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. Los instrumentos comunes y variables que se miden en una estación meteorológica incluyen: Barómetro: medida de presión atmosférica en superficie. Barómetro de mercurio
Instrumento utilizado para medir la presión atmosférica. Pueden ser de ramas iguales o desiguales y en este último caso de cubeta fija y cero móvil o de cubeta móvil y cero fijo. La descripción que sigue se refiere al barómetro FORTIN (de cubeta móvil y cero fijo) que es el empleado en las estaciones meteorológicas de Argentina. Descripción: Se basa en el principio de Torricelli. Consta de un tubo de cristal
lleno de mercurio con un extremo abierto que va sumergido en una cubeta situada bajo el tubo graduado. Lleva un termómetro adjunto para medir la temperatura del mercurio. mercurio. Está construido construido de manera manera que se conoce conoce la relación relación entre las secciones del tubo y la cubeta. La escala se hace de tal manera que las subidas del mercurio en el tubo estén compensadas por las bajadas del mercurio en la cubeta. cubeta. Dispone de un medidor que puede deslizarse a lo largo largo del tubo graduado por medio de un sistema de engranaje y piñó (vernier). La escala tiene una amplitud desde 560 Hpa a 1040 Hpa. Resiste temperaturas entre -15 y 50ºC y la precisión es de ∓ 0,3 Hpa. Debe contrastarse con un barómetro patrón. Instalación y medición: Se coloca en el interior de la estación meteorológica,
ya que no puede estar expuesto al sol, ni a la corriente de aire. Deben colocarse sobre paredes por las que no pasen cañerías y debe estar a una altura en la que sea fácil medir y completamente vertical.. Para medir la presión el primer paso es llevar el mercurio de la cubeta, mediante un tornillo, hasta el extremo de un índice de marfil (es el 0 de la escala).Este procedimiento se llama enrase. Luego se debe ajustar el vernier de manera que apenas toque el menisco que forma el mercurio. Paralelamente se debe medir la temperatura del termómetro adjunto. Todo esto debe realizarse rápidamente para que el calor de nuestro cuerpo no incida en la medición. Una vez leído el dato de presión se deben hacer algunas correcciones: Por temperatura, ya que la altura del mercurio varía con la temperatura, al igual que la escala (esta se hace de invar que es un material poco dilatable). Por gravedad (reducir a 45º de latitud y 0 metros)
Barómetro aneroide Descripción: Es el aparato que todos tenemos en casa. Se fundamenta en la
deformación que la presión atmosférica produce en una cápsula metálica (cobre o berilio), ondulada, elástica y cerrada (Cápsula de Vidi), en la que se ha hecho el vacío casi absoluto, a fin de que la temperatura del aire que contiene no influya en las indicaciones del aparato. El hecho de que la superficie de la cápsula sea ondulada se debe a que de esta manera aumenta la superficie sin afectar su resistencia. En el interior de la cara ondulada de la cápsula, y para evitar que se aplaste con la presión del aire, se coloca un resorte. Una aguja indicadora señala la presión en un círculo graduado. Debido a la inercia que este instrumento tiene debido a su elasticidad, conviene golpearlo suavemente con los dedos antes de realizar la lectura. De esta manera la aguja se pone en su punto. Instalación: Se coloca en el interior de la estación meteorológica.
Barógrafo: Descripción: Este instrumento consiste en un grupo de varias cápsulas aneroides apiladas, cuya deformación debida a la presión atmosférica, se traslada a través de un mecanismo a un pluma. Esta pluma grafica sobre una faja la variación de la presión atmosférica. La faja se coloca sobre un cilindro que posee un sistema de relojería que gira a razón de una vuelta por día o una vuelta por semana de acuerdo a la información que se quiera obtener. Mide la presión atmosférica y registra su variación a través del tiempo - Tendencia barométrica. Instalación y medición: Debe instalarse a la sombra, sobre una repisa sin vibraciones. Para evitar la dilatación de las cápsulas por efecto de la temperatura, se utiliza un bimetálico, es decir dos metales cuyos coeficientes de dilatación se complementan de manera que la aguja quede en su lugar y no se vea afectada por los cambios de temperatura. También se coloca dentro de la cápsula un gas inerte que compensa esas variaciones Termómetro Descripción: Mide la temperatura de aire. Pueden ser de líquido en vidrio
(mercurio o alcohol), de líquido en metal, basados en la deformación (bimetálico) o basados en la variación de un parámetro eléctrico: resistencia (resistores, termistores) o capacidad (termocap). Los más comunmente usados son de líquido en vidrio. Están compuestos por un bulbo conectado a una columna capilar de diámetro muy pequeño (menor a 0.1 mm) en una cámara de vacío. La escala está detrás del capilar y todo el conjunto encerrado en un tubo de vidrio (pirex). El alcohol suele colorearse para hacer más fácil su lectura. Para medir debajo de -39ºC se usa una mezcla de mercurio con talio pudiendo llegar a 58ºC. Instalación: Se coloca en el interior del abrigo meteorológico con su bulbo a una
altura entre 1,5 y 2 metros de altura
Termómetro de máxima: Registra la temperatura más alta del día
Descripción: Es un termómetro de mercurio que tiene un estrechamiento del capilar cerca del bulbo o depósito. Cuando la temperatura sube, la dilatación de todo el mercurio del bulbo vence la resistencia opuesta por el estrechamiento, mientras que cuando la temperatura baja y la masa de mercurio se contrae, la columna se rompe por el estrechamiento y su extremo libre queda marcando la temperatura máxima. La escala tiene una división de 0,5ºC y el alcance de la misma es de -31.5 a 51.5ºC Instalación y medición: Se coloca dentro del abrigo meteorológico en un soporte adecuado, con su bulbo inclinado hacia abajo formando un ángulo de 2º con la horizontal. Luego de la lectura, para volver a ponerlo a punto se debe sujetar firmemente por la parte contraria al depósito y sacudirlo con el brazo extendido (maniobra similar a la que realizamos para bajar la temperatura de un termómetro clínico). Termómetro de mínima: Registra la temperatura más baja del día Descripción: Están compuestos de líquido orgánico (alcohol) y llevan un índice
coloreado de vidrio o marfil sumergido en el líquido. El bulbo tiene en general forma de horquilla (para aumentar la superficie de contacto del elemento sensible). Cuando la temperatura baja, el líquido arrastra el índice porque no puede atravesar el menisco y se ve forzado a seguir su recorrido de retroceso. Cuando la temperatura sube, el líquido pasa fácilmente entre la pared del tubo y el índice y éste queda marcando la temperatura más baja por el extremo más alejado del bulbo. La escala está dividida cada 0,5ºC y su amplitud va desde 44,5 a 40,5ºC Instalación y medición: Se coloca dentro del abrigo meteorológico en un
soporte adecuado en forma horizontal. Luego de la lectura se debe poner nuevamente el índice en contacto con la superficie libre del alcohol Termómetro de suelo: Se utilizan para medir la temperatura del suelo y a
distintas profundidades. Se recomienda que todo el termómetro esté sumergido para evitar el error por columna emergente. Los termómetros que miden distintas profundidades se colocan dentro de un compartimento de plástico, cerámica o cualquier material que adquiera la temperatura de la tierra.
Psicrómetro o higrómetro: Mide la humedad relativa. Hay dos tipos de
psicrómetros los de ventilación forzada y los de ventilación natural. Me referiré a este último. Descripción: Consiste en un juego de dos termómetros iguales, uno de ellos
llamado termómetro seco y el otro termómetro húmedo ya que tiene su bulbo recubierto por una muselina húmeda mediante una mecha que lo pone en comunicación con un depósito de agua destilada. Su funcionamiento es muy fácil de entender. El agua empapa la muselina y se evapora. Para evaporarse necesita calor, calor que toma del bulbo del termómetro. El agua evaporada es reemplazada por la que llega a través de la mecha. Este transporte de agua se ajusta a la velocidad de evaporación. Al termómetro le llega la misma cantidad de agua que se evapora. La velocidad de evaporación depende de la humedad del aire. Si el aire está seco habrá mayor evaporación y si el aire está saturado no podrá admitir más cantidad de vapor y por lo tanto no habrá evaporación. Instalación y medición: Este instrumento se coloca en un soporte dentro del
abrigo meteorológico. El acceso a la humedad relativa, tensión de vapor y punto de rocío se hace mediante tablas, ingresando a las mismas con los datos de las lecturas de ambos termómetros Termómetros de subsuelo (geotermómetros): para medir la temperatura a 5,
10, 20, 50 y 100 cm de profundidad. Termógrafo: Registra gráficamente la temperatura a través del tiempo. Descripción: El sensor de este instrumento está constituído por un elemento
bimetálico circular. Es decir dos metales de diferente coeficiente de dilatación (ínvar y bronce o ínvar y acero). Cuando varía la temperatura se produce un cambio en el radio del elemento medidor que se transmite a un sistema de palancas que accionan un brazo inscriptor. La banda de registro va colocada sobre un tambor cilíndrico que contiene un mecanismo de relojería. Este gira una vuelta en 24 horas o en una semana según se seleccione. La escala está dividida de a 1ºC. La amplitud es de -35 a 45ºC y la precisión es de +-0,5ºC. Instalación: Se coloca en el interior del abrigo meteorológico Hidrógrafo: Registra gráficamente la la humedad a través del tiempo. Descripción: El sensor es un haz de cabellos que modifica su longitud según
las variaciones de humedad. Esta variación de la longitud del haz de cabellos se transmite mediante un sistema de palancas a un brazo inscriptor, el cual, con un plomo acoplado en su extremo registra las variaciones de temperatura sobre una fala arrollada a un tambor cilíndrico. Este tambor dispone de un sistema de relojería que gira una vuelta en un día o en una semana según se seleccione. El alcance de la medida va de 0 a 100%. La escala se divide cada 5% de humedad relativa. Funciona con temperaturas de -35 a 70ºC y la precisión es de +- 2% Instalación: Se coloca en el interior del abrigo meteorológico. El haz de cabellos
se debe limpiarse con agua destilada.
Anemómetro: Pueden ser de coperolas, de hélice, de tubo pitot, eléctricos. Me
referiré al primero de ellos (de coperolas) por ser el más usado. Descripción: Está compuesto por un conjunto giratorio formado por un eje y tres
brazos con semiesferas adosadas (coperolas), formando un ángulo de 120º entre sí. . Las coperolas pueden tener forma semiesférica o de cono truncado. Este instrumento está sujetado por rodamientos de acero inoxidable (rulemanes) introducidos en un casquete de metal. En el extremo del eje hay un disco con una serie de agujeros, un emisor y un receptor de luz infrarroja. Cuando coinciden emisor, orificio y receptor se envía un impulso eléctrico. La cantidad de pulsos depende de la velocidad de rotación. Instalación: Se coloca lejos de obstáculos, en general a 10 metros de altura. Anemocinegrafo: Este instrumento registra en una faja la dirección y velocidad
del viento. El sensor de velocidad puede ser de coperolas o puede utilizar el sistema de tubo pitot. El sensor de dirección es una veleta. Instalación: Los sensores se colocan a 10 metros de altura, alejado de
obstáculos. Veleta: Mide la dirección del viento. Descripción: Sistema mecánico, perfectamente balanceado y paralelo al suelo.
Puede ser de chapa común. Debe estar orientada perfectamente Norte-Sur. La información se transmite a través de electricidad (puede ser a través de un motor sincro-repetidor, que hace girar una aguja la misma cantidad de grados que ha girado la veleta; o a través de un disco codificado. Este disco tiene seis pistas y cada una sensores infrarrojos. La combinación de los diferentes sensores se traduce en un código binario que se envía a la estación.) Instalación: El sensor se coloca a 10 metros de altura , alejado de obstáculos
Mide la cantidad de agua caída. Pluviómetro: Descripción: Consiste en un vaso cilíndrico receptor que tiene un aro de bronce
para evitar salpicaduras, un embudo profundo y un recipiente colector más estrecho que conserva el agua caída. Allí queda protegida de la evaporación por el estrechamiento de la boca y por el dispositivo de dobles paredes. Todo el conjunto está pintado de blanco para evitar la radiación solar. Instalación y medición: Se coloca sobre piso de césped bien cortado para evitar
salpicaduras y la distancia a cualquier objeto cercano debe ser de por lo menos 4 veces su altura. La boca del pluviómetro debe estar perfectamente horizontal. A veces, para evitar la turbulencia del viento se le coloca una especie de pollerita al cuerpo del instrumento. La observación se hace cada 24 horas. El agua se trasvasa a una probeta de tipo pirex graduada en mm de precipitación.
Pluviografo: Registra la cantidad de agua caída y el tiempo durante el que ha
caído. Descripción: Existen dos sistemas a sifón o flotador y de cangilones. El primero consiste en un depósito que recibe a través de un tubo de goma el agua de lluvia recogida por el embudo exterior. Dentro del depósito hay un flotador que sostiene directamente un brazo que lleva una pluma inscriptora. Casi desde el fondo del depósito sale un tubo de goma en forma de sifón., en el que la rama ascendente llega justo al nivel más alto al que se quiere llegar (que corresponde a 10 mm de precipitación). Cuando el agua del depósito llega a ese nivel, actúa el sifón y el recipiente se vacía completamente. Si continúa lloviendo vuelve a comenzar la subida. La curva obtenida tiene forma de zigzag con sus ramas ascendentes curvas e inclinadas y las descendentes rectas y verticales. El sistema de cangilones consiste en que al final del embudo, se coloca un recipiente que tiene dos compartimentos. Este recipiente se columpia y cuando se llena uno de sus compartimentos se inclina y se empieza a llenar el otro. Cada vuelco del cangilón representa 0,2 mm de precipitación. Cada vuelco hace girar una rueda dentada en un ángulo determinado y el movimiento de esa rueda dentada se transmite por medio de una leva a una palanca con una pluma inscriptora. Esta registra la cantidad de agua caída en una f aja que gira sobre un cilindro con un sistema de relojería (una vuelta por día). El registro se hace en forma escalonada. El ancho de los escalones depende de la intensidad de la lluvia. Las pausas indican que dejó de llover. Instalación y medición: Las características de instalación de este instrumento coinciden con las del pluviómetro. Para medir la lluvia sólo deben sumarse las ramas ascendentes del registro de la faja. En el caso del pluviógrafo de cangilones se deben sumar tanto las subidas como las bajadas de la curva graficada en la faja. Evaporímetro: Mide la evaporación potencial. Descripción: Está formado por un tubo de cristal cerrado por un extremo y
abierto por el otro que se llena con agua destilada o de lluvia. El extremo abierto se tapa con un disco de papel secante sujetado al tubo. Este aparato se cuelga en el interior del abrigo meteorológico con la boca abierta hacia abajo. El disco impide que el agua pueda salir, pero permite que se evapore sobre toda su superficie con mayor o menor rapidez de acuerdo a las condiciones de temperatura y humedad del aire Instalación y medición: Se coloca en el interior del abrigo meteorológico. Está
graduado en mm en graduación creciente de arriba a abajo.
Tanque de evaporación: Descripción: Tienen un diámetro de 1,5 a 2 metros con una altura de 30 a 40
cm. Pueden estar colocados sobre unas varas de madera en el suelo o enterrados en el piso. Se los llena con agua hasta unos 5 cm del borde y cada 24 horas se va midiendo el nivel y se saca la diferencia en mm (ese es el valor de la evaporación). Instalación y medición: Como el viento también influye en la evaporación, se
coloca un anemómetro totalizador que marca la cantidad de km o metros que recorrió una partícula en el día. Además es conveniente conocer la temperatura del agua. Piranometro pirheliómetros: Miden la radiación solar difusa y directa. Descripción: El Piranometro o solarímetro mide la radiación solar global (difusa)
recibida de todo el hemisferio celeste sobre una superficie horizontal terrestre. Tienen dos sensores uno negro y uno blanco protegidos por un vidrio que sólo deja pasar la radiación de onda corta. La diferencia de temperatura de estos dos sensores se traduce en impulsos eléctricos. Se coloca a 1,2 m del suelo. Colocado en forma invertida al solarímetro mide la radiación reflejada (albedómetro). El pirheliómetro mide la radiación solar directa que incide en forma normal sobre una superficie (esto se consigue colocando el sensor normalmente en el foco solar o bien sobre un montaje ecuatorial). Medición: Se mide en calorías por centímetro cuadrado y minuto, o en vatios
por metro cuadrado. Equivalencia: 1 cal /cm2 min = 696,67 W/m2 Heliofanografo: Mide la duración de la insolación. Descripción: Consiste en una esfera de cristal que concentra los rayos solares
sobre una tira de cartulina que se quema en el punto en que se forma la imagen del sol. El heliofanógrafo que se utiliza en los polos es doble. Medición: Si el sol brilla durante todo el día se forma un trazo carbonizado
continuo, si el sol brilla de manera intermitente, el trazo será discontinuo. En este caso, la duración de la insolación se determina sumando las longitudes de las partes carbonizadas. Nefobasimetro: Mide el techo o base de las nubes. Descripción: Mide la altura de la base de las nubes. Dispone de un emisor de
un haz de luz ultravioleta y un receptor que se mueve formando un ángulo entre 0 y 80º. Conociendo la distancia entre emisor y receptor (en general 75 metros) y el ángulo que forma el receptor con la horizontal se puede calcular por trigonometría la altura de la base de las nubes. Medición: Tangente ángulo = Cateto opuesto / Cateto adyacente
Tg ángulo = h (techo) / d (distancia entre emisor y receptor) h = Tg ángulo / d
Transmisometro: Mide la visibilidad. Descripción: Se basa en la atenuación que se produce en un haz de luz por la
presencia de partículas en la atmósfera. Se compone de una fuente de luz y un receptor colocados a una distancia conocida (75 metros). La cantidad de luz que llega al receptor se traduce en fuerza electromotriz
Abrigo meteorológico
Los instrumentos de medición empleados en las estaciones meteorológicas se albergan en una estructura de medidas estandarizadas conocida como abrigo meteorológico, también llamada casilla o garita. Dicha estructura cumple la función de proteger de las inclemencias del tiempo a los instrumentos de medición. Los abrigos meteorológicos se construyen en madera de pinotea, con forma de prisma rectangular y paredes dobles construidas por persianas simples inclinadas a 45°. Miden 85 cm de frente por 60 cm de fondo y 80 cm de alto, con una puerta de dos hojas al frente. Se pintan con esmalte de color blanco. El diseño protege los instrumentos de medición de la temperatura, de la radiación directa del sol, de la radiación terrestre nocturna, precipitación y condensación, mientras que al mismo tiempo permite una adecuada ventilación. El piso de los abrigos se encuentra a 1,50 m sobre el nivel del suelo, y tiene una serie de tablas inter espaciadas 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, evaporímetro, termómetros de máxima y de mínima y termo hidrógrafo) que están alojados dentro al abrir la puerta. Así, estará orientada al norte en el hemisferio norte, y al sur en el hemisferio sur. Se recomienda que el suelo bajo la casilla está cubierto por pasto corto o suelo propio de la región, nunca de cemento. Deben instalarse en un área libre de obstáculos en al menos 20 metros alrededor, de forma que el aire del ambiente fluya libremente. Ninguna de las construcciones u obstáculos que los rodeen debe proyectar su sombra sobre él. La iluminación nocturna óptima de un abrigo se ha de realizar con una linterna a pilas, aunque se tolera que se instale corriente eléctrica y un foco de como máximo 25W situado a no m enos de 25 cm de cualquiera de los instrumentos. Éste sólo se encenderá el tiempo suficiente para hacer las lecturas.
Qué son las estaciones meteorológicas:
Las estaciones meteorológicas son los lugares donde se realizan mediciones y observaciones puntuales de los diferentes parámetros meteorológicos utilizando los instrumentos adecuados para así poder establecer el comportamiento atmosférico. A continuación se detalla una clasificación de las características más destacadas de estas estaciones meteorológicas, siguiendo las normas técnicas: Estaciones pluviométricas: son las estaciones meteorológicas que tienen un pluviómetro o recipiente que permite medir la cantidad de lluvia caída entre
dos
mediciones
realizadas
consecutivas.
Estaciones pluviográficas: son cuando las estaciones meteorológicas pueden
realizar de forma continua y mecánica un registro de las precipitaciones, por lo que nos permite conocer la cantidad, intensidad, duración y período en que ha ocurrido la lluvia. aquellas estaciones meteorológicas que están provistas 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. Estaciones
climatológicas
principales: son
Estaciones climatológicas ordinarias: estas estaciones meteorológicas
tienen que estar provistas obligatoria-mente de psicrómetro, de un pluviómetro y un pluviografo, para así poder medir la precipitaciones y la temperatura de manera instantánea. - Estaciones sinópticas principales: este tipo de estaciones meteorológicas realizan observaciones de los principales elementos meteorológicos en horas convenidas internacionalmente. Los datos se toman horariamente y corresponden a nubosidad, dirección y velocidad de los vientos, presión atmosférica, temperatura del aire, tipo y altura de las nubes, visibilidad, fenómenos especiales, características de humedad, pre citaciones, temperaturas extremas, capas significativas de las nubes, recorrido del viento y secuencia de los fenómenos atmosféricos. Esta información se codifica y se intercambia a través de los centros mundiales con el fin de alimentar los modelos globales y locales de pronostico y para el servicio de la aviación. - Estaciones sinópticas suplementarias: al igual que en las estaciones meteorologicas anteriores, las observaciones se realizan a horas convenidas internacionalmente y los datos corresponden comúnmente a la visibilidad, fenómenos especiales, tiempo atmosférico, nubosidad, estado del suelo, precipitaciones, temperatura y humedad del aire, viento.
Estaciones agro meteorológicas: en estas estaciones meteorológicas se
realizan mediciones y observaciones meteorológicas y biológicas, incluyendo fenológicas y otro tipo de observaciones que puedan ayudar a la determinación de las relaciones entre el tiempo y el clima, por una parte y la vida de las plantas y los animales, por la otra. Incluye el mismo programa de observaciones de las estaciones climatológicas principales, más registros de temperatura a varias profundidades (hasta un metro) y en la capa cercana al suelo (0, 10 y 20 cm sobre el suelo). Las estaciones meteorológicas de la serie WatchDog son una solución configurable y económica para productores, asesores, investigadores o cualquier profesional cuyo trabajo esté relacionado con la meteorología. Monitorice, registre y analice las principales condiciones de cultivo para un control eficiente de la producción y las plagas. Las estaciones meteorológicas de la serie WatchDog les ofrecen información climatológica precisa y en tiempo real desde su huerto o viñedo, además también ofrecen ahora una serie de mejoras y nuevas características que se han introducido recientemente en las estaciones meteorológicas de la serie WatchDog, como: Una mejora en la gestión de datos ya que permite que varias personas puedan descargar datos de esta serie de estaciones meteorológicas y dejar los datos para otro usuario, la capacidad de almacenamiento se triplica y se aumenta el tiempo de medición. También ha sido mejorada la pantalla de las estaciones meteorológicas en la que es posible revisar 30 días de historial de valores máximos y mínimos, además muestra los cálculos de horas frío y días grado. De estos modelos de estaciones meteorológicas se ha mejorado la comunicación, la velocidad de transferencia se incrementa a 9600 baudios, el protocolo abierto basado en texto permite la transferencia personalizada con las estaciones, con el rediseño de la comunicación se consigue una transferencia más fiable de todos los registros de la transmisión de datos. Esta serie de estaciones meteorológicas tienen una mayor manejabilidad, el ajuste del tipo de sensor y el intervalo de medición mediante el teclado de la estación hace que no sea necesario el ajuste a través de un PC.
