Introducción a la meteorología y estaciones meteorológicas

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Presentación parte del taller de meteorología, control de calidad, pre y procesamiento de datos meterológicos para técnicos del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) de Ecuador, en Sardinas, Napo. Del 16 al 17 de julio de 2013.

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Introducción a la meteorología y estaciones meteorológicas

  1. 1. Introducción a la meteorología y estaciones meteorológicas Boris Ochoa Tocachi Sardinas, Napo, 16 y 17 de julio de 2013
  2. 2. Contenido • Clima y tiempo. • Meteorología. • Ciclo hidrológico. • Monitoreo meteorológico.
  3. 3. Clima y tiempo • Por lo general cuando se habla de clima se alude al estado del tiempo: – frío, calor, lluvias, vientos, etc. • Clima y tiempo se suelen usar como si fueran la misma cosa, pero no lo son. Ambos se describen a través de algunas variables meteorológicas como: – temperatura, – humedad, – velocidad y dirección del viento, – nubosidad, – precipitación, y – presión.
  4. 4. Clima y tiempo • La diferencia está en el período de tiempo analizado o sea, en la escala temporal con la que se analizan los fenómenos atmosféricos, que son estudiados por la meteorología. • Meteorología es la ciencia que estudia la atmósfera terrestre y los procesos atmosféricos que producen tanto el clima como el tiempo. • El tiempo indica el estado de la atmósfera durante un corto período de tiempo: horas, días o semanas. • El clima generalmente prevalece en una región determinada, durante un período de tiempo largo: meses, años o siglos. Whiteman, 2000.
  5. 5. Meteorología • Elementos básicos: – Son siete las principales variables meteorológicas que nos indican el estado de la atmósfera y se expresan así: Variable Unidad Temperatura del aire °C (grados Celsius) Precipitación mm (milímetros de agua) Dirección del viento °(grados) Velocidad del viento m/s (metros por segundo) Humedad relativa del aire % (porcentaje) Presión del aire mb (milibares) Radiación solar W/m2 (Watts por metro cuadrado)
  6. 6. Meteorología • La temperatura del aire indica el grado o intensidad de calor presente en las masas de aire. • La precipitación es la cantidad de agua que ha caído sobre la superficie terrestre. Existen varias formas de precipitación, siendo las más importantes: – la lluvia, – la llovizna, – el granizo, y, – la nieve. • Un milímetro de lluvia equivale a un litro de agua caída en un metro cuadrado de superficie.
  7. 7. Meteorología • La dirección del viento indica hacia donde sopla el viento en un momento determinado. Se mide en sentido de las manecillas del reloj (sentido horario) desde el Norte; así, una dirección de cero grados apunta hacia el Norte y otra de 180 grados hacia el Sur.
  8. 8. Meteorología • La velocidad del viento es la velocidad a la cual se desplazan las masas de aire. Se mide en un plano horizontal y no depende de la dirección en la cual sopla el viento. • La humedad es la cantidad de vapor de agua que puede contener el aire. Se puede expresar de forma absoluta como una relación entre la cantidad de vapor de agua (gramos) por unidad de volumen de aire (m3), o de forma relativa que es la cantidad de vapor que existe en el aire, en relación con la cantidad que el aire puede contener al 100% antes de que empiece la condensación. El aire saturado de vapor de agua tiene una humedad absoluta máxima y el 100% de humedad relativa. • La presión de aire o presión atmosférica es la medida del peso de la columna de aire que se encuentra sobre un sitio determinado. La presión del aire es menor en zonas altas.
  9. 9. Meteorología • La radiación solar es la energía emanada por el sol, que incide sobre la Tierra.
  10. 10. Meteorología • La altitud es uno de los factores más determinantes del clima y del tiempo en nuestras zonas, ya que la mayoría de las variables meteorológicas varían con la altitud. • La humedad del aire, depende en gran medida, de la cercanía de una fuente de agua. • La temperatura disminuye entre 0.5 y 1 grado Celsius por cada 100 metros de aumento de altitud, en promedio. Variables Temperatura Radiación solar Humedad del aire Precipitación Velocidad del viento Presión del aire En zonas altas Menor Mayor Mayor Mayor Mayor Menor A nivel del mar Mayor Menor Menor Menor Menor Mayor
  11. 11. Meteorología • La atmósfera se calienta principalm ente desde abajo, por el calor emanado desde la superficie del suelo.
  12. 12. Meteorología • La estacionalidad es la manera en la cual la precipitación anual, se encuentra distribuida entre todos los meses del año.
  13. 13. Ciclo hidrológico
  14. 14. Ciclo hidrológico • Por medio del balance hídrico se puede calcular la cantidad de agua existente, en un lugar en particular de la cuenca hidrográfica, en un determinado espacio de tiempo. • De acuerdo con eso, el volumen de agua, en cualquier punto de un sistema hidrológico, puede ser determinado en función: – del caudal entrante, – del caudal saliente del sistema y, – de la cantidad de agua que almacena la cuenca. • Esto es: E - S = ± Δ A • donde: E es el caudal entrante, • S el caudal saliente, y, • Δ A el cambio positivo o negativo (±) en almacenamiento.
  15. 15. Monitoreo Meteorológico • El monitoreo meteorológico comprende la observación permanente de las variables meteorológicas de interés para los objetivos de un determinado proyecto. Esta observación puede realizarse mediante estaciones meteorológicas manuales o automáticas.
  16. 16. Monitoreo Meteorológico • Las estaciones automáticas, están equipadas con sensores electrónicos que realizan la toma de datos en forma automática, sin la necesidad de un operador permanente. Los datos son almacenados en una memoria ubicada dentro del sistema electrónico de la estación. Sin embargo esto no evita la necesidad de un operador, ya que las labores de mantenimiento, calibración y descarga de la información, tienen que realizarse de manera periódica. • Se considera que para poder determinar la climatología de una zona es necesario contar con datos de al menos un periodo de 10 años.
  17. 17. • Costo vs Calidad y confiabilidad de la información • Costo vs servicio • Costo vs mantenimiento • Costo vs dato • Monitoreo largo plazo vs corto plazo Monitoreo Meteorológico  ¿Cómo seleccionar un sensor?
  18. 18. • Utilizan la electrónica para derivar variables • Los sensores no miden la variable directamente: voltaje, pulsos, resistencia • Es necesario analizar las características técnicas de los sensores (hidrólogos) • La capacidad del data logger (registrador de datos) Monitoreo Meteorológico  ¿Cómo funcionan?
  19. 19.  Unidades (units)  Rango de medición (range)  Precisión (precision)  Repetitividad (repetitivity)  Exactitud (accuracy)  Dependencia (dependency)  Estabilidad a largo plazo (long-term stability)  FS (Full Scale) Monitoreo Meteorológico  Términos usados
  20. 20.  Repetitividad Error esperado al repetir varias veces la misma medida  Estabilidad a largo plazo La estabilidad que tiene un sensor para registrar los datos a lo largo del tiempo de uso Monitoreo Meteorológico  Rango de medición
  21. 21.  FS (Full Scale) Representa la escala completa del rango (rango máximo)  Resolución Mínima variación de la magnitud de entrada Monitoreo Meteorológico
  22. 22.  ¿Exactitud y Precisión? Exactitud Desfase de los datos Precisión Dispersión de los datos Monitoreo Meteorológico
  23. 23. Monitoreo Meteorológico  ¿Cómo seleccionar un sensor de temperatura?
  24. 24. Monitoreo Meteorológico
  25. 25. Monitoreo Meteorológico
  26. 26. boris.ochoa@condesan.org Con el auspicio de: Gracias

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