Clase 6 - Medición TEMPERATURA

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Observación Atmosférica
Equipo Docente
Oscar A. Frumento, Dr. Federico Norte, Lic. Magalí Medone
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOS COMECHINGONES
Medición de elementos atmosféricos 
TEMPERATURA
Índice:
1. Definición de temperatura
2. Calor y temperatura
3. Escalas de temperatura
3. Variaciones de la temperatura
3.1. Variación diaria y anual de la temperatura del aire
3.2. Variación de la temperatura diaria por nubosidad
3.3. Relación de la temperatura con la latitud
3.4. Relación de la temperatura con la altura
3.5. Efecto de la isla urbana de calor sobre la distribución de la temperatura
4. Los instrumentos y la medición de la temperatura atmosférica
4.1 Termómetro de líquido en vidrio
4.2 Termógrafo
4.3 Sensores de temperatura
5. Medición de la temperatura desde el espacio
1. Definición de temperatura
La temperatura es una magnitud física fundamental que refleja la cantidad de calor de
un cuerpo, ya sea sólido, líquido o gaseoso. Está relacionada con el contenido de energía
cinética interna y cuantifica la actividad de las moléculas: la velocidad de las moléculas
aumenta conforme aumenta la temperatura.
Aumento de la temperatura
Aumento de la velocidad
2. Calor y temperatura
El calor es una forma de energía en tránsito, es decir, no puede
almacenarse y sólo se hace evidente cuando circula de un
cuerpo a otro.
Los flujos de calor provocan cambios de temperatura; de este
modo se tiene que el calor fluye espontáneamente de los
cuerpos que se encuentran a mayor temperatura hacia los que
están a menor temperatura. Esto ocurrirá hasta que las
temperaturas se igualen, alcanzando el equilibrio térmico.
La temperatura es, en cierto modo, una medida de la cantidad
de calor que contiene un cuerpo,
¿Cómo se calienta la atmósfera?
Transferencia por contacto directo entre 
dos medios
Transferencia de calor por ondas 
electromagnéticas (no hay contacto)
Transferencia mediante un fluido en 
movimiento (líquido o gas), que será quien 
transporte la energía térmica desde un punto A 
hasta un punto B.
3. Escalas de temperatura
Las relaciones entre escalas son:
3.1. Variación de la temperatura
Las variaciones medias diarias y
estacionales de la temperatura del aire
están directamente relacionadas con el
balance de radiación; se entiende por
balance de radiación a la diferencia entre la
cantidad de radiación que ingresa al
sistema Tierra-atmósfera (rad. solar) y la
que egresa (rad. terrestre).
latitud, hora del día y día del año:
determinan la altura del sol y la intensidad y
duración de la radiación solar incidente
La diferencia entre la temperatura máxima y mínima diaria se denomina amplitud térmica diaria.
Análogamente, se define a la amplitud térmica anual como la diferencia entre la temperatura media del mes más
cálido y la temperatura media del mes más frío,
T. Media Enero : 23 °C
T. Media Enero : 25 °C
T. Media Julio: 11 °C
T. Media Julio: 6,5 °C
3.2. Variación de la temperatura diaria por la nubosidad
La nubosidad influye sobre el
balance de radiación, y el principal
impacto de la nubosidad se
observa en la amplitud térmica.
0
5
10
15
20
25
30
35
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Temperatura horaria (°C) – Córdoba (hora UTC)
08/06/2022 27/8/2022
Amplitud: 6,3 °C Amplitud: 16,6 °C
Durante el día las nubes bloquean gran parte de la radiación solar reduciendo el calentamiento de la
superficie terrestre y del aire, mientras que las noches nubladas retardan la pérdida de energía emitida
por la superficie porque absorben parte de esa radiación de onda larga y emiten a su vez hacia el suelo,
haciendo que la temperatura no disminuya tanto como lo haría en una noche despejada.
3.3. Relación de la temperatura con la latitud
Marcha anual de temperatura (°C)
30
25
20
15
10
5
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 
Marcha ecuatorial
Marcha tropical
Marcha de latitudes medias
3.4. Relación de la temperatura con altura
La disminución vertical de la temperatura en la 
troposfera es en promedio de de 6.5°C/km. 
Además de influir sobre la temperatura media, la altitud
también influye sobre la amplitud del ciclo diurno. Como la
densidad del aire disminuye con a la altura, el aire absorbe
y refleja una porción menor de radiación solar incidente.
En consecuencia, con el aumento de altitud la intensidad de
la insolación también crece, resultando en un
calentamiento rápido e intenso durante el día. Durante la
noche el enfriamiento también es más rápido.
-10
-5
0
5
10
15
20
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23
T
e
m
p
e
ra
tu
ra
 (
°C
)
Hora
La Quiaca - 23 y 24/8/2022
3.5. Efecto de la isla urbana de calor sobre la distribución de la 
temperatura
La isla urbana de calor se produce por
los cambios en la temperatura de la
atmósfera de las ciudades debido a la
urbanización.
El aire en zonas urbanas puede ser 2 - 5
°C más caliente que en las zonas
rurales, fenómeno que ocurre
principalmente durante noches sin
viento y escasa nubosidad.
36km
T mín.: 7,2 °C
T mín.: 11 °C
T mín.: 12,5 °C
T mín.: 8,5 °C
T máx.: 25,1 °C
T máx.: 23,6 °C
Ejemplo: Aeropuerto Ezeiza vs. Observatorio de Buenos Aires
•
4. Los instrumentos y la medición de la temperatura 
atmosférica
Perfil típico de temperatura durante un día soleado. 
(Figura adaptada de Ahrens, 2009).
Instalación: Se coloca en el interior del abrigo meteorológico
con su bulbo a una altura entre 1.5 y 2 metros de altura.
Otros tipos:
• Bimetálico (dilatación)
• Electrónico (resistencia eléctrica)
4.1. Termómetro de líquido en vidrio:
El instrumento de medición de la temperatura más conocido es el termómetro de líquido en vidrio, que es
también el de uso más común para medir la temperatura en la superficie. Estos termómetros se basan en el
fenómeno de dilatación y contracción térmica de las sustancias con el aumento y la disminución de su
temperatura, respectivamente.
Ventajas: 
● suelen ser poco costosos (a menos que contengan mercurio), 
● son fáciles de usar (el nivel del líquido en la columna capilar corresponde directamente a una temperatura) y 
● sufren muy poco de deriva, lo cual significa que solo necesitan una calibración inicial. (Deriva: variación lenta 
de una característica meteorológica de un instrumento de medida). 
Limitaciones: 
● no hay forma de automatizar las observaciones, una persona debe tomar la lectura de temperatura; 
● el instrumento es frágil
● el tiempo de respuesta es lento en comparación con otros tipos de termómetros. 
Líquido Ventajas Desventajas Pto. De 
fusión
Pto. de 
ebullición
Alcohol (el más 
común es el etanol)
Fácil de obtener
Muy expansivo
Cubre toda la gama 
de temp. atmosférica
-114 °C 78 °C
Mercurio
Bastante expansivo
Estable a largo plazo
Tóxico -39 °C 357 °C
Errores asociados con los termómetros de líquido en vidrio (OMM)
Errores de escala: surgen de una combinación de expansión no lineal del 
líquido o falta de uniformidad en el orificio (minimizado por la calibración).
Error de bulbo saliente: durante la calibración, el bulbo de un termómetro 
puede estar sumergido en un líquido pero su bulbo emerge, lo que genera 
un gradiente de temperatura a lo largo del vidrio del termómetro.
Errores de paralaje: surgen de la refracción dentro del vidrio; el nivel de los 
ojos del observador debe estar en el mismo nivel que el nivel del líquido.
Errores asociados a los termómetros de alcohol: adherencia del alcohol al 
vidrio, rotura de la columna de líquido y cambios lentos del líquido.
Errores de paralaje 🡪 Menisco usado como indicador
Cuando las fuerzas adhesivas son mayores que las fuerzas cohesivas, el menisco tiende a ser cóncavo como en el
caso de vidrio y líquidos orgánicos. Por otra parte cuando las fuerzas cohesivas son superiores a las adhesivas, el
menisco es convexo como en el caso de mercurio en vidrio.
Error de paralaje
Termómetro de 
bulbo seco
Termómetrode 
bulbo húmedo
Termómetro de 
máxima y de 
mínima
muselina
Termómetro de máxima:
registra la temperatura más alta del día. 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, el estrechamiento
impide que el mercurio regrese al bulbo.
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
Termómetro de mínima:
registra la temperatura más baja del día. Está
compuesto de 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.
Termógrafo:
grafica la temperatura a través del tiempo. El sensor de
este instrumento está constituido 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 y medición: Se coloca dentro del abrigo meteorológico.
Sensor de temperatura (est.automáticas):
Resistencia de platino
Se basan en la dependencia de la resistencia
eléctrica de un material con la temperatura,
es decir, son capaces de transformar una
variación de temperatura en una variación
de resistencia eléctrica.
Están constituidas por un trozo de alambre
enrollado alrededor de un núcleo de
cerámica o vidrio. Las más comúnmente
utilizadas son las resistencias de platino.
Donde:
α = coeficiente de temperatura
Rt = resistencia a 0°C
R0 = resistencia a T °C
T= temperatura natural
El incremento de la temperatura no
es del todo lineal pero si creciente y
característico del platino, de tal
forma que mediante tablas es
posible encontrar la temperatura
exacta a la que corresponde.
Sensor de temperatura (est.automáticas):
Termistores
es otro tipo de termómetro de resistencia. Estos instrumentos
emplean materiales semiconductores sensibles a la temperatura a
los cuales se da forma de pequeñas perlas, gotas o varillas.
Las relaciones resistencia-temperatura de los termistores son no
lineales, complejas y muy variables de un sensor a otro, de modo
que la calibración es un aspecto fundamental de estos sensores que
puede presentar dificultades.
Los termistores son baratos y fáciles de instalar. Además tienen
rangos de funcionamiento muy amplios que abarcan temperaturas
más allá de los extremos atmosféricos.
¿A que variable pertenece cada curva?
¿En qué horario aproximadamente se dio la temperatura máxima? ¿ Y la mínima?
Sensor de temperatura
(radiosondas):
Radiosonda 
RS41-D
Sensor: resistencia de 
platino
Rango de 
medición
De +60 °C a -95 °C
Resolución 0,01 °C
Tiempo de 
respuesta
0,5s
¿Gradiente de temperatura?
240m
T
Td
¿Qué otras mediciones podemos realizar con estos instrumentos?
Medir la temperatura del suelo: usando termómetro de líquido en vidrio o termistores.
• Las temperaturas del suelo ayudan a determinar cuándo se puede 
sembrar un cultivo.
• El calor almacenado en el suelo también puede hacer que la nieve o 
el hielo se derritan, o evaporar agua que es enviada a la atmósfera.
Medición de la temperatura desde el espacio
Imágenes infrarrojas
Los sensores IR miden la radiación infrarroja
emitida por la Tierra y la atmósfera.
Como la cantidad de radiación infrarroja emitida
depende de la temperatura de la superficie, las
imágenes IR son esencialmente una imagen de
temperaturas del suelo o bien del tope de las
nubes.
En las imágenes IR convencionales, las zonas
más frías aparecen en tonos blancos o gris claro
mientras que las zonas más cálidas aparecen en
tonos negros o gris oscuro.
https://www.eorc.jaxa.jp/AMSR/viewer/index_e.html
Radiómetros avanzados de barrido de microondas (AMSR)
Fuente de datos: GCOM-W/AMSR2
Sensor para observar señales de microondas emitidas 
naturalmente el suelo, la superficie del mar, etc.
https://www.ospo.noaa.gov/Products/atmosphere/gpds/about_amsr2.html
6 canales de medición
Sensor AMSR-2
A bordo del satélite GCOM-W1
Contiene 6 canales de medición