Observaciones meteorológicas (Parte II) Climatología práctico 2015

Transcripción

1 Observaciones meteorológicas (Parte II) Climatología práctico

2 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 etc 2

3 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 3

4 Estaciones sinópticas de superficie Una estación de sinóptica debe registrar (según OMM): Tiempo presente Tiempo pasado Dirección e intensidad del viento Cobertura nubosa Tipo de nubes Altura de la base de nubes Visibilidad Temperatura Humedad relativa Presión atmosférica Precipitación Horas de sol/radiación solar Temperatura del suelo Evaporación 4

5 Estaciones sinópticas de superficie Convencionales y automáticas En ambos casos, los instrumentos se ubican en 3 lugares: Parque meteorológico Abrigo meteorológico (está en el parque meteorológico) Oficina 5

6 Ubicación de los instrumentos Parque meteorológico: Anemómetro Pluviómetro/ Pluviógrafo Heliógrafo Piranómetro Nefobasímetro Tanque de evaporación Casilla meteorólogica o abrigo meteorológico Casilla o abrigo meteorológico: Par Psicrométrico (Termómetro seco y termómetro húmedo) Termómetros de máxima y mínima Evaporímetro Higrógrafo Ofcina meteorológica: Barómetro /Barógrafo 6

7 Parque meteorológico de una estación convencional 7

8 Abrigo meteorológico 8

9 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. 9

10 Temperatura 1- Expansión térmica: se basan en la diferencia de coeficiente de expansión de dos materiales. A) Placas bimetálicas 10

11 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 11

12 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. 12

13 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. 13

14 Higrometría- definiciones Humedad absoluta (kg/m 3 )- 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/e s Humedad específica (q)- m.vapor/ (m.vapor+m.seco) 14

15 Higrometría- medición de humedad relativa Par psicométrico Higrómetro de cabello Higrómetro eléctrico- resistivos y capacitivos 15

16 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 16

17 Barometría Barómetro de mercurio Barómetro aneroide 17

18 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

19 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 19

20 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. 20

21 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 21 objetos a

22 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. 22

23 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. 23

24 Horas de Sol Heliógrafo: el valor de umbral de la insolación debería corresponder a una irradiancia solar directa de 120 W/m 2 24

25 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. 25

26 Evaporación Evaporímetro Piche: Consta de es 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 pueda tapa con un disco de papel filtro. 26

27 Nubosidad Se mide tipo de nubes, altura de la base de las nubes y porción de cielo cubierto. 27

28 Altura de la base de las nubes Nefobasímetro: emite verticalmente luz de láser y registra el tiempo que demora en volver la reflexión 28

29 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. 29