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1 Universidad Nacional de Salta Año: 2019 Facultad de Ciencias Naturales Asignaturas: Climatología (I.R.N y M.A) y Agroclimatología (I.A) GUÍA TEÓRICA DE INSTRUMENTAL LOS INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS La agrometeorología es una ciencia que necesita disponer de datos cuanti y cualitativos para desarrollar actividades de planificación, predicción e investigación, por lo que la observación de los elementos físicos del clima y biológicos del ambiente, constituye una necesidad básica para la misma. Existen dos formas de hacer la observación, una a través de la apreciación sensorial, es decir, percibiéndola a través de los sentidos y otra, a través del registro mediante instrumental adecuado, en este caso la observación tendrá un valor más exacto. Para que las observaciones realizadas en distintos lugares sean comparables, tanto el instrumental, como su ubicación e instalación dentro de las estaciones meteorológicas están estandarizados. Las características generales que debe reunir el instrumental meteorológico se resumen en: sensibilidad o poca inercia (rápida reacción a variaciones pequeñas del elemento a medir), precisión, exactitud y seguridad o perdurabilidad de dichas condiciones durante mucho tiempo. INSTRUMENTAL METEOROLÓGICO CONVENCIONAL ABRIGO METEOROLÓGICO Es una casilla de madera cuyas paredes están provistas de celosías, a manera de persianas de aletas, para permitir la libre circulación del aire a través de ellas y proteger a los instrumentos del sol, la lluvia, la nieve y el granizo. Su función básica es permitir la medición y el registro de la humedad relativa y la temperatura del aire (instantánea, máxima y mínima), para ello el techo y el fondo de la casilla están formados por tablillas traslapadas de manera de impedir la transmisión Abrigo Meteorológico 1,5 m 2 del calor y la luz que se refleja del suelo hacia el interior. Los instrumentos que generalmente están dentro del abrigo son: termómetro de Máxima, termómetro de Mínima, psicrómetro e higrotermógrafo. La altura del abrigo debe atenerse a la práctica nacional o local, pero preferiblemente los elementos sensores deben estar de 1,50 a 2,00 m de altura (en Argentina a 1,50 m). INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR RADIACIÓN El instrumental destinado a medir radiación se puede dividir en: Instrumentos que miden intensidad calorífica (Ly/min) - Piranómetro (- grafo) de Robitzsch - Medidor Universal de Georgi Instrumentos que miden intensidad luminosa - Fotómetro PIRANÓGRAFO DE ROBITZSCH El piranógrafo es un instrumento que permite medir la radiación global de onda corta (directa más difusa) sobre un plano horizontal. El elemento sensible está constituido por tres láminas bimetálicas colocadas paralelamente en un mismo plano de manera que las tres se curvan hacia abajo al aumentar la temperatura, dos de ellas son blancas y la central negra. De un lado las tres láminas están fijas al soporte y del otro sólo las blancas. El extremo libre de la negra está unido por un sistema de palancas a un registrador, como se muestra en el esquema: El elemento sensible se encuentra cubierto por una cúpula de cuarzo que además de protegerlo, selecciona la calidad de radiación penetrante. Piranógrafo de Robitzsch 3 MEDIDOR UNIVERSAL DE RADIACIÓN DE GEORGI Su elemento sensible es una termocupla, en la que se unen dos metales de distinta conductividad eléctrica por medio de una soldadura especial. Cuando la radiación incide y calienta el punto de unión se genera una corriente eléctrica proporcional a la intensidad del calentamiento. Dado que las diferencias de potencial que se producen en una termocupla son muy pequeñas, se conectan varias termocuplas en serie y se obtiene una termopila (termopila de Moll). El órgano sensible o termopila puede protegerse o cubrirse indistintamente con pequeñas cúpulas de cuarzo o lupuleno. El cubrimiento de cuarzo permite medir radiación de onda corta, mientras que el lupuleno es transparente a longitudes de ondas cortas y largas. Este equipo es un instrumento múltiple, cuyo diseño permite, a partir de modificaciones en su estructura, medir la intensidad calorífica de cualquiera de los flujos de radiación: directa más difusa (global), directa, neta y albedo, tal como se muestra en el esquema. Esquema de una termocupla Medidor universal de Georgi 4 FOTÓMETRO Es utilizado para la medición de la luz (intensidad luminosa). Tiene una celda fotoeléctrica de cadmio que se activa por efecto de la luz, generando una corriente medible sobre una escala. INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR HELIOFANÍA HELIOFANÓGRAFO O HELIÓGRAFO DE CAMPBELL STOKES Es un instrumento registrador que mide la duración de las horas de sol (brillo solar, insolación o heliofanía). Consiste en una esfera de cristal que actúa como lente, haciendo que, al pasar los rayos solares sobre ella se concentren en un delgado haz de luz quemando una faja de papel graduado en horas y fracciones de hora. Su funcionamiento es similar al efecto que se produce al colocar una lupa sobre un papel. 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. Este instrumento debe localizarse lejos de interferencias (árboles, edificios), orientado hacia el norte y nivelado. Se utilizan fajas de diferente tamaño, según la época del año y la duración de horas del día. INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR TEMPERATURA TERMÓMETROS Los termómetros son instrumentos que permiten medir la temperatura, ya sea del aire o del suelo. 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 comúnmente usados son los de líquido en vidrio, los que en general, 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 5 conjunto encerrado en un tubo de vidrio (pirex). En los de alcohol, éste suele colorearse para hacer más fácil su lectura. Para medir temperaturas menores a - 39ºC se usa una mezcla de mercurio con talio pudiendo llegar al registro de - 58ºC. Los termómetros se colocan en el interior del abrigo meteorológico con su bulbo a una altura de 1,5 metros. Los termómetros (de líquido en vidrio) pueden ser: Termómetro común Termómetro de máxima Termómetro de mínima Los termómetros de deformación: Termómetros (-grafos) a cápsula de Bourdón Termómetros (-grafos) bimetálicos TERMÓMETRO COMÚN Es un termómetro de mercurio que permite registrar la temperatura actual o del momento, puede formar parte además del psicrómetro. Consta de un depósito o bulbo de forma cilíndrica o esférica unido a una varilla, la que es atravesada en toda su longitud por un tubo capilar cerrado en el extremo superior por una ampolla. Dentro del capilar el mercurio (elemento sensible) se desplaza debido a las variaciones de temperatura, la que se puede leer sobre una escala graduada en grados centígrados. TERMÓMETRO DE MÁXIMA Registra la temperatura más alta del día. Es un termómetro de mercurio que tiene un estrechamiento del capilar en la parte próxima al bulbo o depósito. Cuando la temperatura aumenta, el mercurio se dilata desplazándose en el capilar y venciendo la resistencia opuesta por el estrechamiento, mientras que cuando la temperatura baja, el mercurio se contrae y al intentar regresar al bulbo, no puede vencer dicha resistencia y la columna se rompe. Su extremo libre queda marcando la temperatura máxima. Se coloca dentrodel 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. TERMÓMETRO DE MÍNIMA Registra la temperatura más baja del día. Es un termómetro común de alcohol (elemento sensible) que en el capilar lleva un índice coloreado de porcelana o metal liviano que se desplaza libremente por el líquido. El bulbo tiene en general forma de horquilla (para aumentar la superficie de contacto del elemento sensible). El alcohol es un líquido que moja las paredes, por ello en el extremo superior de la columna se forma un menisco cóncavo que tiene cierta tensión superficial. Cuando la temperatura baja, el líquido se contrae y arrastra al índice debido a la mayor tensión superficial del menisco. Cuando la temperatura aumenta, el líquido se dilata y se desplaza por el capilar pasando fácilmente entre la pared del tubo y el índice, el que queda marcando la temperatura más baja, la que se lee en su extremo más alejado del bulbo. 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 6 superficie libre del alcohol, inclinando el termómetro con el bulbo hacia arriba o bien, utilizando un imán, si el índice es metálico. TERMÓGRAFO BIMETÁLICO El termógrafo permite graficar la temperatura a través del tiempo. El elemento sensible de este instrumento está constituido por un elemento bimetálico circular. Este sensor consta de dos láminas bimetálicas, bronce e invar (aleación de níquel y acero) o ínvar y acero, unidas por una fuerte presión y arrolladas en forma de espiral o semicírculo. Se utilizan metales de diferente coeficiente de dilatación y elasticidad para que cuando varía la temperatura se produzca un cambio en el radio del elemento medidor que se transmita a un sistema de palancas de manera de accionar un brazo inscriptor. Al aumentar la temperatura los metales de la espiral se dilatan tendiendo a abrirse y le imprimen un movimiento hacia arriba a la pluma. Al descender la temperatura ocurre lo contrario. La banda de registro va colocada sobre un tambor cilíndrico que contiene un mecanismo de relojería que le permite girar una vuelta en 24 horas o en una semana, según se seleccione. La escala está dividida de a 1ºC y la amplitud es de - 35 a 45ºC con una precisión de +/-0,5ºC, las temperaturas registradas sólo indican valores aproximados a los reales, por ello es preciso corregirlas con los datos tomados con el termómetro común. Se coloca en el interior del abrigo meteorológico. Termómetros de máxima y mínima 7 GEOTERMÓMETRO Es un instrumento destinado a medir temperatura del suelo (en ºC) a diferentes profundidades. Se basa en el mismo principio que los termómetros comunes, de los que se diferencia por la longitud de su capilar y porque éstos en lugar de ser rectos, están acodados, formando un ángulo de 30º con la vertical. Los geotermómetros de líquido en vidrio pueden ser: Geotermómetro común Geotermómetro de máxima Geotermómetro de mínima Sólo el bulbo y parte del capilar del geotermómetro son enterrados, quedando su escala, ubicada en la parte superior, a la vista del observador. Se utilizan geotermómetros de mercurio para profundidades de 5, 10, 15, 20, 30, 50 y 100 cm. INSTRUMENTAL DESTINADO A DETERMINAR HUMEDAD DEL AIRE PSICRÓMETRO Es un instrumento destinado a determinar la humedad del aire compuesto por dos termómetros comunes de mercurio, uno de los cuales tiene su bulbo cubierto por una muselina que se mantiene constantemente humedecida (termómetro de bulbo húmedo). El fundamento de la medición de la humedad por este tipo de instrumento es el siguiente: o Si al par psicrométrico se lo coloca en un ambiente saturado de humedad, ambos termómetros registran la misma temperatura, pues en estas condiciones no se produce evaporación de la película de agua contenida en la muselina que rodea al bulbo del termómetro húmedo. o Si en cambio, se lo coloca en un ambiente no saturado, se producirá evaporación, tanto más intensa cuanto más seco esté el aire. Este cambio de estado demanda unas 600 calorías/gramo de agua evaporada, lo que se traduce en un descenso de temperatura del termómetro húmedo. Geotermómetros registrando temperatura del suelo a distintas profundidades 8 La diferencia psicrométrica será mayor cuanto menor sea la humedad del aire. Conociendo esta diferencia, a través de tablas se puede calcular la cantidad de vapor contenida en la atmósfera (humedad del aire). Hay dos tipos de psicrómetros: No ventilados: El principio de funcionamiento es el descrito anteriormente, existen dos termómetros (el de bulbo húmedo y el de bulbo seco), y el aire que evapora el agua presente en la muselina es el aire circundante en el abrigo meteorológico. El más difundido es el tipo August, el que se ubica en el abrigo meteorológico, en un soporte que mantiene separados los termómetros unos 10 cm a 1,50 m del suelo. Ventilados: en los que mediante un dispositivo especial se hace pasar una corriente de aire alrededor de los termómetros. Se dividen en: Tipo Honda: en el que los termómetros se hallan fijos a una planchuela metálica provista de una manivela que permite rotar el aparato en forma manual. Tipo Assmann: que incluye en su diseño un sistema de paletas aspirantes movidas por un motor a cuerda que permiten la circulación forzada del aire. Diferentes modelos de psicrómetros 9 HIGRÓGRAFO Es un instrumento que permite graficar la humedad a través del tiempo. El elemento sensible lo constituye un haz de cabellos, limpios y desengrasados, que modifican su longitud al aumentar o disminuir la humedad del aire (se dilatan o contraen respectivamente). Esta variación de la longitud del haz de cabellos se transmite mediante un sistema de palancas a un brazo inscriptor, el cual, con una pluma acoplada en su extremo registra las variaciones de humedad sobre una faja de papel 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. Se coloca en el interior del abrigo meteorológico. El haz de cabellos debe limpiarse con agua destilada. HIGROTERMÓGRAFO O TERMOHIGRÓGRAFO Este instrumento registra en forma simultánea la temperatura y humedad relativa del aire, su unidad de medida es el grado Celsius (ºC) y el porcentaje (%), respectivamente. La medición de temperatura se realiza a través de un elemento sensible llamado bimetálico o espiral bimetálica, la que conectada a un sistema de transmisión y amplificación del movimiento, a través de un brazo inscriptor con una pluma de tinta en su extremo, registra los cambios de temperatura sobre el diagrama. La humedad relativa (HR), se mide a través de un haz de cabellos que se alarga o contrae producto de la mayor o menor cantidad de vapor de agua en la atmósfera. Mediante un sistema similar al de registro de la temperatura, grafica las variaciones de HR. Psicrómetro tipo Assmann 10 INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR EVAPORACIÓN EVAPORIMETRO DE PICHE Consiste en un tubo de vidrio cilíndrico cerrado en el extremo superior y abierto en el inferior donde lleva colocado un elemento de evaporación que es un disco de papel de filtro sujeto por una arandela. El tubo lleva grabada una escala en milímetros, creciente de arriba hacia abajo y debe llenarse de agua. Se coloca dentro del abrigo meteorológico de la estación en forma vertical, evitando el contacto con las paredes. El tubo debe llenarsede agua antes que se quede seco y el disco de papel evaporante debe cambiarse semanalmente. TANQUE DE EVAPORACIÓN CLASE A Instrumento para medir la cantidad de agua que se evapora a la atmósfera durante un intervalo de tiempo dado. Básicamente, es un tanque de latón, de hierro galvanizado sin pintar, cuyas dimensiones son 122 cm de diámetro y 22,5 cm de profundidad. El Termohigrógrafo Evaporímetro de Piché 11 nivel de agua debe llegar hasta 0,05 m del borde superior y se deberá agregar o sacar agua cuando dicho nivel tenga una variación en uno u otro sentido, superior a 0,025 m. En su interior se encuentra un índice (regla graduada), en la que se medirán las diferencias de altura de agua cada 24 horas, lo que será asociado a la evaporación del agua durante ese periodo. Su unidad de medida es el mm. De todos los aparatos que se usan para medir la evaporación desde superficies de agua, el tanque es el que da valores más reales. INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR EVAPOTRANSPIRACIÓN La determinación experimental de la evapotranspiración se basa en las medidas directas de la disminución del contenido de agua en el volumen de suelo explorado por raíces. Los principales instrumentos de lisimetría utilizados son: EVAPOTRANSPIRÓMETRO DE THORNTHWAITE Este instrumento permite medir Evapotranspiración potencial. Consiste en un tanque enterrado en el cual la napa de agua es mantenida constante en una masa de suelo y la evapotranspiración se produce en su valor potencial. Consta de tres secciones: evapotranspiración (A), alimentación (B) y regulación del nivel freático (C). A. La sección de evapotranspiración consta de un tanque cilíndrico de 4 m2 de sección transversal y 70 cm de altura, el que se instala enterrado en el suelo, aunque con sus bordes sobresaliendo. Por medio de una abertura y a través de un caño galvanizado, se conecta a un tanque regulador del nivel freático. Sobre el suelo preparado debe sembrarse una gramínea perenne, como el pasto salado (Disticlis spicata) el que se debe mantener en activo crecimiento. B. La sección de alimentación consta de un tanque cilíndrico de 35,7 cm de diámetro y 40 cm de altura, que por medio de un nivel exterior de vidrio graduado permite conocer el nivel del agua en el tanque, y su descenso a intervalos de tiempo dados. Su graduación se ha calibrado de modo que corresponde a milímetros de agua evaporada en 4 m2. C. La sección Tanque regulador del nivel freático mantiene al suelo en capacidad de campo, agregando agua a medida que ésta se evapora. El exceso de agua (agua gravitante) se recoge en un recipiente provisto para el caso y su cantidad (De) deberá tenerse en cuenta al efectuar las observaciones. Tanque de Evaporación 12 Como complemento de esta instalación se debe disponer de un pluviómetro en el lugar y sería aconsejable además una estación termométrica. El funcionamiento es sencillo, la napa freática se mantiene en forma constante a 50 cm de profundidad, lo que permite que el suelo sobre ella apoyado, el agua ascienda por capilaridad manteniendo húmedas las capas superiores, muy próximas a capacidad de campo. La evapotranspiración potencial se calcula sumando el agua entregada por el tanque cilíndrico (de alimentación) (S) y la registrada en el pluviómetro (P) y, restando la contenida en el recipiente que aloja el exceso hídrico (De). EP = S + P – De El evapotranspirómetro de Thornthwaite, según el esquema tradicional descrito anteriormente, presenta algunas dificultades operativas que se han tratado de obviar con la modificación que se detalla en el siguiente esquema: La principal modificación consiste en el riego por la parte superior al haberse quitado los tanques de alimentación y de nivel freático. LISÍMETRO DE PESADA Consiste en un recipiente grande relleno de suelo y con cubierta vegetal, introducido en una cámara de hormigón y asentado sobre una báscula. Mide evapotranspiración real, la que se obtiene por diferencias de peso del recipiente que son convertidas a mm de evapotranspiración. INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR PRESIÓN ATMOSFÉRICA BARÓGRAFO Instrumento utilizado para registrar las variaciones de presión atmosférica en el ambiente, como elemento sensible tiene cápsulas aneroides (cápsulas metálicas, onduladas, elásticas y cerradas), las cuales están selladas al vacío, dichas cápsulas se contraen o expanden de acuerdo a las variaciones de presión, este instrumento es 13 muy sensible y sirve para registrar pequeños cambios en la presión en un corto periodo. BARÓMETRO ANEROIDE Instrumento utilizado para medir las variaciones de la presión en el ambiente, su elemento sensible es una cápsula aneroide, la cual está conectada con una aguja que permite apreciar los cambios de presión. BARÓMETRO MERCURIAL Este instrumento es utilizado para medir la presión atmosférica. Su funcionamiento se basa en el experimento de Torricelli (1643) y el uso generalizado del mercurio obedece al hecho de ser éste el líquido que posee mayor peso específico, con lo cual será más corta la columna necesaria para equilibrar el peso de la columna de aire. 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. 14 Está construido de manera que se conoce la 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. Dispone de un medidor que puede deslizarse a lo largo del tubo graduado por medio de un sistema de engranaje y piñón. La escala tiene una amplitud desde 560 hPa a 1040 hPa. Su unidad de medida es el milibar (mbar) ó hectopascal (hPa). INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR PRECIPITACIÓN PLUVIÓMETRO TIPO B Es el instrumento adoptado oficialmente por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) para medir la cantidad de agua caída (lluvia) en mm. Consiste en un recipiente receptor cilíndrico, de chapa galvanizada y zinc, cuya boca tiene un diámetro de 15,97 cm, por lo que la superficie receptora es de 200 cm2. El agua de lluvia cae través de la boca a un recipiente colector (jarra) por medio de un embudo, y queda almacenada en la jarra hasta la hora de observación. Para realizar la medición con mayor exactitud, se trasvasa el agua a recipiente medidor (probeta), recipiente de vidrio graduado en milímetros y décimas de milímetros, cuyo diámetro y graduación son distintos según el tipo de pluviómetro. Existe una relación entre el cuadrado del diámetro de la boca receptora y el cuadrado del diámetro de la boca de la probeta denominada coeficiente de amplificación. De esta forma, aumenta la altura de la lámina de agua del pluviómetro al ser trasvasada a la probeta de diámetro menor. 15 PLUVIÓGRAFO Es un aparato que registra la cantidad de agua caída en un periodo de tiempo determinado, es decir que además de medir la cantidad indica la intensidad de la lluvia. Existen dos sistemas principales, a sifón o flotador y de cangilones. Tipo Sifón o Flotador: al igual que el pluviómetro posee un recipiente receptor con una boca en la parte superior por donde ingresa el agua hacia un depósito llamado cámara de sifonaje, en cuyo interior existe un flotador, que al recibir una cierta cantidad de precipitación (10 mm) provoca un efecto sifón que descarga el agua hacia un colector que está en la parte inferior del instrumento. Este ciclo se va repitiendo hasta que el periodo de precipitación termina. El flotador tiene incorporado un pequeño brazo con una pluma de tinta, que grafica las variaciones de la precipitación en una faja de papel diagramada que está adherida a tambor que gira mediante un sistema de relojería semanal. Para medir la lluviasólo deben sumarse las ramas ascendentes del registro de la faja. Pluviógrafo tipo sifón Pluviómetro tipo B 16 Tipo Cangilones: en el que al final del embudo, se coloca un recipiente que tiene dos compartimentos (cangilones). 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 y hace girar una rueda dentada en un ángulo determinado, el movimiento de esa rueda dentada se transmite por medio de una leva a una palanca con una pluma inscriptora. Ésta registra la cantidad de agua caída en una faja 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 y las pausas indican que dejó de llover. En el caso del pluviógrafo de cangilones se deben sumar tanto las subidas como las bajadas de la curva graficada en la faja. INSTRUMENTAL DESTINADO A MEDIR VIENTO ANEMÓMETRO DE CAZOLETAS Mide la velocidad del viento en km/h de acuerdo al número de revoluciones que el aire imprime a un molinete de tres o cuatro brazos. Cada brazo contiene una cazoleta (especie de cucharón), y se sujeta a un eje vertical interior que en su extremo inferior tiene un tornillo sin fin que se conecta a un sistema de engranaje y a un contador de vueltas. Cuando actúa el viento sobre el lado cóncavo de las cazoletas se origina un movimiento giratorio del sistema y por medio del contador o de un dispositivo eléctrico se puede conocer la distancia recorrida en un periodo de tiempo dado. Se debe multiplicar la diferencia de cuentas en el visor por una constante que posee el instrumento. Se coloca lejos de obstáculos, en general a 10 metros de altura. VELETA Permite medir la dirección del viento a través de un sistema mecánico, perfectamente balanceado y paralelo al suelo. Puede ser de chapa común y está compuesta de dos partes: la cola y la flecha. Debe estar orientada perfectamente Norte-Sur. Lleva en un extremo un contrapeso terminado generalmente en punta de flecha, la cual apunta la dirección de donde viene el viento; en el otro extremo lleva dos paletas verticales que obligan a situarse al aparato en forma que la resistencia al flujo del aire sea mínima, esto es paralelamente a su dirección. 17 VELETA Y ANEMÓMETRO Instrumento que se utiliza para medir la fuerza (velocidad) del viento en Nudos (KT) o en Km/h y su dirección. Su funcionamiento se basa en tres cazoletas unidas a un brazo cada una, los cuales a su vez están unidos a un eje vertical interior. Este instrumento permite medir la dirección del viento en grados sexagesimales (0 a 360º). INSTRUMENTAL METEOROLÓGICO ELECTRÓNICO PIRANÓMETRO RADIACIÓN SOLAR GLOBAL Este instrumento permite medir la radiación solar (global) recibida desde todo el hemisferio celeste sobre una superficie horizontal terrestre. El principio de funcionamiento de este instrumento es a través de termocuplas, las cuales al calentarse producto de la radiación del sol, emiten una pequeña f.e.m. (tensión o milivoltaje) pudiendo ser medidas por algún otro instrumento (integrador o datalogger). Para obtener la potencia en Watt/m2, se multiplica la tensión entregada por el piranómetro por una constante del instrumento. 18 PIRANÓMETRO RADIACIÓN SOLAR REFLEJADA Este instrumento mide la radiación solar reflejada por la superficie terrestre, tiene el mismo principio de funcionamiento del piranómetro de radiación solar global, sólo que éste posee una posición invertida. PIRANÓMETRO RADIACIÓN SOLAR DIFUSA Este instrumento permite medir la radiación que llega a la tierra de manera indirecta, su principio de funcionamiento es idéntico al piranómetro de radiación solar global. PIRHELIÓMETRO ÁNGSTROM Este instrumento se utiliza para la medición de la radiación solar directa expresada en unidades de Watt/m2, siendo necesario que esté constantemente orientado hacia el sol. Para su funcionamiento debe estar conectado a una unidad de control auxiliar para poder determinar mediante cálculo la potencia que es recibida desde el sol. Su importancia radica en que mediante este instrumento es posible realizar la calibración de otros instrumentos de radiación solar, tales como, los piranómetros PSP. 19 RADIÓMETRO U.V. Instrumento que se utiliza para medir la radiación ultravioleta recibida desde todo el hemisferio celeste sobre una superficie horizontal terrestre en un rango espectral de 280 a 320 nm. Su utilización es importante en el estudio del deterioro de la capa de Ozono. La potencia en MW/m2, es calculada en forma similar a la utilizada por el piranómetro PSP. VELETA Y ANEMÓMETRO Utilizados en estaciones automáticas o como sistemas independientes, su funcionamiento está diseñado en base a circuitos electrónicos. NEFOBASÍMETRO Instrumento de principio electrónico que se utiliza para medir la altura de la base nubosa. Su funcionamiento consiste en el envío de un pulso láser dirigido hacia la parte inferior (techo) de las nubes, una vez que el techo ha sido detectado, el rayo es devuelto nuevamente hacia el instrumento, el equipo calcula el tiempo en que demora en regresar el pulso y mediante el empleo de electrónica avanzada, calcula y determina la altura a la cual se encuentra la base nubosa. Este ciclo de mediciones es repetido continuamente. La unidad de medida entregada por este moderno instrumento es metros (m) o pies (ft). 20 DATALOGGER Un datalogger es un dispositivo electrónico que registra mediciones ordenadas en el tiempo, provenientes de diferentes sensores. Luego cada medición es almacenada en una memoria, junto con su respectiva fecha y hora. En general los dataloggers son pequeños y alimentados por baterías, y están conformados por un microprocesador, una memoria para el almacenamiento de los datos y diferentes sensores. La mayoría utilizan a la computadora personal como interfase para programar al dispositivo y leer la información recolectada. Los dataloggers pueden ser construidos para controlar todo tipo de datos ambientales. La temperatura y la humedad son las más comunes, según se requiera pueden servir para otras aplicaciones. ESTACIÓN METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA Una estación meteorológica automática (EMA) es una versión automatizada de la tradicional estación meteorológica. Una de las ventajas de este sistema es que pueden ser instalados en lugares aislados sin tener necesidad de contar con personal para que realice las observaciones, además, poseen habitualmente paneles solares y baterías de respaldo lo que posibilita largos periodos de funcionamiento sin atención permanente. Mediante diversos sensores capta la variación de los principales parámetros meteorológicos. Luego estas señales son procesadas por la estación en forma 21 automática a través del empleo de electrónica de avanzada (microprocesadores) y la información, puede ser transmitida a un usuario remoto. La configuración de una EMA puede variar pero en general consiste en una estructura modular con las siguientes partes: Una caja para intemperie, con el datalogger (sistema de adquisición de datos), batería recargable y telemetría (opcional) Sensores meteorológicos Paneles solares o generador eólico Mástil Los parámetros meteorológicos (sensores) que generalmente miden estos sistemas son: temperatura y humedad del aire, presión atmosférica, precipitación, radiación solar, velocidad y dirección del viento. RADIOSONDA Elemento llevado a la atmósfera a través de un globo inflado por hidrógeno u otro gas liviano. Está provisto de dispositivos (sensores) que permiten determinar uno o varios parámetros meteorológicos (presión, temperatura, humedad y viento) y que, además,cuenta con un sistema de transmisión a un equipo ubicado en tierra. 22 Bibliografía: DOOREMBOS, J. 1981. Estaciones agrometeorológicas. Estudio FAO: riego y drenaje. Organización de las Naciones Unidas para la agricultura y la alimentación. Roma. Italia. GARABATOS, M. 1990. Temas de Agrometeorología. Tomo I. Consejo Profesional de Ingeniería Agronómica. Bs. As., Argentina. TORRES, C. Práctica Nº 2. Universidad de San Carlos de Guatemala. Facultad de Agronomía Área Tecnológica. Subárea de Manejo de Suelo y Agua. Laboratorio de Climatología. Guatemala. Fuentes de Internet (última consulta: 06/08/2019) https://www.smn.gov.ar/ https://www.tutiempo.net/meteorologia/ https://met-ba.blogspot.com.ar/2009/02/lluvias-acumuladas-1022009-algunas.html https://www.smn.gov.ar/ https://www.tutiempo.net/meteorologia/ https://met-ba.blogspot.com.ar/2009/02/lluvias-acumuladas-1022009-algunas.html
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