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Estaciones Meteorológicas (Instrumentos de medición meteorológica convencional y automática)

José Flores Anzules - Shirley Hernández Velasco - Alvaro Hurtado Paz Miguel Jurado Vera & Adriana Pérez García. Agosto 2017. Universidad Laica Vicente Rocafuerte. Facultad de Ingeniería Industria y Construcción. Ingeniería Hidrológica

Resumen

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Se realizó una visita a las instalaciones de La Estación Meteorológica en la cual pudimos observar su Parque Meteorológico en el interior de este se encuentran varios instrumentos de medición meteorológica estos instrumentos captan o receptan datos con los cuales nos permiten apreciar los cambios atmosféricos como las lluvias, lloviznas, niebla, neblina, granizo, heladas, vientos, rayos, truenos, entre otros. Con la ayuda de los instrumentos de medición meteorológica y sus datos obtenidos también podemos pronosticar el clima que tendremos como desastres naturales, inundaciones o incluso sequias Gracias a esta visita pudimos tener mayor conocimiento sobre las Estaciones Meteorológicas como cuantos tipos de Estaciones Meteorológicas existen, Clasificación de las Estaciones Meteorológicas, que existen Instrumentos de Medición de Estaciones Meteorológicas Convencionales y Estaciones Meteorológicas Automáticas también conocidas como EMA

Tabla de Contenidos Capítulo 1: Introducción e información general……………………………………..........1 Introducción……………………………………………………………………….1 Clasificación de las Estaciones Meteorológicas…………...……………………...2 Lectura de datos…………………………………………………………………...4 Instrumentos de medición de Estaciones Meteorológicas Convencionales…….....4 Estaciones meteorológicas automáticas (EMA)……………………………….…..9 Capítulo 2: Figuras y tablas………………………………………………………….…....11 Anexos fotográficos……………………………………………….……………....11 Capítulo 3: Resultados y Conclusiones……………………………………………...……15 Conclusión………………………………………………………………………...15 Lista de referencias………………………………………………………………..16

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Lista de figuras Figura #1.- Parque Meteorológico…………….……………………………………..……11 Figura #2.- Estaciones Meteorológicas Convencionales………………………………….11 Figura #2.1.- Garita Meteorológica…………………………….............................11 Figura #2.2.- Anemómetro y Anemógrafo………………………………………..12 Figura #2.3.- Geotermómetros……………………………………………………12 Figura #2.4.- Heliógrafo………………………………………………..…....…....12 Figura #2.5.- El Pluviómetro………………………………………………….......13 Figura #2.6.- El Pluviómetro de Medición……………………………………......13 Figura #2.7.- Tanque de Evaporación…………………………………...………..13 Figura #2.8.- Anemómetro De Superficie Digital………………………...……....13 Figura #3.- Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA)……………………………..14 Figura #3.1.- Estación Automática…………………………………..……………14 Figura #3.2.- Pluviómetro Automático……………………………………………14 Figura #3.3.- Radiómetro………………………………………………………….14 Figura #3.4.- Geotermómetro………………………………………….…………..14

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1 Capítulo1 Introducción e información general

Introducción: Se dice que meteorología es una ciencia interdisciplinaria de la bizca atmosférica la cual estudia el estado del tiempo, medio atmosférico y los fenómenos producidos y las leyes que lo rigen. La principal fuente de información prima se obtiene en las estaciones meteorológicas, estando compuestas por la oficina del observador meteorológico y el parque meteorológico. En una estación meteorológica se evalúan uno o varios parámetros meteorológicos, que se encuentran emplazados en tierra y en mar. Esparcidos de tal manera que sea representativo del sector y garantizar una cobertura meteorológica adecuada. Las estaciones completas, climatológicas o sinópticas no deben estar esparcidas a un área mayor de 150 km de distancia. En nuestra ciudad tenemos estaciones pluviométricas que solo miden la precipitación y su distancia es de 10 a 20 km de distancia aproximadamente

2 Clasificación de las Estaciones Meteorológicas: 1. Climatológicas: Miden parámetros meteorológicos, llevan estadísticas o climatología de más de 10años. Sinópticas.- miden parámetros meteorológicos, y envían mensajes Sinop, mensajes codificados que se envían a Greenwich. 2. Aeronáuticas: Emplazadas o ubicadas dentro de los aeropuertos, su función es contribuir en el desarrollo y seguridad aeronáutica. 3. Especiales: Miden parámetros específicos o para ciertos proyectos. 4. Agrometereológica: Su información es más relacionada para la agricultura. 5. Hidrometereológica: Su información relacionada con los sistemas hídricos.

Parque meteorológico: Es el lugar donde se reemplaza lo instrumental de lo sensorial (Ver figura #1). 1. Sensorial: Es por conocimientos empíricos expresamos o decimos que hay posibilidad de lluvia o que tiempo de lluvia se presentó o como se presentó la precipitación.

3 2. Instrumentales: Se reemplaza lo empírico por datos reales que se llevan a cabo a través de la observación de los instrumentos que encontramos en el parque meteorológico de manera organizada.

Tipos de estaciones meteorológicas: Los tipos de estaciones se dan ya que pueden medir una determinada cantidad de parámetros o variables meteorológicas. 1. Estación de primer orden: Presión atmosférica, altura y base de las nubes, temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento, precipitación, visibilidad, tiempo presente y radiación. 2. Estación de segundo orden: Temperatura, humedad, dirección y velocidad del viento, precipitación, tiempo presente. 3. Estación de tercer orden: Pueden medir uno o máximo dos parámetros meteorológico que pueden ser: temperatura, humedad relativa, precipitación, tiempo presente.

4 Lectura de datos: El INAMHI realiza lecturas cinco veces al día: a) Horas primarias: 7 a.m. / 13 p.m / 19 p.m (recolección de datos generales) b) Horas secundarias: 10 a.m / 16 a.m (recolección de datos específicos)

Instrumentos de medición de estaciones meteorológicas convencionales: 1. Garita meteorológica: Emplazada a una altura de 1.20 mt. De color blanco tiene celosías para captar mejor la precipitación (celosías son como aspas que tienen en la puerta). Internamente las persianas crean un microclima que sea lomas relacionada a la zona de estudio. Termo hidrógrafo y el Sicrómetro (Ver figura #2.1). Compuesto por 4 termómetros: dos de ambiente de manera vertical, su elemento sensible es el mercurio que son el Termómetro De Bulbo Húmedo y Termómetro De Bulbo Seco; y dos termómetros de extrema ubicados de manera horizontal los cuales miden la máxima y la minina durante el día. 2. Termómetro de ambiente: a) Termómetro De Bulbo Húmedo: cuenta en su bulbo una muselina que se la humedece para obtener a temperatura de bulbo húmedo. b) Termómetro De Bulbo Seco: mediante tablas psicosométricas se obtiene la relativa, tensión de vapor y punto de rocío.

5 3. Termómetro de extremo: a) Termómetro De Máxima: el cual registra la temperatura máxima durante el día y se la obtiene a la 16 p.m y es confirmada a la hora principal que es las 19 p.m. su elemento sensible es el mercurio. b) Termómetro De Mínima: registra y mide la temperatura minina durante el día y se la puede obtener a partir de las 7 a.m su elemento sensible es el alcohol. 4. Ventilador psicosométrico: El cual mediante una vuelta ayuda a aspirar la humedad que se encuentra en la parte de los bulbos o de los cubre bulbos de ambiente. 5. Termohidrografo: Registra la temperatura ambiente y la humedad relativa. Cuenta con un elemento sensible que se denomina tubo Bimetálico, es un elemento sensible para registrar la temperatura; y el elemento sensible que registra la humedad es un haz de cabello y sus características se basan que deben ser de cabello virgen y de color castaño, ya que contiene mayor sensibilidad. A través una faja que se la ubica en el cilindro nos daremos cuenta el registro que nos da en temperatura en grados Celsius y la humedad en porcentaje teniendo un tiempo de duración una semana y su cambio es 7 a.m a 7 a.m. 6. Anemómetro: Nos determina la fuerza, dirección e intensidad a donde se dirige o de donde viene el viento. Ubicada a 10 mt de altura (Ver figura #2.2).

6 El aspa de Will nos determina la velocidad cada aspa llegara a una paleta la cual equivale a 2mt/ seg eso quiere decir que tenemos 4 nodos. También presenta una flecha que nos indica la dirección de donde viene y a donde va. Su obstáculo más cercano debe ser 10 veces su distancia. 7. Anemógrafo: Se encarga de registrar la dirección e intensidad del viento. Compuesta por una veleta el cual indica la dirección y coperolas que indican la velocidad, en su base se encuentra una caja y dentro de ella hay una faja la cual registra los datos de dirección y velocidad del viento. Ubicada a 10 mt de altura. Su obstáculo más cercano debe ser 10 veces su distancia (Ver figura #2.2). 8. Geotermómetros: Se encuentran ubicadas en diferentes superficies: Superficie desnuda, Superficie Mult, Superficie con Césped (Ver figura #2.3). Los geotermómetros se encuentran en bulbos enterrados a diferentes profundidades como de: 2 cm 5 cm 10 cm 15 cm 20 cm y 30 cm sus bulbos enterrados. En estos instrumentos su información es más utilizada para la agricultura pasa saber a qué profundidad serán enterradas las semillas. Su elemento sensible es el mercurio. Presentan pequeñas motas de algodón en los bulbos debido a que a mayor profundidad existe mayor variación de temperatura en la parte baja y parte alta, provoca humedad, se convierten en gotas microscópicas y esto permite que lo absorba para que no se corroa el mercurio.

7 9. Heliógrafo: Debe estar emplazado de la superficie hasta la punta de la esfera a un 1.20 mt. Sirve para saber el tiempo en horas que ha brillado durante el día (radiación solar). Su obstáculo más cercano debe ser 10 veces su distancia. El proceso de utilizacion consiste en colocar la faja bajo la esfera y revisamos que la flecha blanca señale en la faja justo el numero 12 ya que así la esfera marcara a través del quemado de la misma la intensidad con la que se presento el sol dicho día (Ver figura #2.4). El tiempo que debe estar la faja colocada en el Heliógrafo es 24 horas. Se lo coloca a las 7 a.m hasta las 7a.m del siguiente día. Se lo mide a través de fajas, las cuales se clasifican de la siguiente manera: a) Faja recta: Se lo coloca dos veces en el año del 1 de Marzo al 14 de Abril y del 1 de Septiembre al 13 de Octubre. b) Faja de curva larga: Se lo coloca del 14 de Octubre al 28 de Febrero. c) Faja de curva corta: Se lo coloca del 15 de Abril al 31 de Agosto. 10. Pluviómetro: Dara la cantidad de precipitación, registra la intensidad de precipitación ya sea ligera, moderada, fuerte o extremadamente fuerte. Dara la hora de inicio y finalización de la precipitación. Mediante un sistema mecánico interno encontramos un sistema cilíndrico de relojería y un sistema flotante. Por medio del tubo sifón el cual podemos graduar que cada 10 mm automáticamente se vuelva a encerar (Ver figura #2.5).

8 La faja debe ser colocada a partir de la 7 a.m. Al final de la precipitación debemos sumar cada pico recordando que estos son equivalen a 10 mm y nos dará el valor total de la precipitación recogida. 11. Pluviómetro de medición: Este pluviómetro esta de encargado solo de la medición de la precipitación durante el día. Y se mide en las horas principales (Ver figura #2.6). Cuenta con un cilindro receptor, un cilindro recolector y su jarra colectora. La cantidad de lluvia precipitada llega a descansar en la jarra la cual para ser medida es colocada en una probeta graduada a 10 mm. 12. Tanque de evaporacion: Sirve para medir o registrar la cantidad de agua evapora durante el día. Está compuesto por un pozo tranquilizante y un micrómetro (graduada en mm, decimas de milímetros y centésimas de milímetros). Se encuentra sostenida por una base de madera para su correcta nivelación. El tanque puede tener varios tipos de diámetro de acuerdo a la latitud presentada a la estación, para no perder el dato de evaporación. Los datos son recogidos a las horas principales. El tiempo de mucha precipitación el tanque se encera a los 30 mm y en tiempo poco lluvioso se lo encera a 60 mm o 70 mm. No solamente el agua es evaporada por los rayos solares sino también es afectada por el factor viento. Pese a que el cielo este cubierto es necesario que se registren datos de evaporación (Ver figura #2.7).

9 El micrómetro es la unidad que nos ayudan a medir la precipitación. El rango de error 0.05 si llegase a pasar esto significa que nuestro equipo debe ser calibrado nuevamente. 13. Anemómetro de superficie digital Mide la velocidad compuesto por un mecanismo analógico y por las coperolas las cuales determinan la velocidad. Registra la distancia del viento recorrido y las observaciones se las realiza en las horas principales. Es un anemómetro de superficie que está a la altura de 2 metros (Ver figura #2.8).

Estaciones meteorológicas automáticas (EMA): Conformada por una caja que en su interior se encuentra un sistema de almacenamiento de información y se encuentra un sistema de alimentación de energía (batería) aunque también se alimenta de la energía solar a través de un panel. Este sistema toma todas las mediciones convenciones con la diferencia que este lo registra cada 5 minutos o cada hora dependiendo del software configurado del aparatado. Está compuesto por un pararrayo, una antena la cual posee los sensores que miden y registran el software la dirección e intensidad del viento, sensor que brinda la humedad relativa, la temperatura, y mediante formulas el software determina el punto de rocío y tensión de vapor (Ver figura #3.1). Además la EMA se encuentra conformada por:

10 1. Pluviómetro Automático: Mide y registra en el software la información de la cantidad de precipitación, la intensidad la hora de inicio y su culminación. Envían la información por medio de un chip que es el que envía la información (Ver figura #3.2). 2. Radiómetro: Registra y mide intensidad de radiación solar y las hora que el so brillo en el día. Envía la información por medio de chip conectada a la estación meteorológica automática principal (Ver figura #3.3). 3. Geotermómetro Automatizado: Posee sensores a diferentes profundidades, de una superficie desnuda con una profundidad máxima de 30 cm. (Ver figura #3.4).

11 Capítulo 2 ANEXOS FOTOGRAFICOS

Figura #1.- Parque Meteorológico

Figura #2.- Estaciones Meteorológicas Convencionales Figura #2.1.- Garita Meteorológica

12 Figura #2.2.- Anemómetro y Anemógrafo.

ANEMOMETRO

ANEMOGRAFO

Figura #2.3.- Geotermómetros

Geotermómetro de Superficie Desnuda

Figura #2.4.- Heliógrafo

Geotermómetro de Superficie Mult

Geotermómetro de Superficie con Césped

13 Figura #2.5.- El Pluviómetro

Figura #2.6.- El Pluviómetro de Medición

Figura #2.7.- Tanque de Evaporación

Figura #2.8.- Anemómetro De Superficie Digital

14 Figura #3.- Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMA) Figura #3.1.- Estación Automática

Figura #3.2.- Pluviómetro Automático

Figura #3.3.- Radiómetro

Figura #3.4.- Geotermómetro

15 Capítulo 3 Resultados y Conclusión.

Conclusión: Las mediciones meteorológicas son muy importantes ya que estas nos podrán ayudar con los pronósticos del clima y así aplazar o adelantar actividades a la economía del país como podrían ser la agricultura, la ganadería, la pesca entre otras actividades. Estas mediciones nos ayudan a informar a la población cuando existan riesgos y así alertar a la comunidad para no tener pérdidas mayores.

16 Lista de referencias  José Gonzales (2017) capacitador técnico del INAMHI  www.serviciometeorologico.gob.ec INAMHI  www.serviciometeorologico.gob.ec/la-meteorologia-en-el-ecuador