente en el tiempo.El registrador puede medir temperatura, humedad relativa, intensidad de la luz, voltaje, presión, golpes, y otros. Debido a que son dispositivos autónomos, los registradores son convenientemente utilizados para verificar y controlar la calidad de la manipulación de cualquier producto durante su almacenamiento, transporte o distribución. (EcuRed, 2015)

Ilustración 14. Aparato que registra gráficamente las variaciones de

7. Higrógrafo

Características técnicas: Instrumento consistente en un doble termógrafo y por consiguiente con dos plumillas registradoras. Su órgano de medida son dos láminas bimetálicas, una de las cuales va empapada en agua y sometida al enfriamiento que le causa la evaporación de ésta; tambor registrador con mecanismo de relojería de ocho días cuerda. (InstitutoGeográfico Nacional)

Ilustración 15. Higrógrafo

8. Actinógrafo

Se utiliza para medir la radiación solar global diaria.  El censor está formado por tres láminas bimetálicas de iguales dimensiones compuestas por dos metales de distintos coeficientes de dilatación. La lámina central está ennegrecida con una pintura de alto poder absorbente, en consecuencia lámina negra se calienta más que las blancas, esta diferencia de temperatura que es aproximadamente proporcional.  Posee una pluma inscriptora que registra sobre una faja de papel el desplazamiento producido, esta se coloca sobre un tambor que gira con velocidad constante mediante un sistema de relojería.   Todo está protegido por una caja metálica que posee una cúpula semiesférica transparente a la radiación global, por debajo se  encuentran el censor y el disco que tiene un objeto impedir el paso de la radiación al interior del actinógrafo, debe instalarse perfectamente horizontal, la cúpula semiesférica se orienta hacia arriba para que reciba radiación en un Ángulo sólido de 180°  las láminas sensibles o bimetálicas queden orientadas en la dirección Este-Oeste al norte para las estaciones del hemisferio norte y hacia el  hemisferio sur.(INSIVUMEH)

Ilustración 16. Actinógrafo

9. BarómetroInstrumento para medir la presión atmosférica, la cual se equilibra con el peso de una columna de mercurio. Las unidades son el milímetro de mercurio (mm Hg), el milibar (Mb) o el hectopascal (hPa).

Ilustración 17. Barómetro

10.Micro barógrafo

Barómetro registrador cuyo metro registrador cuyo

elemento sensible este elemento sensible está constituido por una serie constituido por una serie de cápsulas e en las que se ha hecho el vacío y que se o y que se dilatan o se contraen según la presión disminuya o aumente. Este barómetro es muy sensible e inscribe es muy sensible e inscribe sobre una escala muy sobre una escala muy agrandada las variaciones agrandada las variaciones de presi de presión de corto n de corto periodo, lo cual le confiere periodo, lo cual le confiere una mayor precisión una mayor precisión. (UdelaR)

Ilustración 18. Micro barógrafo

Estación Sinóptica Suplementaria (SS): al igual que en la estación anterior, las observaciones se realizan a horas convenidas internacionalmente y los datos corresponden comúnmente a visibilidad, fenómenos especiales,

tiempo atmosférico, nubosidad, estado del suelo, precipitación, temperatura del aire, humedad del aire y velocidad y dirección del viento.

EQUIPOS o INSTRUMENTOS:

Los equipos utilizados para esta estación son:

1. Pluviómetro2. Pluviógrafo3. Sicrómetro4. Anemógrafo

Estos son también utilizados para la estación SP, que anteriormente ya fueron definidos.

Estación Agro meteorológica (AM): se realizan observaciones meteorológicas que ayudan a determinar las relaciones entre el tiempo y el clima, por una parte, y el desarrollo de cultivos agrícolas y animales, por la otra. Incluye el mismo programa de observaciones de la estación CP, más registros de temperatura y eventualmente humedad, a varias profundidades (hasta un metro) y en la capa cercana al suelo (0, 10 y 20 cm sobre el suelo).

EQUIPOS o Instrumentos

Para está estación se utiliza los instrumentos que ya se describieron para la estación SP, y adicionalmente los que se muestran a continuación, estos son:

1. Tanque de evaporación

Tienen como principio común la medida del agua perdida por evaporación de un depósito de regulares dimensiones. Los distintos modelos se diferencian entre sí en tamaño, forma y ubicación en el terreno. Están concebidos para medir la evaporación en embalses o grandes lagos y en general se sitúan próximos a ellos. Generalmente con ellos se obtienen medidas superiores a la evaporación real por lo que precisan de correctores que dependen del modelo. (Miliarium)

Ilustración 19. Tanque de Evaporación

2. Geotermómetro

Para medir el termómetro de la temperatura del suelo es un instrumento especial utilizado en la investigación agrícola, universidades, bases experimentales, laboratorios y otros lugares de trabajo, lugares termómetro termómetros de mercurio de vidrio utilizados como una celda de la tabla con la

temperatura, características de alta sensibilidad. Plancha cromo carcasa, resistente a la corrosión. Broca cónica puede ser insertada por debajo de la superficie en el más profundo de 300 mm. Temperatura termómetro metros de tierra se divide generalmente en el suelo, la temperatura de la tubería recta metros de tierra, medidor de la temperatura del suelo tubo curvado, mesa rectangular de cuatro tipos de temperatura del suelo.(swewe)

Ilustración 20. Geotermómetro

3. Rociógrafo

Es un registrador de grafica continua que nos da información sobre el rocío, en base a un sistema de balanza. En un platillo de rejilla se posa el rocío y una pluma unido al mismo lo grafica en una banda. (ONAMET)

CONCLUSIONES

Existen varios tipos de estaciones meteorológicas todas con el fin de dar información sobre el clima así como la hidrología.

Las estaciones que tienes que ver con el clima son la estación climatológica ordinaria (CO) y la estación climatológica principal (CP).

Las estaciones hidrológicas son las estaciones sinópticas secundarias (SP), las estaciones sinópticas principales (SS) y la estación climatológica (AM).

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%C3%B3grafo

Guías Prácticas. COM. (s.f.). Obtenido de Guías Prácticas. COM: http://www.guiaspracticas.com/estaciones-meteorologicas/heliografo

Guías Prácticas.COM . (s.f.). Obtenido de Guías Prácticas.COM : http://www.guiaspracticas.com/estaciones-meteorologicas/psicrometro

IDEAM. (s.f.). MANUAL DEL OBSERVADOR METEREOLOGICO. Recuperado el 13 de 09 de 2015, de MABUAL DEL OBSERVADOR METEOROLOGICO: http://www.bvsde.paho.org/bvsaia/fulltext/colom.pdf

INSIVUMEH. (s.f.). Obtenido de INSIVUMEH: http://www.insivumeh.gob.gt/meteorologia/estacion%20meteorologica.htm

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Kepa, J. (21 de MArzo de 2010). Enseñanzas Náuticas. Obtenido de Enseñanzas Náuticas: https://nauticajonkepa.wordpress.com/2010/03/21/anemografo-anemometro/

María, A. J. (s.f.). IPEM 56 Abraham Juarez Villa María. Obtenido de Abraham Juarez Villa María: http://www.oni.escuelas.edu.ar/2008/CORDOBA/1324/trabajo/index.html

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UdelaR, F. d. (s.f.). Departamento de Ciencias de la Atmósfera. Obtenido de Departamento de Ciencias de la Atmósfera: http://meteo.fisica.edu.uy/Materias/climatologia/peactico_climatologia_2010/Instrumentos%20Meteorologicos.pdf

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