Aparatos metereologicos
- 1. APARATOS METEREOLOGICOS Introducción Los primeros instrumentos meteorológicos que se utilizaron para controlar el clima fueron los sentidos del cuerpo humano, entre los que se incluía a la vista, tacto (sensación), olfato y el oído. Hoy en día los aparatos meteorológicos siguen siendo importantes, ya que gracias a ellos podemos estudiar al tiempo para así conocer cómo estos afectarán a nuestra vida diaria. Instrumentos meteorológicos Los principales instrumentos meteorológicos analizan los siguientes parámetros: (i) La temperatura del aire (ii) Presión de aire (iii) Humedad (iv) Las nubes (v) Precipitación (lluvia, nieve granizo, etc.) (vi) Visibilidad (vii) El viento (viii) La radiación solar Una vez conocidos estos parámetros, existen otros como el punto de rocío, la humedad relativa, el punto de congelación y así sucesivamente, sin embargo a estos se le denominan parámetros “secundarios”. A pesar de que estos fenómenos pueden afectar la vida del ser humano de muchas maneras diferentes, resulta que el cuerpo humano no está calificado para cuantificar estas características. El agua fría puede sentirse tibia para algunas personas, dependiendo de lo que esa persona ha estado haciendo.
- 2. Lista de instrumentos meteorológicos. En esta parte del artículo hablaremos sobre las diferentes herramientas meteorológicas, todas pueden funcionar sin ningún equipo de apoyo, sin embargo llegan a ser mas productivas si se utilizan en con otros instrumentos meteorológicos, generalmente estos aparatos los podemos encontrara trabajando juntos en las ESTACIONES METEOROLÓGICAS. Las estaciones meteorológicas suelen medir la presión, la temperatura máxima y la temperatura mínima, velocidad del viento, dirección del viento, humedad, nubosidad, radiación solar y la precipitación. Una buena estación meteorológica debe cumplir con ciertos requisitos como la de tener un campo abierto, sin edificios y obstrucciones que distorsionen las medidas. Aparatos meteorológicos Los termómetros son los instrumentos meteorológicos más utilizados para medir la temperatura, algunos de estos aparatos utilizan un tubo con un líquido en su interior, ya sea alcohol o mercurio, el cual sirve como un indicador de la temperatura. Sin embargo, hay que señalar que no todos los termómetros utilizan un líquido con una línea de medición en el tubo, ya que los dispositivos modernos están fabricados especialmente para digitalizar los resultados en una pantalla donde nos muestra la temperatura. Por otro lado tenemos aquellos instrumentos meteorológicos con sensores de presión, los cuales por lo general son de dos tipos; los barómetros aneroides y los barómetros de mercurio. El barómetro aneroide, está basado en una unidad sellada y flexible, la cual contiene aire en un volumen fijo, siendo este el que, cuando ocurren cambios en la presión atmosférica, se expande o se contrae, la alteración de la posición marca una medida con la aguja del barómetro. Los barómetros de mercurio utilizan un tubo al vacío, siendo el mercurio el que sube o baja dentro de este tubo a medida que cambia la presión atmosférica, empujando el mercurio hacia la parte superior o inferior del tubo. También existen algunos instrumentos más sensibles a los pequeños cambios de la presión como por ejemplo el “micro- barógrafos”.
- 3. El Pluviómetros sirve para recoger el agua de la lluvia en un cubo, para posteriormente con esta medida marcar la cantidad de agua que cae en un metro cuadrado, actualmente existen otros pluviómetros fabricados con el fin de permitir la automatización y digitalización, (llamados “tubo de inflexión de pluviómetros”) que inclinan su contenido sobre una escala de medición en intervalos regulares (por ejemplo, 1 minuto) y que junto al peso del contenido se almacenan digitalmente. La acumulación total se puede determinar sumando todos las medidas que se almaceno en el transcurso de la lluvia. Los Instrumentos meteorológicos encargados de medir el viento requieren de dos parámetros – la velocidad y la dirección. La dirección suele estar determinada por una veleta, y hay varios tipos de éstas. Los más modernos tienden a ser menos estéticos y más práctico. También suelen contener un instrumento adjunto para medir la velocidad del viento. Los Instrumentos de medición del viento por lo general se le conocen como los anemómetros de viento. Están diseñados para enfrentar a los viento, y están fabricados con un punto que apunta a la dirección del viento. Otros parámetros que miden los aparatos meteorológicos son la altura de las nubes y su visibilidad. Para lo cual se hace uso de haces ópticos de diferentes tipos. Por ejemplo, el ceilómetros determina la base de la altura de las nubes mediante el envío de pulsos de luz hacia las nubes. Al encontrarse con la nube, los pulsos de luz son (parcialmente) reflejados al suelo, siendo este el lugar donde se detectan. El tiempo que toma la transmisión y la recepción de los impulsos de luz se utiliza para determinar la altura de las nubes. En lo que se refiere a las nubes, también es bastante común registrar el porcentaje del cielo que cubren las nubes, y con frecuencia se utilizan cámaras especialmente diseñadas para hacer esto. Otros de los instrumentos meteorológicos más usados son aquellos sensores que miden la radiación solar. A veces para calcular esta radiación se utiliza las longitudes de onda, y, a veces se hace en bandas de longitud de onda discretas. La banda visible ultravioleta es muy común de observar, debido a la relación que tiene con la pérdida de ozono, pero otras longitudes de onda comunes de utilizar, incluyen aquellas longitudes a las cuales las plantas son
- 4. más sensibles (particularmente útil para la horticultura y la jardinería). La humedad es otra de los datos muy importantes para los meteorólogos, ya sea la humedad absoluta o relativa, sin embargo tiempo atrás era muy difícil de cuantificar, a pesar de que el cuerpo humano es muy sensible a ella. Fue por esta razón que el primer higrómetro fue hecho de cabello, ya que este es muy sensible a la humedad, este instrumento mide los cambios de longitud del cabello en respuesta a las variaciones de la humedad, cuando el cabello se hacía más largo era debido a que la humedad relativa aumentaba. Esta hacia que la aguja se ajuste en respuesta a los cambios de longitud del cabello. Luego se utilizó los instrumentos meteorológicos llamado Higrotermógrafo, el cual registra la humedad y temperatura en una carta de papel. Este instrumento se utilizaba hasta hace poco, y este también dependía de los cabellos para medir la humedad, pero en este caso utilizaba una mayor cantidad de pelo. Otra opción que puede utilizarse para medir la humedad es el Psicrómetro. Este aparato meteorológico funciona gracias a un motor accionado por resortes, enrollado por una llave en la parte inferior, funciona un ventilador que extrae el aire a través de las bombillas de dos termómetros. La bombilla de uno de los termómetros está cubierta por una mecha de muselina, que se humedece con agua destilada, el cual se enfría debido a la evaporación causada por el aire que genera el ventilador, siendo este valor una medida por debajo a la temperatura que se muestra por el termómetro que utiliza una bombilla seca. El cálculo de la humedad se realiza mediante la comparación de las dos lecturas de los termómetros, ya que la diferencia entre ellas depende de la humedad y la presión (la presión se mide de forma independiente utilizando un barómetro). De hecho, el psicrómetro fue desarrollado para ser un instrumento portátil. Otros instrumentos que se utilizan como aparatos meteorológicos para medir la humedad incluyen al higrómetro eléctrico, el de infrarrojos, el de punto de rocío y otros. El higrómetro eléctrico funciona gracias a una corriente eléctrica que atraviesa una placa que esta revestida con carbono, y mide el cambio de la resistencia de la placa causada por la absorción o liberación de vapor de agua que son causadas por los cambios de humedad. El higrómetro de infrarrojos
- 5. mide la absorción de luz infrarroja cuando esta pasa a través del aire, habiendo una mayor absorción cuando la humedad absoluta es mayor. El higrómetro de punto de rocío mide la temperatura que produce la condensación en un plato frío, y utiliza esta información para calcular la humedad. Esto resume los principales instrumentos meteorológicos, aunque esta lista no está completa, debido a que existe muchos aparatos meteorológicos, es por esta razón que este articulo está destinado a los más utilizados. Anemómetro
- 6. Anemómetro de molinete. El anemómetro o anemógrafo es un aparato meteorológico que se usa para la predicción del clima y, específicamente, para medir la velocidad del viento. Así mismo es uno de los instrumentos de vuelo básico en el vuelo de aeronaves más pesadas que el aire. En meteorología, se usan principalmente los anemómetros de cazoletas o de molinete, especie de diminuto molino de tres aspas con cazoletas sobre las cuales actúa la fuerza del viento; el número de vueltas puede ser leído directamente en un contador o registrado sobre una banda de papel (anemograma), en cuyo caso el aparato se denomina anemóna. Aunque también los hay de tipo electrónicos. Para medir los cambios repentinos de la velocidad del viento, especialmente en las turbulencias, se recurre al anemómetro de filamento caliente, que consiste en un hilo de platino o níquel calentado eléctricamente: la acción del viento tiene por efecto enfriarlo y hace variar así su resistencia; por consiguiente, la corriente que atraviesa el hilo es proporcional a la velocidad del viento VELETA Una veleta es un dispositivo giratorio que consta de una placa que gira libremente, un señalador que indica la dirección del viento y una cruz horizontal que indica los puntos cardinales. El motivo puede ser muy variado (figuras de animales, antropomorfas, entre otros). De esta ingeniosa idea tomaron sin duda origen nuestras veletas o giraldillas en forma de cometa, de gallo, etc. Antiguamente eran en forma de estatuas destinadas a conocer la dirección de los vientos. Barómetro Un barómetro es un instrumento que mide la presión atmosférica. La presión atmosférica es el peso por unidad de superficie ejercida por la atmósfera. Uno de los barómetros más conocidos es el de mercurio.
- 7. El heliógrafo es un instrumento meteorológico que se utiliza para registrar la duración e intensidad de los rayos solares a insolación. Heliógrafo. Según el principio de funcionamiento, se distinguen dos tipos principales: los que utilizan la rotación de la tierra como base de tiempo y los que emplean algún mecanismo de relojería. Entre los del primer grupo, el modelo más difundido es el heliógrafo de Cambpell-Stokes, inventado por John Francis Campbell en 1853 y luego modificado por Sir George Gabriel Stokes en 1879. Este modelo se basa en una esfera de cristal (típicamente de 10 cm de diámetro) que concentra los rayos solares sobre una banda de cartulina de forma tal que, al quemarse, deja una traza carbonizada. La esfera está montada concéntricamente dentro de un casquete esférico de metal, sobre cuya superficie interior, y sujeta por medio de unas ranuras especiales, se coloca la banda de cartulina. De esta forma, la cartulina se mantiene siempre a la misma distancia del foco de la lente esférica, independientemente del movimiento aparente del sol a lo largo del día y del estacionario. Cuando el sol luce durante todo el día, sobre la banda se forma una traza carbonizada continua y la duración de la insolación se determina midiendo la longitud de esta traza. En cambio, si el sol brilla de forma discontinua, dicha traza es intermitente y, en este caso, la insolación se determina sumando la longitud de los segmentos resultantes. Para facilitar la interpretación, las bandas de cartulina poseen una escala impresa con marcas que representan intervalos de 30 minutos. Las bandas de cartulina deben reemplazarse diariamente. Un higrómetro (del griego ὑγροσία: humedad, y μέτρον: medida) o higrógrafo es un instrumento que se utiliza para medir el grado de humedad del aire o de otros gases. En meteorología es un instrumento usado para medir el contenido de humedad en la atmósfera.
- 8. Los instrumentos de medida de la humedad por lo general se basan en las mediciones de alguna otra magnitud como la temperatura, la presión, la masa o un cambio mecánico o eléctrico en una sustancia cuando absorbe la humedad. Mediante la calibración y el cálculo del funcionamiento del higrómetro, una vez conocidas estas otras magnitudes es posible deducir la medición de la humedad. Los dispositivos electrónicos modernos usan la temperatura de condensación (el punto de rocío), o cambios en la capacitancia o en la resistencia eléctrica para medir las diferencias de humedad. Un higrómetro que para calcular la humedad se vale de la diferencia de temperaturas entre un termómetro con el bulbo seco y otro con el bulbo húmedo, normalmente se denomina psicrómetro Un piranómetro (también llamado solarímetro y actinómetro) es un instrumento meteorológico utilizado para medir de manera muy precisa la radiación solar incidente sobre la superficie de la Tierra. Se trata de un sensor diseñado para medir la densidad del flujo de radiación solar (kilovatios por metro cuadrado) en un campo de 180 grados Pluviómetro El pluviómetro es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la recogida y medición de la precipitación. Se usa para medir la cantidad de precipitaciones caídas en un lugar durante un tiempo determinado. La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura (o equivalentemente en litros por metro cuadrado). El diseño básico de un pluviómetro consiste en una abertura superior (de área conocida) de entrada de agua al recipiente, que luego es dirigida a través de un embudo hacia un colector donde se recoge y puede medirse visualmente con una regla graduada o mediante el peso del agua depositada. Normalmente la lectura se realiza cada 12 horas. Un litro caído en un metro cuadrado alcanzaría una altura de 1 milímetro. Para la medida de nieve se considera que el espesor de nieve equivale aproximadamente a diez veces el equivalente de agua. Hasta hace unos 10-20 años los pluviómetros en realidad no podían registrar la evolución
- 9. temporal de la lluvia y se revisaban dos veces al día. A diferencia del pluviógrafo que es un instrumento que podría, por medio de un sistema de grabación mecánica, registrar gráficamente la cantidad de lluvia en un cierto intervalo de tiempo (diario, semanal, etc.) en una tira especial de papel cuadriculado. Con estas herramientas era posible alcanzar resoluciones temporales del orden de cinco minutos, aunque en la mayoría de los casos la resolución utilizada fue del orden de media hora. Obviamente, la grabación de un evento de lluvia con este sistema incluye una serie de problemas de mantenimiento, la fiabilidad de los instrumentos, lectura y discusión de los datos que deben hacerse a mano de todos modos es controvertible. Con el desarrollo de la electrónica primero, y del ordenador luego, los pluviógrafos evolucionaron sensiblemente, al pasar de un registro mecánico a los dispositivos electrónicos con la capacidad de almacenar datos digitales. Hoy en día la distinción entre dos tipos de instrumentos ha prácticamente desaparecido y sólo tiene sentido cuando se considera a los antiguos instrumentos, que no tienen una capacidad de grabación, para la medición de la precipitación de 24 horas. Estos instrumentos se encuentran generalmente entre los de una estación meteorológica común. En todos los casos, es muy importante que sea instalado en un espacio abierto, libre de obstáculos. Los datos recibidos de las estaciones de lluvia son recogidos y clasificados en los registros hidrológicos. Termómetro El termómetro (del griego θερμός (thermos), el cuál significa "calor" y μέτρον (metron), "medida") es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros electrónicos digitales. Inicialmente se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. El metal base que se utilizaba en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada.
- 10. El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; éste podría considerarse el predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, éste subía por el tubo. La incorporación, entre 1611 y 1613, de una escala numérica al instrumento de Galileo se atribuye tanto a Francesco Sagredo1 como a Santorio Santorio,2 aunque es aceptada la autoría de este último en la aparición del termómetro. En España se prohibió la fabricación de termómetros de mercurio en julio de 2007, por su efecto contaminante. En América latina, los termómetros de mercurio siguen siendo ampliamente utilizados por la población. No así en hospitales y centros de salud donde por regla general se utilizan termómetros digitales.