UNIVERSIDAD PERUANA UNION FACULTAD DE INGENERIA Y ARQUITECTURA E.P. INGENERIA CIVIL
HIDROLOGIA TRABAJO ENCARGADO:
INFORME DE VISITA A LA ESTACION METEOROLOGICA
PRESENTADO POR: MAMANI CHIPANA, Moisés DOCENTE: Ing. MAMANI CHAMBI, Ecler SEMESTRE: VI-A
Juliaca, noviembre de 2016
INFORME DE VISITA A LA ESTACION METEREOLOGICA Introducción La estación meteorológica es un sitio donde se hacen observaciones del comportamiento de la atmósfera y el medio ambiente. La Organización Meteorológica Mundial recomienda que se instalen en sitios representativos de las condiciones del clima y del suelo. Ningún obstáculo (árboles, edificios, torres) debe proyectar sombras sobre los instrumentos o impedir la libre circulación. El terreno debe estar cubierto de césped corto y debe ser plano y nivelado, de lo contrario podrían producirse inundaciones o dificultar el acceso al mismo; en esta zona, podemos encontrar instrumentos especializados en medir variables meteorológicas como la presión, humedad relativa, temperatura del aire, precipitación, etc., con ayuda del barómetro, aspiro psicrómetro, termómetro de máxima y mínima, pluviómetro, etc. respectivamente. En este informe se pretende desarrollar el tema acerca de los instrumentos de una estación meteorológica, que están dispuestos algunos al aire libre y otros bajo protección para lograr filtrar los efectos indirectos que pueden alterarlas mediciones, se llevara a cabo el reconocimiento fundamentalmente por el método de la observación directa de dichas herramientas y del diálogo interactivo por parte del personal capacitado.
Los fenómenos atmosféricos, que constituyen el tiempo y clima, son el resultado de la 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 realizo a la “Estación meteorológica y climatológica principal de puno” ubicada en el frente del campus de la Universidad Nacional del Altiplano de puno; donde se realizara un 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 curso las mediciones de las precipitaciones y evaporación.
OBJETIVOS Identificar los instrumentos y equipos utilizados para medir los factores climáticos. Describir el funcionamiento de cada instrumento y equipo de medición de los factores climáticos. Reconocer las características y funciones de los instrumentos de la “Estación meteorológica y climatológica principal de puno” Analizar e interpretar los resultados de las mediciones climáticas de la “Estación meteorológica y climatológica principal de puno” Observar las mediciones que son importantes en el desarrollo del curso de Hidrología.
LOCALIZACIÓN La estación meteorológica instalada por el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú – SENAMHI, se encuentra ubicado en el frente del campus de la Universidad Nacional del Altiplano de puno, exactamente en la Av. floral; en la provincia de Puno, en el departamento de Puno. La estación cuenta con las siguientes coordenadas: Latitud sur: 15° 49´ 34.5´´ ; Longitud oeste: 70° 00´ 43.5´´ ; Altitud: 3812 m.s.n.m. Nombre de estación Ubicación de coordenadas Altitud Tipo de estación
“Estación meteorológica y climatológica principal de puno” Latitud sur: 15° 49´ 34.5´´ Longitud oeste: 70° 00´ 43.5´´ 3812 m.s.n.m. Convencional, meteorologica,agricola
DESCRIPCIÓN La “Estación meteorológica y climatológica principal de puno” es un lugar dispuesto por un convenio entre el SENAMHI y la municipalidad de puno que tiene como finalidad obtener datos meteorológicos de esta zona. La estación esta estandarizada a nivel mundial en ciertos aspectos como en las dimensiones de la caseta meteorológica que tiene una altura de 1.20 m. También, existen ciertos aspectos que no cumplen las normas mundiales como por ejemplo la cercanía de las edificaciones y los árboles a la estación meteorológica, estas afectan directamente a los anemómetros y veletas en el caso de la dirección del viento, y a los termómetros en el caso de la temperatura; por eso, los datos que se obtienen de este lugar no son representativos ni útiles para un estudio.
CLASES DE ESTACIONES ESTACIÓN CLIMATOLÓGICA PRINCIPAL: es aquella estación meteorológica que esta provista para realizar observaciones del tiempo atmosférico actual, cantidad, visibilidad, precipitaciones, temperatura del aire, humedad, viento, radiación solar, evaporación y otros fenómenos especiales. Normalmente se realizan unas tres mediciones diarias. ESTACIÓN METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA: es una herramienta por la cual se obtienen datos de los parámetros meteorológicos como temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento, presión atmosférica, lluvia y otros, leídos por medio de sensores eléctricos. Estación meteorológica de monitoreo de contaminación ambiental: es un tipo de estación automatizada en el cual se obtiene la contaminación atmosférica de su entorno, especialmente del dióxido de carbono, óxidos de azufres, óxidos nitrosos, que luego son enviados a una computadora, la cual es revisada por tres operadores capacitados de SENAMHI. INSTRUMENTOS DE LA “ESTACIÓN METEOROLÓGICA Y CLIMATOLÓGICA
PRINCIPAL DE PUNO” Instrumentos que miden la precipitación pluvial Instrumentos fuera de la caseta meteorológica PLUVIÓMETRO: El pluviómetro es un instrumento que mide la precipitación diaria tanto líquida como sólida como granizo, nieve, lluvia, etc. Si fuera una precipitación sólida, se puede medir en primer lugar echando una cantidad exacta de agua hervida (1 litro) y luego, al derretir el granizo o la nieve, se tiene que sacar la misma cantidad de agua echada, para después medirlo con una probeta graduada hecha de plástico.
OTROS TIPOS DE PLUVIOMETROS EXISTENTES
Pluviómetro manual Es un indicador simple de la lluvia caída, consiste en un recipiente especial cilíndrico, por lo general de plástico, con una escala graduada. La altura del agua que llena la jarra es equivalente a la precipitación y se mide en mm. Pluviómetros totalizadores Se componen de un embudo, que mejora la precisión y recoge el agua en un recipiente graduado, el instrumento se coloca a una determinada altura del suelo y un operador registra cada 12 horas el agua caída. Con este tipo de instrumento no se pueden definir las horas aproximadas en que llovió. PLUVIOGRAFO: Registra la precipitación de varios días, en este caso registra durante 5 días por medio de un sistema de relojería interna. Existen más de 100
estaciones de monitoreo de lluvia por parte del SENAMHI , a parte existen otras instituciones que se encargan de este trabajo, la mayoría de estos se utilizan más en la sierra. Se una regularmente para fines agrícolas y civiles, el ingeniero civil que quiere construir una carretera tiene que ver el grado de recepción de agua de ese suelo mediante un estudio de suelo Su banda en donde se registra la precipitación se llama pluviograma, en donde un ascenso significa 10 litros.
Otros tipos de pluviografos
Pluviografo de sifón Consta de un tambor giratorio que rota con velocidad constante, este tambor arrastra un papel graduado, en la abscisa se tiene el tiempo y en la ordenada la altura de la precipitación pluvial, que se registra por una pluma que se mueve verticalmente, accionada por un flotador, marcando en el papel la altura de la lluvia. Si no llueve, el nivel del agua en el recipiente se mantiene constante y por lo tanto la pluma marca una línea recta horizontal. Cuando empieza a llover, el agua que cae en el interior del embudo, mientras que el tambor gira, llega al recipiente y levanta el flotador, la pluma marcará por lo tanto una elevación, en la vertical. Con esta herramienta se puede conocer la precipitación en el tiempo. Cuando la pluma alcanza el borde superior de la tira de papel, significa que el nivel en el depósito corresponde a la punta de la cánula, a continuación, una operación se activa para vaciar el recipiente haciendo bajar el flotador rápidamente, lo que corresponde a una línea vertical en el gráfico
Pluvipografo de doble cubeta basculante El embudo conduce el agua colectada a una pequeña cubeta triangular doble, de metal o plástico, con una bisagra en su punto medio. Es un sistema cuyo equilibrio varía en función de la cantidad de agua en las cubetas. La inversión se produce generalmente a 0,2 mm de precipitación, así que cada vez que caen 0,2 mm de lluvia la báscula oscila, vaciando la cubeta llena, mientras comienza a llenarse la otra. Cada vez que la cubeta doble se mueve, este movimiento es registrado en la banda de papel que avanza a velocidad constante, al final del día contando el número de veces que la cubeta se ha movido, y multiplicándola por la precipitación que ocasiona su movimiento, se tendrá la precipitación caída en el día o en un intervalo de tiempo menor, con una precisión de 0,2 mm. Últimamente los pluviómetros disponibles en el mercado son digitales, registrando el movimiento de las cubetas por medio de sistemas electrónicos que pueden conectarse, por ejemplo, vía radio, con un servidor central que almacena todos los datos recogidos en varios pluviógrafos. Con estas herramientas modernas, se puede realizar la medida, incluso en caso de nieve: si el embudo está equipado con una resistencia térmica, que disuelva la nieve
HELIÓGRAFO: Es un instrumento compuesto por una bola de cristal y transparente, lo cual permite registrar las horas de sol o de insolación mediante la quema parcial del heliograma. Usualmente el heliógrafo tiene fines agrícolas y sociales; en el caso de ser un fin social, puede referirse a una necesidad de conocer en que mes el sol ha tenido más horas de insolación o para protegerse contra la radiación solar El heliógrafo de Campbell-Stockes está constituida por una esfera de vidrio de 10 cm. de diámetro montada concéntricamente en el interior de un casquete esférico, cuyo diámetro es tal que los rayos solares forman un foco muy intenso sobre una banda de cartulina encajada en unas ranuras del casquete. Este lleva tres pares de ranuras paralelas en las cuales se pueden alojar tres clases de bandas diferentes según sea la estación del año. El heliógrafo debe registrar permanentemente los periodos de insolación. Por lo tanto su emplazamiento ideal será donde pueda ser instalado sólidamente en un sitio despejado de todo obstáculo susceptible de interceptar los rayos solares en cualquier momento del dia o del año.
El tipo de aparato usado más frecuentemente en España es el Campbell-Stockes. La duración de la insolación se determina concentrando los rayos solares sobre una banda constituída por una tira de cartulina que se quema en el punto en que se forma la imagen del sol. Si la formación del foco fuera hecha a través de una lupa sería necesario desplazar ésta constantemente en función de las variaciones diurnas y estacionales de la posición del sol. Para evitar éste inconveniente se utiliza una esfera de vidrio. Bandas registradoras
Son tiras de cartulina de buena calidad que no se dilatan por efecto de la humedad. Son de color azul, pues así absorben mucho mejor la radiación solar. Existen tres modelos de bandas que se utilizan respectivamente según sea la época del año: - Las bandas de verano son largar y curvas. Se encajan en las ranuras inferiores del casquete del heliógrafo. Su uso comprende desde el 13 de abril al 31 de agosto. - Las bandas de invierno también son curvas, pero de menos longitud que las de verano. Se encajan en las ranuras superiores del casquete del aparato. Se usan entre el 13 de Octubre y el 28-29deFebrero. - Las bandas equinocciales, para las estaciones de primavera y otoño. Se colocan en la ranura central del aparato, entre el 1 de marzo al 12 de Abril ó entre el 1 de Septiembre hasta el 12 de Octubre.
Lectura de los registros
Cuando el sol ha lucido en el cielo durante todo el dia, la quemadura en la banda es uniforme y continua. Su lectura es muy fácil, ya que no hay más que contar los tramos de hora. Cuando el sol ha lucido intermitentemente en el cielo, o cuando se interrumpe bruscamente la quemadura, la longitud de las mismas se mide y se dibujan en otra hoja. Cada medida de las quemaduras hay que ponerlas a continuación de la que se acaba de realizar. Cuando se tenga la línea completa, las horas de sol se miden con una banda sin usar. Todo este proceso se realiza en la actualidad con unos tipos de plantillas especiales.
Bandas registradoras
HELIOGRAMA:El heliograma es un elemento hecho de un cartón especial, lleva a la vez un umbral de combustión; además está pintado de color verde o en su defecto de colores claros generalmente para que absorba más la radiación. En el heliograma, se encuentran las horas del día separadas por líneas, dentro de cada una se suele dividir en diez partes que equivalen a 6 minutos cada uno ANEMÓMETRO: Mide la dirección e intensidad del viento medido en nudos o en kilómetros por hora, por medio del movimiento que origina el viento en las tres cazoletas que tiene; el anemómetro es muy importante para la aviación debido a que las aeronaves tienen que volar en contra del viento para que se puedan elevar y aterrizar más rápido y seguro, y también debido a la presencia de turbulencias. La Organización Meteorológica Mundial – OMM recomienda que el instrumento anemómetro este a 10 metros de altura y sin obstáculo a 500 metros de distancia. VELETA: Instrumento que mide la dirección del viento y que se encuentra generalmente cerca del anemómetro, está compuesto de una superficie vertical plana que gira de acuerdo al movimiento del aire. TANQUE DE EVAPORACIÓN Es un instrumento que mide la evaporación diaria de un tanque lleno de agua, en su interior contiene un cilindro tranquilizador que tendrá como finalidad evitar la ondulación o formación de olas por parte de los vientos en el cilindro; también, existe un micrómetro, el cual es una herramienta que sirve como regla graduada desde 0 a 100 milímetros y a la vez posee un disco graduado en centésimas desde 0 hasta 9 A su lado derecho, se encuentra un anemómetro pequeño cercano a la superficie del terreno que tiene un contador en la parte inferior para medir la velocidad del viento; el haberse instalado dicho instrumento meteorológico se debe a la influencia de dos parámetros en la evaporación del agua: una es la temperatura y otro es el viento GEOTERMÓMETRO: Mide la temperatura del subsuelo a diferentes profundidades de 0cm, 2cm, 5cm, 10cm, 15 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm, 50 cm, 100 cm. Su finalidad generalmente es agrícola, debido a que ciertos tipos de plantas están más adaptadas a vivir en un medio más cálido que otro. La profundidad a la que voy a enterrar el geotermómetro depende del tipo de estudio que vaya a realizar. Se los suele colocar en suelos sin vegetación, con hojarasca y cubierto de césped, pues con estos casos apoya al estudio de la temperatura, con fines para la agricultura.
Instrumentos dentro de la caseta meteorológica CASETA METEOROLÓGICA: Una caseta meteorológica o abrigo meteorológico es una pequeña casa de madera pintada de blanco para evitar demasiada radiación, pues si estuviera pintado de negro lo absorbería; sus dimensiones están estandarizados a nivel mundial para que los datos sean representativos, si estuviera más abajo o más arriba de lo normal influiría tanto en la radiación solar como en la temperatura. El techo tiene un ángulo que permite evitar que las precipitaciones ingresen; además, para reflejar la radiación proveniente del sol con ayuda del color blanco ya antes pintado.
Dentro de la caseta meteorológica tenemos los siguientes instrumentos:
TERMÓMETRO DE MÁXIMA: Es un termómetro destinado a medir la máxima
temperatura registrada en el día, esto lo indicara su elemento sensible, el cual es el mercurio, debido a que es un componente térmico, es decir, mientras haya calor en el medio, el mercurio seguirá subiendo en el termómetro, una vez que indique la temperatura máxima, este se detiene gracias al estrangulador que existe en uno de sus extremos TERMÓMETRO DE MÍNIMA: Es un termómetro destinado a medir la temperatura mínima registrada en el día, esto lo indicará su elemento sensible, el cual es el alcohol, pero al contrario que el mercurio, este no es térmico HIDRÓGRAFO: Es un instrumento graficador que registra la humedad relativa del ambiente en un diagrama incorporado a este; su elemento sensible de este aparato es un anillo bimetálico y un haz de cabello de mujer rubio que es tratado químicamente y no es expuesto a la intemperie BARÓMETRO: Es un aparato que mide la presión atmosférica a la que se encuentra la estación meteorológica; en este caso, el barómetro no se encontraba en la caseta meteorológica, más bien estaba en el cuarto del personal. Su elemento sensible del barómetro al igual que del termómetro máximo, es el mercurio, este mientras va subiendo va marcando la presión, que en este caso esta graduado en decimales. En la parte inferior se encuentra un termómetro que señala a que temperatura se encuentra el barómetro ASPIRO – PSICRÓMETRO: Es un instrumento que contiene un termómetro seco y otro de bulbo húmedo que permite medir la temperatura del ambiente y del bulbo húmedo, respectivamente, además, con el cálculo de ambas por medio de una fórmula se obtiene el punto de roció y la humedad relativa El termómetro de bulbo húmedo lleva conectado una muselina de12cm de largo que transfiere el agua desde un envase con agua de 100 ml y que se evapora debido a la estimulación del aire por medio de un ventilador, al cual se lo hace girar por medio de una llave.
CONCLUSIÓN La “Estación meteorológica y climatológica principal de puno” contiene instrumentos importantes para la recopilación de datos meteorológicos como los termómetros, pluviómetros, heliógrafo, barómetro, etc., además de un personal capacitado para registrar sus mediciones de los aparatos. La estación al estar en un lugar rodeado de edificios y arboles grandes impide una buena determinación de datos, por lo que convierte a esta estación como un modelo, pero aun siendo una estación piloto cuenta con las normas de la OMM (Organización Meteorológica Mundial) con respecto a la posición a las dimensiones de los instrumentos y de la caseta meteorológica.
RECOMENDACIONES se recomienda tener mucho cuidado al manipular los diversos instrumentos pusto que una mala manipulación podría hacer variar los registros e incluso dañar el mismo. Observar en detalle las características de cada instrumento, pues que a pesar de ser similares, cumplen una función diferente. Por ejemplo un anemómetro y un anemocinemografo se parecen mucho, pero no cumplen la misma función.
