I.
INTRODUCCIÓN
Los fenómenos atmosféricos, que constituyen el tiempo y clima, son el resultado dela conjunción de una pequeña parte de las fuerzas naturales, a las que el hombre está sometido; sin embargo, la complejidad de las interacciones entre los elementos bióticos y abióticos, requieren de un estudio multidisciplinario, cuyo objetivo consiste en mejorar la compresión de la actuación global de la atmosfera sobre la naturaleza y sobre las actividades humanas. La presente practica trata acerca de la visita que se realizó a la estación Meteorológica Agrícola Principal (MAP) “Alexander Von Von Humboldt”; ubicada en el campus de la Universidad Nacional Agraria La Molina de Lima; donde se tomó conocimiento de los instrumentos y equipos que miden la temperatura, radiación solar, viento, humedad precipitación, evaporación y presión atmosférica. Siendo de gran importancia para el desarrollo del presente modulo el reconocimiento instrumental y sus mediciones. Todos los seres vivos de la tierra nos encontramos inmerso en la atmósfera y nuestro desenvolvimiento en la vida diaria va a depender de la calidad de atmósfera que tengamos y de la evolución y de los fenómenos atmosféricos. Cabe recordar que no hay actividad humana que sea independiente de los fenómenos y procesos físicos atmosféricos. El estudio de los procesos físicos atmosféricos nos ayudará a entender porque la atmósfera se comporta tal cual es, porqué se comportó en forma diferente en el pasado y que variables afectarán su comportamiento en el futuro. Conociendo el comportamiento de la atmósfera podemos aplicar este conocimiento al aspecto agrícola, como puede ser la época de siembra, la prevención de heladas, pronóstico de sequías, incidencias de plagas, etc. También se puede aplicar este conocimiento a las actividades de navegación aérea y marítima como puede ser reducción de la visibilidad horizontal por las nieblas y/o fenómenos que afectan a las aeronaves como son los casos de engelamiento1 en ciertos niveles de la atmósfera. Recientemente se está incursionando en trabajos biometeorológicos como son: la ocurrencia de alergias, enfermedades bronquiales con determinadas características de la atmósfera. La congelación atmosférica o engelamiento sucede cuando gotas de agua en la atmósfera se congelan y crea una capa de hielo en los objetos que tienen contacto con este tipo de atmósfera.
1
II.
OBJETIVOS
III.
Conocer los equipos e instrumentos instrumentos que existe existe en la estación estación Alexander Von Humboldt. Humboldt. Comprender la importancia de una estación Meteorológica. Reconocer las características características generales y la función función rutinaria de cada cada uno de los componentes de una estación Meteorológica.
FUNDAMENTO TEORICO
a. CRITERIOS PARA METEOROLÓGICA
LA
INSTALACIÓN
DE
UNA
ESTACIÓN
-Relieve. En el estudio del clima se ha determinado que en un área existen variaciones de temperatura, precipitación, dirección y velocidad del viento, etc., debido a la configuración, aislamiento, orientación y discontinuidad que se presentan en dicha área. -Factores geográficos. Es necesario considerar la cercanía al nivel del mar, y en áreas continentales la proximidad de almacenamiento de aguas naturales o artificiales. -Cuencas hidrológicas. Debido a las variaciones que se presentan en una cuenca hidrológica, se requiere la correcta delimitación de ésta para poder ubicar la estación en los sitios representativos. -Naturaleza del suelo. La naturaleza del suelo relacionada con el conocimiento de parámetros meteorológicos es determinante en el entendimiento de cómo se representan los procesos de erosión, escurrimiento, recarga de acuíferos, etc., por lo que es necesario considerar los sitios representativos de los principales tipos de suelo. El suelo donde se encuentra ubicada la Estación debe estar cubierta de un pasto natural de la región que se mantendrá corto de temporal y sólo en condiciones extremas, y se debe conservar limpio de vegetación natural o inducida. -Vegetación natural. Los elementos meteorológicos como la radiación, temperatura, precipitación, evaporación, etc., establecen las condiciones climáticas en las que se desarrollan los diferentes tipos de vegetación natural, por lo que, para el estudio de ésta, se requiere tomar en cuenta las áreas representativas de las diferentes formaciones vegetales. Un radio de 50 metros alrededor de la Estación deberá ser de vegetación natural de la zona, siempre que no exceda la altura permisible. -Cultivos. Debido a la interacción que existe en el crecimiento y desarrollo de los cultivos y los elementos meteorológicos, se deben tomar en cuenta en el área donde predomina cierto cultivo, por ejemplo, en una zona cañera, cafetalera, maicera, etc. Por ningún motivo poner cultivos dentro de la Estación o crear condiciones que puedan afectar por su cercanía la acción
normal de los instrumentos, principalmente el ambiente inmediato en lo referente a radiación, temperatura, humedad y vientos.
-Zonas urbanas e industriales. En estas zonas, la necesidad de contar con datos como, por ejemplo, respecto a la precipitación, principalmente, es de primordial importancia, ya que el recurso agua tiene un uso intensivo, y este dato se requiere para la dotación de ciertos servicios indispensables a la población como sanidad, agua potable, desagües, contaminación, etc. -Representatividad. El lugar donde se ubicará la Estación debe contar con características muy similares al paisaje natural de la l a región. -Emplazamiento despejado. El terreno donde se instalará la Estación debe estar libre de obstáculos naturales o artificiales (árboles, edificios, etc.), los cuales deberán estar a una distancia equivalente a diez veces su altura, ya que éstos obstruyen el libre trayecto de los parámetros que se han de observar o registrar. -Terreno. El terreno seleccionado para la estación debe estar transversal a los vientos dominantes y perfectamente nivelados y no deberá presentar depresiones, ya que esto provocará problemas en época lluviosa, como inundación, y en el acceso a la toma de las observaciones, por lo cual el terreno deberá estar nivelado. El terreno estará cercano a una fuente de energía eléctrica, para los aparatos que trabajan por impulso eléctrico y para ofrecer facilidad en la toma de lecturas durante la noche. Debe estar colocado en un lugar cuyas condiciones físicas y legales aseguren que la Estación permanecerá en este lugar, por un número indefinido de años. -Cercanía al observador . Tiene mucha importancia que el observador viva cerca de la Estación, por la constante vigilancia que debe tenerse sobre el instrumental, así como para evitar la dificultad de trasladarse a la Estación. -Fácil acceso. Es de primordial importancia ubicar las Estaciones en los sitios más apropiados con un fácil acceso tanto para la instalación en sí de la Estación, como para el traslado del observador. La selección del lugar está condicionada a la consideración de los factores anteriores. -Infraestructura. Se hace necesario anexar a la Estación las construcciones que servirán de oficina, mantenimiento, calibración y almacenaje de instrumental y sus refacciones, así como para mantener organizados para fácil consulta todos los registros meteorológicos, además para trabajos de índole administrativo y de servicio personal, por último, para lo s equipos que tienen sus registradores, las computadoras y los colectores de datos de equipo de control remoto. Procurar evitar al máximo los pasillos de cemento, a fin de no interferir o crear condiciones que modifiquen la acción natural de los elementos meteorológicos, principalmente las referentes a temperaturas y radiación; en caso necesario poner caminos en forma de huellas.
b. CLASIFICACIÓN De acuerdo a lo establecido por la Organización Meteorológica Mundial Mundial (OMM), las estaciones meteorológicas se clasifican de la siguiente manera: Cuadro #1: Clasificación de estaciones meteorológicas
Fuente: SENHAMI
Como se puede observar una estación meteorológica puede tener diferentes fines, dependiendo de los propósitos para los cuales fue instalada. La información se utiliza en varias aplicaciones u observaciones adicionales que le dan sus características. Por consiguiente, en una estación meteorológica pueden conjugarse dos o más categorías simultáneamente.
IV. 4.1.
MATERIALES Y METODOS Materiales:
4.2.
Cámara fotográfica. Cuadernos de Apuntes. Útiles de escritorio. Grabador de voz Metodología:
Visita guiada
V.
DESARROLLO DE LA PRACTICA
5.1.
Ubicación Geográfica Nombre de la estación Ubicación por coordenadas Tipo de estación
5.2.
Alexander Von Humboldt Latitud:12°4'55"S Longitud: 76°56'20"W categoría de Meteorológicas Agrícolas Principales (MAP)
INSTRUMENTOS/EQUIPOS DE LA ESTACIÓN METEOROLOGICA ALEXANDER VON HUMBOLDT
Abrigo Meteorológico también llamado casilla o garita, es una estructura de medidas estandarizadas que sirve de protección a los instrumentos de una estación meteorológica. meteorológica . Se pinta con esmalte de color blanco. El diseño protege los instrumentos de medición de la temperatura, de la radiación radiación directa del sol, de la radiación terrestre nocturna, precipitación y precipitación y condensación, mientras que al mismo tiempo permite una adecuada ventilación. El piso del abrigo se encuentra a 1,50 m sobre el nivel del suelo, y tiene una serie de tablas interespaciadas para la circulación de aire. La parte superior está cerrada con tablas y presenta una pequeña chimenea para evitar condensaciones. La puerta está ubicada de tal forma que los rayos solares no incidan sobre los aparatos (psicrómetro ( psicrómetro,, evaporímetro, evaporímetro, termómetros de termómetros de máxima y de mínima y termohigrógrafo) termohigrógrafo) que están alojados dentro al abrir la puerta. Figura #1: Abrigo meteorológi meteorológico co
Fuente: Fuente:www.franconhermano www.franconhermanos.com/images/caseta_ s.com/images/caseta_01262x197.jpg 01262x197.jpg?crc= ?crc= 263394437
Termómetro de Máxima Consta de un termómetro ordinario, cuyo tubo tiene interiormente cerca del depósito una estrangulación: cuando la temperatura sube, la dilatación de todo el mercurio del depósito empuja con suficiente fuerza para vencer la resistencia opuesta por la estrangulación; en cambio, cuando la temperatura baja y la masa de mercurio se contrae, la columna se rompe, quedando, por consiguiente, su extremo libre en la posición más avanzada que haya ocupado durante todo el intervalo. Figura #2: Termómetro de Máxima
Fuente: Fuente:web.uaemex web.uaemex.mx/dcultur/MU .mx/dcultur/MUSEOS/Observatorio/in SEOS/Observatorio/instrumentos/_D strumentos/_DSC037 SC037 1web.png
Termómetro de Mínima Es de alcohol y lleva en su interior un índice de esmalte sumergido en el
líquido. Cuando la temperatura sube, el alcohol pasa fácilmente entre las paredes del tubo y el índice, y éste no se mueve; en cambio, cuando la temperatura baja, el alcohol arrastra en su movimiento de retroceso dicho índice porque éste encuentra una resistencia muy grande a salir del líquido. La posición del índice indica, por tanto, la temperatura más baja alcanzada. Figura #3: Termómetro de Mínima
Fuente: mume.lomg.ne mume.lomg.net/noticias/011_ t/noticias/011_Termometro_ Termometro_de_minima.jp de_minima.jpg g
Termómetro Ambiental Para medir la temperatura ambiental se utilizan muchos tipos de medidores que permiten permiten evaluar los factores que afectan el clima. Sin embargo, para evaluar la temperatura ambiental conviene tener algunos recaudos, según la medición sea en el interior o al aire libre. Al hacer la medición del aire, si es en el exterior conviene alejar el termómetro
ambiental de los rayos del sol, es decir ubicarlo a la sombra y alejarlo de cualquier emisor artificial de calor, para no alterar sus resultados. Al medir la temperatura dentro de un ambiente cerrado se debe colocar el termómetro en una pared que no reciba mucha corriente de aire o calor. Figura # 4: Termómetro Ambiental
www.laboratorioescolar.co ratorioescolar.com/productos/bi m/productos/big/TERMOMETROg/TERMOMETROFuente: www.labo AMBIENTAL--10-50-GRADOS-C-40 AMBIENTAL--10-5 0-GRADOS-C-401531.jpg 1531.jpg
Termohigrógrafo Es un aparato que registra en una gráfica las temperaturas t emperaturas y la humedad relativa. Es un equipo esencial para el estudio del clima. Es importante saber la temperatura máxima o mínima, pero quizás es más interesante saber a qué hora se ha producido ésta; lo mismo pasa con la humedad. Consiste en un tambor que funciona mediante un sistema de relojería, que da una vuelta por semana, junto con los sensores de humedad y de temperatura. El principio del higrómetro consiste en un haz de cabellos, el cabello humano desengrasado tiene la virtud que cambia de longitud según sea la humedad del aire. El termómetro es del sistema bimetal (está formado por dos metales) en forma de aro y abierto por un extremo. Las variaciones de temperatura hacen que el termómetro se dilate con el calor o el frío y estas variaciones son transmitidas a la plumilla que traza la gráfica en el tambor. Figura #5: Termohigrógrafo
Fuente::www.promu Fuente www.promuseum.fr/_upload seum.fr/_upload/ressources/p /ressources/photos/C713/vi hotos/C713/vignettes/C713X_t gnettes/C713X_t humb_241.jpg
Psicómetro Es un aparato utilizado en meteorología para medir la humedad relativa o contenido de vapor de agua en el aire. El psicrómetro, mucho más preciso, requiere el cálculo de la humedad relativa a partir de la lectura de dos temperaturas (la de un termómetro expuesto al aire ambiente, y la de un segundo termómetro cuyo bulbo se mantiene permanentemente húmedo), para lo que se deben utilizar tablas de doble entrada, gráficos psicrométricos, o más recientemente, programas de ordenador que realizan los cálculos. Cuando es necesario disponer de una máxima precisión de los valores de la humedad relativa del aire, también se debe tener en cuenta en los cálculos la presión atmosférica del aire. Figura #6: Psicrómetro August
Fuente: http://3.bp.blogspot.com/1FW2n9SoBPQ/TVXfWlvsg6I/AAAAAAAAKvo/mMI0h4m jjo/s1600/g+psicrometro.jpg
Heliofanógrafo de Campbell – Stokes (Heliógrafo)
Es un instrumento que mide la cantidad de horas de sol (en horas y décimos) durante el día de un lugar determinado. El brillo solar lo suficientemente intenso (energía suficiente) y concentrada en un rayo de luz intenso se convierte en calor, que al incidir sobre una superficie oscura ubicado en el punto focal se provoca un quemado. Es el efecto de esta energía que se usa como registrador. El eje de este instrumento debe estar en el plano meridiano, coincidiendo con el eje de la tierra, entonces hace falta orientar el plano vertical que pasa por
el eje, e inclinarlo a un ángulo igual a la latitud del lugar. Hay que elegir el lugar de instalación de tal forma que nunca se produzcan sombras sobre el aparato. Se utilizará un pilar con su plataforma perfectamente horizontal para afinar la nivelación que lleve tornillos niveladores y que en la base va provisto de una burbuja. La orientación se consigue con la burbuja hasta lograr que al mediodía el foco de la esfera de cristal esté sobre la línea del mediodía de la banda. En la Estación Alexander Von Humboldt de La Molina la banda se cambia cada 19 horas. Figura #7: Heliógrafo
Fuente: Propia
Piranómetro esférico de Bellani Este instrumento es un totalizador y no es un Piranómetro en el exacto sentido de la definición establecida, porque la superficie receptora es esférica y no plana. Es útil para estimar la radiación total incidente en un cuerpo libremente expuesto, como el caso de un árbol o una planta. Está constituido por dos esferas concéntricas unidas a una bureta vertical graduada hasta 40 cm. La esfera externa es de vidrio incoloro y la interna de cobre pintado de plomo. La bureta está unida con la esfera de cobre, mediante un tubo capilar de forma tal que constituyen, un reservorio interno del elemento sensible que este caso es alcohol etílico puro. Al incidir la radiación directa y difusa, incidente y reflejada (radiación circunglobal), la esfera de cobre aumenta su temperatura, que ocasiona que parte del alcohol se evapore hacia el capilar para posteriormente
condensarse a lo largo de la bureta que se encuentra a menor temperatura. La cantidad de alcohol acumulado en un tiempo determinado es directamente relacionada con la radiación total interceptada en onda corta por la esfera de cobre. Si se requiere medir solo la radiación directa y difusa incidente, mas no la reflejada, se dispone el Bellani en un tubo cilíndrico enterrado verticalmente, de tal forma que el tope de la esfera de vidrio del instrumento quede al mismo nivel del suelo. A fin de disponer el Bellani para las observaciones, es necesario girarlo 180º vertical desde su posición normal, con el objetivo de almacenar el alcohol de la bureta en el reservorio interno de la esfera de cobre; luego de esto el instrumento es colocado en su posición normal. Figura #8: Piranómetro esférico de Bellani Fuente: Propia
Piranómetro de Moll – Gorzinsky (solarímetro) Es uno de los instrumentos de radiación que goza de mayor exactitud. Su elemento sensible lo constituye una serie de láminas (28) de magnesio ennegrecido y dispuesto alternadamente formando 14 termocuplas. En vez de estar pintadas pint adas de blanco, unos conjuntos de láminas se encuentran en buen contacto térmico, pero no eléctrico con un bloque de estaño, con el propósito de minimizar los cambios de temperatura. Las termocuplas restantes activas permiten registrar la fuerza electromotriz generada por el calentamiento. El sistema sensible está dispuesto dentro de una doble cúpula de vidrio para eliminar al máximo el efecto de la convección. Con este equipo se puede medir el albedo de una superficie, orientando el elemento sensible hacia la superficie horizontal reflejante, para medir la radiación solar reflejada en onda corta. Este instrumento sirve para medir radiación incidente o global. Las lecturas están dadas en milivoltios (mv), por lo que para convertirlas en unidades de energía cada instrumento tiene su respectiva constante. Figura # 9: Solarímetro
Fuente: Propia
Geotermómetros Las temperaturas del suelo son medidas usando termómetros introducidos a diferentes profundidades. La superficie del sueleo suele tener por lo menos dos coberturas: Suelo desnudo, cubierto con pasto o cubierto con hojarasca. Las profundidades típicas para las medidas de temperaturas del suelo son 5, 10, 15, 20, 50 y 100 cm., por debajo de la superficie. Para profundidades de 5, 10, 15 y 20 cm., los termómetros suelen ser de vidrio, con una prolongación doblada en cierto ángulo, el cual es introducido verticalmente en el suelo, en la parte superior, la escala del termómetro forma cierto ángulo con la vertical, para facilitar la lectura. Para profundidades de 50 y 100 cm., los termómetros van protegidos dentro de un cilindro de material aislante, con un extremo metálico.
Figura #10: Geotermómetros
Fuente: Propia
Evaporímetro Piché Utilizado para medir la evaporación potencial. Está constituido por un tubo de vidrio de aproximadamente 34 cm. de longitud, abierto en uno de sus extremos y cerrado por el otro (en donde posee una oreja o argolla para colgador). En el tubo está marcada en forma creciente la escala del instrumento, que lo divide en treinta intervalos de 1 mL. (1 cm3) cada uno (desde 0 a 30 mL.) además de 10 graduaciones de una décima de milímetro entre cada milímetro. El tubo se llena de agua (destilada o de lluvia), luego se tapa el extremo abierto con un disco de papel secante, de 3 cm. de diámetro, que se sujeta con una arandela acerada. Se suspende (cuelga) el tubo boca hacia abajo, impregnándose en todo el disco de papel (por capilaridad) agua y a través de él se produce la evaporación. Figura #11: Evaporímetro Piché
Fuente: Propia
Tanque de evaporación Está constituido por una tina de forma cilíndrica de 0. 25 m. de profundidad por 1.24 m. de diámetro interior, de latón galvanizado u otro metal resistente a la corrosión, dentro del cual se deposita agua pura o de lluvia. La base del tanque debe estar apoyada sobre un enrejado o parrilla de madera pintada de blanco, resistente a la l a humedad del suelo, se le puede hacer un tratamiento previamente con un protector efectivo de la madera (brea, alquitrán). Se requiere absoluta horizontalidad, de manera que el fondo del tanque quede apoyado perfectamente sobre el enrejado. Para medir la evaporación de una superficie libre de agua se controlan los cambios del nivel del agua en el tanque, para esto se utiliza un medidor o un tornillo micrométrico en forma de gancho. Este medidor consiste en una barra (de bronce) en la que se encuentra impreso una escala métrica en cm. y mm. La escala tiene un sentido creciente de arriba hacia abajo. Adjunta a esta se encuentra siempre sumergido un gancho (con la punta hacia arriba). Para desplazar la rejilla que contiene al gancho se emplea un tornillo micrométrico (para desplazamientos muy pequeños). Figura #12: Tanque de evaporación
Fuente Propia
VI.
CONCLUSIONES o
Se reconoció reconoció la importancia que tiene cada instrumento instrumento y equipos, las cuales brindan información a SENAMHI, el cual recopila los datos para el pronóstico diario del tiempo.
Los datos que proporcionan proporcionan las estaciones estaciones meteorológicas meteorológicas son muy importantes para cualquier actividad económica, así como para la misma ingeniería ambiental
Hemos observado observado los diferentes equipos equipos que se utilizan en la medición de los diferentes factores del clima.
VII.
BIBLIOGRAFIA SENAMHI (S.F.) La Meteorología Meteorología cap. 2. Lima, Perú. RECUPERADO DE: http://www.senamhi.gob.pe/main_down.php?ub=mmt&id=cap2
Centro de Estudiante de
la UCA (S.F.) INSTRUMENTOS
METEOROLOGICOS. Buenos Aires, Argentina. RECUPERADO DE: http://ceiucaweb.com.ar/documentos/2-ambiental/3er-anio-1ercuatri/meteorologia/apunte/instrumentos_met.pdf
