SISTEMA NACIONAL DE PROTECCIÓN CIVIL

CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES

FUNCIONAMIENTO DE LA ESTACIÓN SINÓPTICA METEOROLÓGICA ESIME_CCA DEL SMN DURANTE 2015

(UBICADA EN EL CENAPRED)

Diana Arlette Cordero Devesa

Héctor Eslava Morales

Subdirección de Riesgos Hidrometeorológicos

Febrero, 2016

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 1

2. COMPARACIÓN ENTRE LAS ESTACIONES ESIME_CCA Y DEL CENAPRED ...................................................................................................................... 2

2.1 ANÁLISIS DE DATOS DEL 24 DE FEBRERO AL 20 DE MARZO DEL 2015 (FRAGMENTO DEL PERIODO INVERNAL 2014 – 2015) ........................................................................................................ 3

2.2 ANÁLISIS DE DATOS DEL 21 DE MARZO AL 21 DE JUNIO DEL 2015 (PERIODO ESTACIONAL DE PRIMAVERA)........................................................................................................... 7

2.3 ANÁLISIS DE DATOS DEL 21 DE JUNIO AL 23 DE SEPTIEMBRE DEL 2015 (PERIODO ESTACIONAL DE VERANO) ............................................................................................................... 13

2.4 ANÁLISIS DE DATOS DEL 23 DE SEPTIEMBRE AL 21 DE DICIEMBRE DEL 2015 (PERIODO ESTACIONAL DE OTOÑO) ................................................................................................................. 19

3. SOFTWARE DE COMPARACIÓN DE LOS DATOS DE LA ESTACIÓN ESIME-CCA Y CENAPRED ............................................................................................25

4. CONCLUSIONES...................................................................................................27

1

1. INTRODUCCIÓN

En febrero de 2015 el Servicio Meteorológico Nacional (SMN) instaló en los jardines del CENAPRED una Estación Sinóptica Meteorológica, con clave ESIME_CCA. A partir del 24 de febrero la Subdirección de Riesgos Hidrometeorológicos tuvo acceso a los datos de esta estación, que comprende desde el desplegado en pantalla de la consola de observación (figura 1.1), hasta los archivos que se generan en el equipo que contiene el software instalado por personal del SMN. En el presente documento se reporta el análisis de los datos de las variables meteorológicas que monitorea la ESIME_CCA durante el periodo del 24 de febrero al 21 de diciembre del 2015, correspondiente a un fragmento del periodo invernal 2014 – 2015, primavera, verano y otoño; y que son: presión atmosférica, temperatura del aire, humedad relativa, temperatura del suelo y del subsuelo, precipitación, evapotranspiración, radiación solar, duración de la insolación, velocidad, dirección y ráfaga del viento.

Figura 1.1 Desplegado de datos en la consola de observación de la ESIME_CCA

2

Cabe mencionar que, desde hace más de cuatro años el CENAPRED cuenta con una estación meteorológica que ha operado de manera continua, la cual reporta los datos de las variables meteorológicas: presión atmosférica, temperatura del aire, humedad relativa, precipitación, y velocidad, dirección y ráfaga del viento, tal como se muestra en la figura 1.2; esta estación se ubica en la azotea del edificio principal del Centro.

Figura 1.2 Desplegado de datos de la estación meteorológica CENAPRED

2. COMPARACIÓN ENTRE LAS ESTACIONES ESIME_CCA Y DEL CENAPRED

Con el objetivo de supervisar el buen funcionamiento y desempeño de la estación del SMN y avisar a la Subgerencia de Redes de Observación del SMN de cualquier falla que presente ésta, se analizaron los datos de la ESIME_CCA al término de cada periodo estacional.

3

2.1 ANÁLISIS DE DATOS DEL 24 DE FEBRERO AL 21 DE MARZO DEL 2015

(FRAGMENTO DEL PERIODO INVERNAL 2014 – 2015)

El 25 de febrero la estación ESIME_CCA reportó una temperatura mínima de 5.7 °C aproximadamente a las 12:20 UTC, como se observa en el desplegado en pantalla del 25-02-2015 de las 17:52:17 UTC (figura 2.1). En cambio, la estación CENAPRED reportó para esa misma hora, una temperatura mínima de 13 °C. Esta diferencia de temperatura fue reportada a la Subgerencia de Redes de Observación del SMN, la cual indicó que todos los sensores están calibrados por el proveedor en el momento de su instalación; sin embargo, mencionó que se solicitaría una revisión al proveedor del equipo, por lo que se facilitaron los datos del sensor de temperatura de la estación CENAPRED.

Figura 2.1 Desplegado de datos de la ESIME-CCA del 25/02/2015

En las figuras 2.2 y 2.3 se muestra el comportamiento de los valores de algunas variables meteorológicas registrados por la ESIME_CCA en el periodo del 24 de febrero al 20 de marzo. El 27 de febrero se registró una temperatura mínima extrema de 3.7 °C a las 6:50 horas y el 2 de marzo una temperatura máxima extrema de 29 °C a las 15:00 horas, así como una temperatura media de 15.7 °C (figuras 2.2 y 2.3).

4

Figura 2.2 Temperaturas máxima y mínimas, ESIME_CCA

Figura 2.3 Temperaturas media, ESIME_CCA

5

En este mismo periodo también se registró una precipitación de 8.4 mm en 24 horas, del 11 de marzo a las 20:20 horas (hora local) al 12 a las 20:20 horas (figura 2.4). La ESIME_CCA reporta una precipitación acumulada de 24 horas, a partir de una hora en particular a 24 horas anteriores, la cual se actualiza cada 10 minutos por lo que el valor de esta precipitación se va recalculando en este lapso de tiempo.

Figura 2.4 Precipitación, ESIME_CCA

En las figuras 2.5 y 2.6 se observan las gráficas de los datos de intensidad y dirección del viento, por último en la figura 2.7 se muestra la gráfica de los datos de la presión atmosférica al nivel de la estación.

6

Figura 2.5 Velocidad del viento, ESIME_CCA

Figura 2.6 Velocidad del viento, ESIME_CCA

7

Figura 2.7 Presión atmosférica a nivel de la estación, ESIME_CCA

2.2 ANÁLISIS DE DATOS DEL 21 DE MARZO AL 21 DE JUNIO DEL 2015 (PERIODO ESTACIONAL DE PRIMAVERA)

Para el periodo del 20 de marzo al 21 de junio se tomó en cuenta que el equinoccio de primavera que comenzó el 21 de marzo a las 22:45 UTC (16:45 h local) y terminó el 21 de junio a las 16:39 UTC (11:39 h local). Es importante mencionar que se cambió de horario el 5 de abril a las 08:00 UTC (02:00 h local) adelantándose una hora al horario local.

Las variables meteorológicas analizadas en este periodo son: temperatura máxima, mínima, media del aire y del subsuelo (-10 cm), precipitación, dirección y velocidad de viento y presión atmosférica.

El 21 de abril se registró la temperatura máxima extrema de 31.7 °C a las 16:00 h y el 31 de marzo la temperatura mínima extrema de 4.3 °C a las 05:40 h, la temperatura media promedio fue de 17.8 °C (figura 3.1).

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Figura 3.1 Temperatura máxima, mínima y media del aire, ESIME_CCA

Para comparar la precipitación acumulada en 24 horas de la ESIME_CCA con la reportada por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN), se acumularon los datos de precipitación de las 8:00 h (horario local) a las 8:00 h del día siguiente.

El 30 de mayo se registró la precipitación máxima acumulada en 24 horas de 27 mm (figura 3.2); esta precipitación duró aproximadamente dos horas en su parte más intensa, inicio a las 15:00 h y término a 17:10 h, y siguió en forma intermitente hasta las 7:40 h del 31 de mayo; la mayor intensidad de precipitación se presentó a las 15:30 h, de 7 mm en 10 minutos (figura 3.3).

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empe

ratu

ra (

°C)

Temperatura máxima, mínima y media del aire Temp_MaxTemp_MinTemperatura Media del aire

Temp. Maxima 31.7°C 20/04/2015

Temp. Mínima 4.3°C 30/03/2015

Promedio: 17.8 ° C

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Figura 3.2 Precipitación acumulada en 24 horas, ESIME_CCA

Figura 3.3 Precipitación de la tormenta registrada el 30 de mayo, de las 15:00 a las 17:10 hrs, local.

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)

Precipitación máxima del 30 de mayo de 2015

PRECIPITACION 10 MIN

PRECIPITACION ACUMULADA

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Coincidió que la precipitación máxima en 10 minutos de este periodo, que fue de 7 mm, se presentara también el 30 de mayo a las 15:30 h (20:30 UTC), (figura 3.4).

Figura 3.4 Precipitación acumulada 24 horas, ESIME_CCA

Las figuras 3.5 y 3.6 representan las gráficas de los datos de intensidad y dirección del viento, donde se puede apreciar que el viento tuvo una velocidad máxima (ráfaga) de 9.1 m/s el ocho de mayo a las 22:20 h (03:20 UTC); la gráfica de los datos de la presión atmosférica al nivel de la estación se muestra en la figura 3.7, y la temperatura del subsuelo a -10 cm en la figura 3.8, presentando variaciones de los 14 hasta los 17.4°C, están variaciones son propias del aumento de temperatura por la temporada.

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(mm

)

Precipitación (10 minutos) Máxima: 7.0 mm 30/05/2015

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Figura 3.5 Velocidad del viento, 10 min medio

Figura 3.6 Dirección del viento, ESIME_CCA

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locid

ad (m

/s)

Velocidad del viento, 10 min medio

Máxima: 9.1 m/s 08/05/2015

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Figura 3.7 Presión atmosférica a nivel de la estación, ESIME_CCA

Figura 3.8 Temperatura del subsuelo (-10 cm), ESIME_CCA

La ESIME_CCA dejó de transmitir sus datos a la consola de observación el sábado 6 de junio a partir de las 21:30 h (7 junio a las 02:30 UTC), debido a un bloqueo en el sistema de adquisición de

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esió

n (h

Pa)

PRESIÓN A NIVEL DE LA ESTACIÓN

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Tem

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tura

( °C

)

TEMPERATURA DEL SUBSUELO

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datos (Datalogger), el cual fue causado por la inducción de una descarga atmosférica que se presentó ese día.

El 8 de junio a las 15:30 h, personal de la empresa Rossbach de México, encargada del servicio de mantenimiento de la estación, se presentó en el CENAPRED para atender y rehabilitar la ESIME, fue atendido por personal de la Jefatura de Instrumentación Hidrometeorológica, de la Subdirección de Cómputo y de la Subdirección de Riesgos Hidrometeorológicos. A las 17:20 h quedó restablecida la ESIME_CCA y el servicio de comunicación tanto para la consola de observación del CENAPRED como para la del SMN.

2.3 ANÁLISIS DE DATOS DEL 21 DE JUNIO AL 23 DE SEPTIEMBRE DEL 2015

(PERIODO ESTACIONAL DE VERANO)

En la figura 4.1, se muestran las temperaturas máximas, mínimas y media del tercer periodo de análisis de datos, el 28 de julio se registró una temperatura máxima de 29.0 °C a las 16:00 hora local y el 13 de julio una temperatura mínima de 6.1 °C a las 06:40 hora local., la temperatura media del aire promedio fue de 16.9 °C.

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Figura 4.1 Temperatura máxima, mínima y media del aire, ESIME_CCA

Las figuras 4.2 y 4.3, muestran la precipitación del 09 de agosto, donde se registró una precipitación máxima de 12.2 mm en 10 minutos a las 22:40 h (03:40 UTC). La lluvia duró aproximadamente 30 minutos, registrándose 15 mm de lámina de lluvia.

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Tem

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°c

TEMPERATURA MÁXIMA, MÍNIMA Y MEDIA DEL AIRE

Temp_MaxTemp_MinTemperatura Media del aire

Temp. Maxima 29.0°C 28/07/2015

Temp. Mínima 6.2°C 13/07/2015

Temperatura promedio: 16.9 ° C

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Figura 4.2 Precipitación cada10 minutos, ESIME_CCA

Figura .4.3 Precipitación de la tormenta registrada el 09 de agosto, de las 22:00 a las 23:00 hrs, local.

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) PRECIPITACION CADA 10 MIN

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22:10:00 22:20:00 22:30:00 22:40:00 22:50:00 23:00:00

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(mm

)

Precipitación del 09 de agosto de 2015, 22:00-23:00 horas local.

PRECIPITACION 10 MIN

PRECIPITACION ACUMULADA

PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 10 MINUTOS:

12.2mm 09/08/2015

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En la figura 4.4 se muestra la precipitación de la tormenta registrada el 03 de septiembre, que durante aproximadamente dos horas, acumuló 28.6 mm de precipitación.

Figura 4.4 Precipitación de la tormenta registrada el 03 de septiembre, de las 17:00 a las 19:00 hrs, local.

Las figuras 4.5 y 4.6 representan las gráficas de los datos de intensidad y dirección del viento, se puede apreciar que el viento tuvo una velocidad máxima (ráfaga) de 7.1 m/s el 30 de agosto a las 03:40 h (22:40 UTC); y la dirección de los vientos predominantes fue NW, para obtener este gráfico se obtuvieron los promedios horarios de este periodo.

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(mm

)

Precipitación del 03 de septiembre de 2015, 17:00-19:00 horas local.

PRECIPITACION 10 MIN

PRECIPITACION ACUMULADA

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Figura 4.5 Velocidad del viento, 10 min medio

Figura 4.6 Dirección del viento, ESIME_CCA

La gráfica de los datos de la presión atmosférica al nivel de la estación se muestran en la figura 4.7 es importante considerar que la presión muestra una tendencia al decremento, y la temperatura del

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ad m

/s

VELOCIDAD DEL VIENTO, 10 min MEDIO

Velocidad máxima 7.1 m/s 30/08/2015

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subsuelo a -10 cm en la figura 4.8, presenta variaciones de 17.2 a 15.5°C (1.7 °C en 20 días); aproximadamente durante mes y medio (del 6 de julio al 22 de agosto) la temperatura del subsuelo se mantuvo por debajo de los 16.5 °C lo que indica un periodo frío o de humedad, a partir del 23 de agosto la temperatura del subsuelo aumentó hasta alcanzar los 17.3 °C para finales de este trimestre.

Figura 4.7 Presión atmosférica a nivel de la estación, ESIME_CCA

Figura 4.8 Temperatura del subsuelo (-10 cm), ESIME_CCA

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hPa

PRESIÓN A NIVEL DE LA ESTACIÓN

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°C

TEMPERATURA DEL SUBSUELO

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2.4 ANÁLISIS DE DATOS DEL 23 DE SEPTIEMBRE AL 21 DE DICIEMBRE DEL 2015 (PERIODO ESTACIONAL DE OTOÑO)

Para este periodo se tomó en cuenta el equinoccio de otoño que comenzó el 23 de septiembre a las 17:38 UTC (11:38 h local) y terminó el 21 de diciembre a las 09:21 UTC (03:21 h local). Es importante mencionar que se cambió de horario el 24 de octubre a las 08:00 UTC (02:00 h local) por lo que se atrasa una hora al tiempo local.

En la figura 5.1, se muestran las temperaturas máximas, mínimas y media del cuarto periodo de análisis de datos, la temperatura máxima se registró el primero de diciembre con 28.0 °C a las 14:30 hora local y el tres de octubre la temperatura mínima del periodo fue de 2.6 °C a las 06:20 hora local, la temperatura media del aire promedio fue de 15.5 °C.

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Temperatura máxima, mínima y media del aire

Temp_MaxTemp_MinTemperatura del aire

Temp. Maxima 28.3°C

Temp. Mínima 2.6°C 03/10/2015

Promedio: 15.5 ° C

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Figura 5.1 Temperatura máxima, mínima y media del aire, ESIME_CCA

Las figuras 5.2 y 5.3 muestran la precipitación del 13 de noviembre, donde se registró una máxima de 3 mm en 10 minutos a las 15:30 h (21:30 UTC). La precipitación acumulada para esa tormenta fue de 5 mm, en aproximadamente una hora.

Figura 5.2 Precipitación cada10 minutos, ESIME_CCA

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Precipitación 10 min. PRECIPITACIÓN MÁXIMAEN 10 MINUTOS: 3 mm 13/11/2015

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Prec

ipita

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)

Precipitación del 13 de noviembre de 2015, 15:30-16:50 horas local.

PRECIPITACION 10 MIN

PRECIPITACION ACUMULADA

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Figura 5.3 Precipitación de la tormenta registrada el 13 de noviembre, de las 15:30 a las16:50 hora local.

Las 5.4 y 5.5 representan las gráficas de los datos de intensidad y dirección del viento, se puede apreciar que el viento tuvo una velocidad máxima (ráfaga) de 5.9 m/s el 23 de octubre a las 12:00 h (18:00 UTC); y la dirección de los vientos predominantes fue NW, para obtener este gráfico se obtuvieron los promedios horarios de este periodo.

Figura 5.4 Velocidad del viento, 10 min medio.

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Velo

cidad

m/s

Velocidad del viento, 10 min medio

Velocidad máxima 5.9 m/s 23/10/2015

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Figura 5.5 Dirección del viento, ESIME_CCA.

Los datos de la presión atmosférica al nivel de la estación se muestran en la figura 5.6. La estación dejó de reportar datos del sensor de presión atmosférica desde el 30 de octubre a las 6:00 h (12:00Z) por tal motivo se solicitó apoyo a la Jefatura de Departamento, Red Nacional de Estaciones Sinópticas Meteorológicas ESIME´s del Servicio Meteorológico Nacional. El primero de diciembre a las 11:00 h se presentó personal de Rossbach de México en el CENAPRED para atender y rehabilitar la ESIME. La estación quedó al 100% de su funcionamiento a las 14:30 horas y se comprobó la adquisición de datos en su consola.

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Figura 5.6 Presión atmosférica a nivel de la estación, ESIME_CCA.

Por último la temperatura del subsuelo a -10 cm se muestra en la figura 5.7, presentando variaciones térmicas de 5 °C (17.4 a 12.4°C), la tendencia es al decremento debido al inicio de la temporada fría del año.

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a Presión a nivel de la estación

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Figura 5.7 Temperatura del subsuelo (-10 cm), ESIME_CCA

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Temperatura del subsuelo

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3. SOFTWARE DE COMPARACIÓN DE LOS DATOS DE LA ESTACIÓN ESIME-CCA Y CENAPRED

Los datos de la ESIME_CCA y de la estación del CENAPRED se pueden visualizar en forma conjunta gracias al software Red Meteorologica Cenapred-Conagua elaborado por la Jefatura de Instrumentación Meteorológica de la Dirección de Instrumentación y Cómputo, y a su liga http://10.2.231.230/Red_Met_Conagua_Cenapred.html, permitiendo observar estos datos (figura 6.1). Las gráficas de las variables meteorológicas temperatura, humedad relativa, presión atmosférica y precipitación muestran diferencias en los valores registrados por estas dos estaciones, aunque la tendencia de éstos es similar.

Figura 6.1 Red Meteorológica CENAPRED-ESIME_CCA

De acuerdo con la figura 6.1, las gráficas de las variables meteorológicas temperatura, humedad relativa, presión atmosférica y precipitación muestran diferencias en los valores registrados por estas dos estaciones, aunque la tendencia de éstos es similar.

Los datos de la ESIME_CCA y de la estación del CENAPRED, son recopilados de forma diaria en el equipo cómputo de la consola de observación.

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La Jefatura de Instrumentación Meteorológica del Dirección de Instrumentación y Cómputo se dio a la tarea de crear el software Datos_Historicos para consultar y graficar los datos históricos de la ESIME_CCA y la estación del CENAPRED (figura 6.2).

Figura 6.2 Pantalla del Programa Datos_Historicos para consultar y graficar datos históricos

Las estaciones CENAPRED y la ESIME_CCA actualmente llevan un conteo de datos muy similar (figura 6.2), se habían detectado algunos errores de calibración que ya fueron corregidos, sin embargo las gráficas de los datos de precipitación acumulada en 24 horas no coinciden debido a que el corte que hace cada una de las estaciones es diferente, la estación CENPRED hace un corte cada 24 horas a las 08:00 h, sin embargo la ESIME_CCA se actualiza cada 10 minutos por lo que el corte se va recorriendo en este lapso de tiempo.

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4. CONCLUSIONES

1. Los datos de la ESIME_CCA y de la estación del CENAPRED son recopilados de forma diaria en el equipo donde está instalada la consola de observación.

2. El software Red Meteorologica Cenapred-Conagua para comparar los datos de la ESIME_CCA y la estación del CENAPRED funciona satisfactoriamente, y es muy útil, dado que simplifica el análisis de los valores de las variables meteorológicas en tiempo real.

3. El software Datos_Historicos para consultar y graficar datos históricos de la ESIME_CCA y la estación del CENAPRED que elaboró la Jefatura de Instrumentación Meteorológica de la Dirección de Instrumentación y Cómputo es de mucha utilidad para analizar y comparar los datos de forma conjunta.

4. Los valores registrados por estas dos estaciones, de temperatura, humedad relativa, presión atmosférica y precipitación, muestran diferencias, aunque las tendencias de éstos son similares.

5. Los datos de precipitación acumulada en 24 horas en ambas estaciones no son comparables, debido a que el corte que hace cada una de ellas es diferente: la estación CENAPRED lo hace cada 24 horas a las 08:00 h, mientras que la ESIME_CCA se actualiza cada 10 minutos, por lo que el corte se va recorriendo en este lapso de tiempo. En el futuro, se acumulará la precipitación registrada en la estación ESIME_CCA cada 24 h, de las 8 am a las 8 am del otro día, y esta se comparará con la del CENAPRED.