Todo estudio científico de la atmósfera supone disponer, ante todo, de datos meteorológicos precisos. Nuestros sentidos y principalmente la vista y el tacto nos permiten estimar un gran número de observaciones. Por ejemplo, podemos observar la cantidad de nubes presente en el cielo o determinar la dirección del viento por el movimiento de las hojas o una columna de humo. Estas observaciones se denominan observaciones sensoriales.  Sin embargo, nuestros sentidos no bastan y tenemos que recurrir a los instrumentos. Por ejemplo, aunque una persona puede determinar si la presión atmosférica está subiendo o bajando, no puede saber el valor exacto de la misma, para lo cual es necesario consultar a un instrumento. En este caso, las observaciones se llaman observaciones instrumentales.

OBSERVACIÓN DEL CLIMA

La mejora en las observaciones de los vientos a gran altitud durante y después de la II Guerra Mundial suministró la base para la elaboración de nuevas teorías sobre la predicción del tiempo y reveló la necesidad de cambiar viejos conceptos generales sobre la circulación atmosférica. Durante este periodo las principales contribuciones a la ciencia meteorológica son del meteorólogo de origen sueco Carl-Gustav Rossby y sus colaboradores de Estados Unidos. Descubrieron la llamada corriente en chorro, una corriente de aire de alta velocidad que rodea el planeta a gran altitud. En 1950, gracias a las primeras computadoras, fue posible aplicar las teorías fundamentales de la termodinámica y la hidrodinámica al problema de la predicción climatológica, y en nuestros días las grandes computadoras sirven para generar previsiones en beneficio de la agricultura, la industria y los ciudadanos en general.

Observaciones desde la superficie

Las observaciones hechas a nivel del suelo son más numerosas que las realizadas a altitudes superiores. Incluyen la medición de la presión atmosférica, la temperatura, la humedad, la dirección y velocidad del viento, la cantidad y altura de las nubes, la visibilidad y las precipitaciones (la cantidad de lluvia o nieve que haya caído).

Los elementos que se miden con ayuda de los instrumentos son los siguientes: 

Duración de la insolación o brillo solar. Temperatura del aire, del agua y del suelo. Presión atmosférica. Humedad. Velocidad y dirección del viento.  Altura de la base de las nubes. Cantidad de lluvia.  Cantidad de evaporación.  Radiación solar.

La medida de ciertos elementos meteorológicos depende de la instalación de los instrumentos. La elección del emplazamiento de los instrumentos deberá ser tal que sea representativo de las condiciones del medio que le rodea, por lo tanto será necesario evitar toda influencia inmediata de árboles o edificios, lejos de fuertes pendientes ni sobre las cimas. Los instrumentos meteorológicos para fines científicos deben cumplir los siguientes requisitos: regularidad en el funcionamiento, precisión, sencillez en el diseño, comodidad de manejo y solidez de construcción. 

Caseta meteorológica.Pequeña casilla de paredes de madera, puerta y fondo de doble persiana que favorece la ventilación interior e impide que la radiación solar afecte a los instrumentos colocados en su interior. Deben de estar pintadas de blanco. Se debe encontrar a 1.5 metros de altura y debe poseer un tamaño adecuado para poder colocar todos los instrumentos necesarios para una buena toma de lecturas sin mucha manipulación.

De acuerdo con el modo de realizar la lectura, los instrumentos meteorológicos se pueden dividir en dos categorías fundamentales: instrumentos de lectura directa: son más precisos, pero cada medida necesita una lectura. aparatos registradores: se refieren a instrumentos en los cuales el movimiento de las partes móviles se amplía por palancas, que actúan sobre una plumilla que inscribe sobre una banda de papel enrollado alrededor de un tambor movido por un mecanismo de relojería. Estas bandas están graduadas para poder determinar la hora exacta de cada punto de la curva registrada. 

INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS MÁS COMUNES

Interesa saber la temperatura más alta y más baja ocurridas en un intervalo determinado de tiempo; por eso se utilizan termómetros especiales que indican dicha temperatura, máxima o mínima, desde la última puesta en estación.

El termómetro de máxima es de mercurio, y se estrecha cerca del depósito:cuando la temperatura sube, la dilatación de todo el mercurio del depósito vence la resistencia opuesta por el estrechamiento, mientras que cuando la temperatura baja y la masa de mercurio se contrae, la columna se rompe por el estrechamiento y su extremo libre queda marcando la temperatura máxima. Este termómetro se colocará dentro de la garita en posición casi horizontal con el depósito un poco más bajo que el otro extremo, sobre el soporte adecuado.

Característica técnicaFluido termométrico: Mercurio

TERMÓMETRO DE MÁXIMA

termómetro de máxima

termómetro de mínima

Cuando la temperatura sube, el líquido pasa fácilmente entre la pared del tubo y el índice, y éste queda marcando la temperatura mínima por el extremo más alejado del depósito. El termómetro de mínima se colocará dentro de la garita en el soporte adecuado, siempre horizontal. La puesta en estación después de la lectura de la mínima se hará inclinando el termómetro hasta poner el índice de nuevo en contacto con el menisco del líquido, es decir, poniendo hacia arriba el depósito hasta que el índice frene en su caída.CARACTERÍSTICAS TÉCNICASFluido termométrico: líquido orgánico

Los termómetros de mínima acostumbran a ser de líquido orgánico y llevan un índice con ánima metálica sumergida en el líquido. 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

TERMÓMETRO DE MÍNIMA

HIDROTERMOGRAFOSirve para registrar automáticamente la temperatura y la humedad relativa. La medición de la temperatura se realiza por medio de un elemento bimetálico, y la de la humedad relativa, por un haz de cabellos con un tratamiento especial. Ambos valores se registran separadamente en una banda semanal.DESCRIPCIÓN DEL APARATO El conjunto medidor está formado por dos sensores, el de temperatura y el de humedad relativa, fijados a una columna.

hidrotermografo

ANEMOMETROInstrumento para medir la velocidad del viento (m/s) o para la observación simultánea de la dirección (grados) y la velocidad del viento. Los anemómetros miden la velocidad instantánea del viento, pero las ráfagas (fluctuaciones habituales del viento) se producen con tal frecuencia que restan interés a dicha medición, por lo que se toma siempre un valor medio en intervalos de 10 minutos.Existe gran diversidad de anemómetros.•Los de empuje están formados por una esfera hueca y ligera o una pala, cuya posición respecto a un punto de suspensión varía con la fuerza del viento, lo cual se mide en un cuadrante. •El anemómetro de rotación está dotado de cazoletas (Robinson) o hélices unidas a un eje central cuyo giro, proporcional a la velocidad del viento, es registrado convenientemente; en los anemómetros

VeletaInstrumento que sirve para señalar la dirección del viento. Algunas veletas incorporan el anemómetro en la parte delantera como se ve en la foto de la izquierda. Debajo podemos ver el nombre de los vientos predominantes

AnemocinemógrafoEste aparato sirve para lo mismo que el anemómetro y la veleta, con la diferencia que lleva un aparato más que registra en forma de gráfica en un papel las variaciones de la velocidad y dirección del viento. Lo hace mediante dos plumillas, una azul y una roja entintadas que dibujan en el papel.

Para la medición de la presión atmosférica se utiliza el barómetro de mercurio. Los barómetros aneroides, aunque menos precisos, son también útiles, en especial a bordo de los barcos y cuando se usan junto con un mecanismo de registro llamado barógrafo para registrar las tendencias barométricas a lo largo de un cierto periodo de tiempo. Todas las lecturas barométricas empleadas en los trabajos meteorológicos se corrigen para compensar las variaciones debidas a la temperatura y la altitud de cada estación, con el fin de que las lecturas obtenidas en distintos lugares sean directamente comparables.

barómetros aneroides,

barómetro de mercurio.

barógrafo

BARÓMETRO DE MERCURIO

HELIOGRAFO (DE CAMPBELL STOKES)Instrumento registrador de los intervalos de tiempo durante los cuales la radiación solar alcanza una intensidad suficiente para producir sombras distintas. En este tipo de heliógrafo el sol quema una cartulina graduada en horas, la cual está arrollada concéntricamente debajo de la esfera de vidrio. El recuento de intervalos quemados proporciona las horas de sol efectivo del día. La duración de la insolación se determina concentrando los rayos solares sobre una banda constituida por una tira de cartulina que se quema en el punto en que se forma la imagen del sol.

PSICRÓMETROInstrumento empleado para medir indirectamente la humedad relativa del aire. Está formado por dos termómetros, cuyos depósitos se mantienen, el uno seco y el otro mojado cubierto por una película fina de agua pura o hielo. La humedad relativa, la tensión de vapor y el punto de rocío se determinan por medio del psicrómetro, con la ayuda de tablas. Este aparato consta de un juego de dos termómetros iguales: uno de ellos, denominado "termómetro seco", que sirve simplemente para obtener la temperatura del aire, y el otro, denominado "termómetro húmedo", que tiene el depósito recubierto de una muselina húmeda mediante una mecha que lo pone en comunicación con un depósito de agua destilada. El agua que empapa la muselina se evapora, pero para hacerlo necesita calor,

PLUVIOMETROEl pluviómetro es el aparato que sirve para medir la precipitación que cae en la superficie de la tierra en forma de lluvia, nieve, granizo, etc. El pluviómetro adoptado por el INM es del modelo Hellman que consta de un vaso cilíndrico en el que el lado cortante de la anilla de latón de la parte superior asegura una superficie de recogida con una sección exactamente de 200 cm2. Un embudo profundo, para que las gotas que hayan entrado no salgan al rebotar, conduce el agua a otro recipiente cilíndrico, el colector de boca estrecha en el que entra el tubo del embudo. Así, toda el agua recogida se conserva en el vaso colector, protegido de la evaporación por el estrechamiento de la boca y por el dispositivo de dobles paredes que resulta.

PluviógrafoEs un pluviómetro que gracias a un mecanismo sirve para registrar la cantidad de precipitación que ha caído y a que hora y/o día lo ha hecho.

¿Qué es? Un pluviómetro es un instrumento que mide la cantidad de agua precipitada de un determinado lugar. La unidad de media  es en milímetros (mm). Una precipitación de 5mm indica que si toda el agua de la lluvia se acumulará en un terreno plano sin escurrirse ni evaporarse, la altura de la capa de agua seria de 5mm. Los milímetros (mm) son equivalentes a los litros por metros cuadrados.El pluviómetro recoge el agua atmosférica en sus diversos estados. El total se denomina Precipitación.

¿Cómo se utiliza?El agua recogida en el depósito se introduce en una probeta graduada, y se determina entonces la cantidad de lluvia caída, es decir, la altura en mm de la capa de agua que se habría podido formar sobre la superficie horizontal e impermeable, de no evaporarse nada.

agua precipitadaSe entiende por precipitación a la caída de partículas liquidas  o sólidas de  agua. Es cualquier tipo de agua que cae sobre la superficie de la tierra. Las diferentes formas de precipitación incluyen lloviznas, lluvia, nieve, granizo, agua nieve, y lluvia congelada. Las precipitaciones son importantes por que ayudan a mantener el balance atmosférico. Sin precipitaciones, todas las tierras del planeta serian desérticas. Las precipitaciones ayudan a los granjeros a crecer su siembra y nos proporcionan agua fresca para beber.Las precipitaciones también pueden ser dañinas. Demasiada lluvia puede ocasionar inundaciones severas, el granizo puede dañar siembras, la lluvia helada y el agua nieve pueden destruir árboles y torres de tendido eléctrico.

EVAPORIMETROEl evaporímetro sirve para medir la evaporación potencial, es decir, la cantidad de agua por unidad de área y por unidad de tiempo que se evapora a través de una pequeña superficie expuesta al aire libre. El pequeño tamaño de la superficie evaporante es condición esencial para que la presencia del aparato no perturbe sensiblemente el estado de la atmósfera. El evaporímetro del Observatorio de Sort es el adoptado por el INM y se denomina de PICHË.

Es un sistema que mediante diversos sensores capta los parámetros meteorológicos, siendo estas señales procesados por la estación en forma automática a través del empleo de electrónica de avanzada (microprocesadores), posteriormente, la información es transmitida a un usuario remoto. Los parámetros meteorológicos que generalmente miden estos sistema, entre otros, son: temperatura y humedad del aire, presión atmosférica, precipitación, radiación solar, velocidad y dirección del viento. Las ventajas de estos sistemas es que pueden ser instalados en áreas remotas o inhóspitas

Estación meteorológica automática

http://www.imarpe.gob.pe/chiclayo/estacion/estacion.htm

Construcción del pluviómetro. Materiales•Una regla de plástico transparente •Un frasco cilíndrico transparente (por ejemplo, un frasco de aceitunas) •Una liga •En embudo •Cinta adhesiva transparente Procedimiento:1.Quitar la etiqueta del frasco. 2.Pegar la regla en la parte de afuera del frasco con una liga; asegurarse de que el extremo inferior de la regla este alineada con el fondo del frasco. O asegurarla verticalmente con el extremo en la base del frasco o de la botella. Pegar la regla con cinta de modo que los números se puedan leer por fuera del frasco o de la botella. Nota: en vez de la regla, puedes usar el marcador permanente para marcar las pulgadas centímetro en  una cinta transparente colocada verticalmente en la parte de afuera del frasco o de la botella empezando en la base. Cubre las marcas con un segundo pedazo de la cinta transparente a prueba de agua.3.Colocar y pegar el embudo en la parte de arriba del frasco. El extremo superior del embudo debe cubrir completamente la abertura del frasco. 4.Se  puedes practicar llenando el frasco con agua y midiendo la cantidad  total.