Manual Meteorológico para el Observador de Supercifie

8/10/2019 Manual Meteorolgico para el Observador de Supercifie

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Manual Terico Prctico del

Observador Meteorolgico de

Superficie


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Manual Terico Prctico del Observador

Meteorolgico de Superficie

Comisin Nacional del Agua

Marzo de 2010

www.conagua.gob.mx


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ADVERTENCIA

Se autoriza la reproduccin sin alteraciones del material contenido en esta obra, sin fines de lucro ycitando la fuente.

Esta publicacin forma parte de los productos generados por la Coordinacin General del ServicioMetereolgico Nacional cuyo cuidado editorial estuvo a cargo de la Coordinacin General de AtencinInstitucional, Comunicacin y Cultura del Agua de la Comisin Nacional del Agua.

Ttulo: Manual Terico Prctico del Observador Meteorolgico de SuperficieEdicin 2010

Autor: Comisin Nacional del AguaInsurgentes Sur No. 2416 Col. Copilco El BajoC.P. 04340, Coyoacn, Mxico, D.F.

Tel. (55) 5174-4000www.conagua.gob.mx

Editor: Secretara de Medio Ambiente y Recursos NaturalesBoulevard Adolfo Ruiz Cortines No. 4209 Col. Jardines de la Montaa,C.P 14210, Tlalpan, Mxico, D.F.

Impreso en MxicoDistribucin gratuita. Prohibida su venta.Queda prohibido el uso para fines distintos al desarrollo social.

Compiladores:Dra. Gloria Herrera VzquezIng. y Met. Alirio Restrepo LpezDr. Abel Quevedo NolascoM.C. Guillermo Crespo PichardoIng. Adolfo Portocarrero Resndiz


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1Manual Terico Prctico del Observador Meteorolgico de Superficie

Historia de la meteorologa en Mxico

Antecedentes histricos de la meteorologa enMxico

Evidentemente el clima de la tierra ha experimenta-do profundas variaciones a lo largo de su evolucin,la composicin del aire no ha sido siempre la misma,ni los factores astronmicos han permanecido invaria-

bles. Asimismo, las ciencias tambin han evoluciona-do y la meteorologa no ha sido una excepcin; nacicomo una aplicacin de la fsica para el conocimientoy estudio de los fenmenos atmosfricos; posterior-mente, como una consecuencia de las observacionesen red, determin la posibilidad de proyectar las condi-ciones del tiempo y dar una explicacin ms racional alos grandes problemas de la atmsfera. As, nacieron lameteorologa sinptica y la climatologa, con mtodosde trabajo y objetivos propios, que en muchos casosno resultan adecuados y/o suficientes para resolver los

mltiples problemas de las actividades humanas.Los primeros antecedentes histricos que se tienen

en cuanto al establecimiento de redes de observacinen Mxico, se remontan al ao de 1790, cuando seestableci, con pocos y precarios instrumentos, un ob-servatorio meteorolgico en el Islote de San Juan deUla, que es el ms antiguo en tierra firme del conti-nente americano; estaba dirigido por el Ing. Daniel L-rraga y dej de operar a finales de 1916.

Cabe aclarar que el trmino observatorio meteo-rolgico se ha generalizado en Mxico para designar

a lo que internacionalmente se conoce como estacinsinptica, la cuale realiza mediciones de parmetrosmeteorolgicos en intervalos de tiempo muy cortos(cada tres horas, cada hora o periodos an ms cor-tos). Dichas mediciones son utilizadas para pronsticosa muy corto plazo (menos de 24 horas), corto plazo

(de 24 a 72 horas), mediano plazo (de 72 horas a 10das) y largo plazo (ms de 10 das).

Durante el periodo de 1790 a 1803, en el observato-rio de San Juan de Ula, el capitn del puerto, Don Bernar-

do de Orta reuni una serie de datos, que utiliz el barnAlejandro de Humbolt para efectuar un estudio del climade la Nueva Espaa; es el registro de observaciones mslargo de esa poca que se ha encontrado en Amrica.

Con Vicente Riva Palacio, entonces Ministro deFomento, Colonizacin, Industria y Comercio, y por lanecesidad de apoyar con estos datos cientficos al de-sarrollo del pas, y que en esa poca el territorio nacio-nal era azotado por una sequa muy severa, casi todoel pas experiment escasez de lluvias y en algunas par-tes el fenmeno fue extremo, por lo que el Presidente

Porfirio Daz dict un histrico decreto, que dio ori-gen a la creacin de un observatorio meteorolgico ymagntico, establecindose en Palacio Nacional el 6 demarzo de 1877. En dicho observatorio se realizaron lasprimeras observaciones sistemticas de la atmsfera,de acuerdo a las normas internacionales, estableciendoun registro diario de presin, temperatura, humedad,fenmenos especiales y registros magnticos, contn-dose con los instrumentos que se administraron enaquella poca. Como primer director fue nombrado elIng. Mariano de la Barcena, que adopt las primeras

medidas para el desarrollo de una red de observatoriosy estaciones climatolgicas en todo el pas.

En 1901, se cre el Servicio Meteorolgico Mexica-no, organizado por el Ing. Manuel E. Pastrana contandocon 31 secciones meteorolgicas estatales que contro-laban los observatorios y las estaciones climatolgicas.


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2 Manual Terico Prctico del Observador Meteorolgico de Superficie

A partir del 1 de julio de 1911, se instal el Ob-servatorio Meteorolgico en Tacubaya, lugar quedesde aquel ao ocupa el Servicio Meteorolgico Na-cional (SMN). Sin embargo, las medidas de radiacinsolar se iniciaron en el Observatorio Astronmico de

Tacubaya, de mayo de 1911 a octubre de 1917, y en elObservatorio Meteorolgico de Tacubaya, de enero de1923 a junio de 1928, y sus datos fueron analizados ypublicados por el Dr. L Gorzyski, durante su estanciaen nuestro pas; las mediciones comprendieron bsica-mente a la componente directa de la radiacin solar.

La inestabilidad poltica del histrico lapso de la Re-volucin Mexicana, provoc que el 4 de julio de 1911,renunciara al despacho de fomento Manuel Calero,sustituyndolo de inmediato Rafael L. Hernndez, cir-cunstancia que probablemente origin la renuncia de

Pastrana al Observatorio Meteorolgico y el nombra-miento del nuevo director recay en el Ingeniero Basi-liso Romo.

A partir de 1916 al crearse la Direccin de EstudiosGeogrficos y Climatolgicos, oper nuevamente lared de observatorios meteorolgicos en forma gradual,y se empez a instalar y operar en la mayor parte delas capitales de los estados y territorios; paralelamentese gener el desarrollo de la red de estaciones clima-tolgicas, tambin se crearon en varias instituciones,como Ferrocarriles Nacionales de Mxico. As mismo,

organismos agrcolas cooperaron para instalar nuevasestaciones climatolgicas.

En 1928, se crea la Direccin General de Geografa,Meteorologa e Hidrologa dependiente de la Secreta-ra de Agricultura y Fomento, bajo la direccin del Ing.

Toribio Corbal. Publicndose, en 1934, el primer AtlasClimtico de la Repblica Mexicana, integrada por unaserie de mapas de distribucin de la lluvia, temperaturay humedad relativa media principalmente. Esta mismadependencia, bajo la direccin del Ing. Felipe Neri deParres (1936-1942) y Estanislao Pea (1942-1946),

increment la red climatolgica y meteorolgica.En 1937, el gobierno fund la Comisin Federal

de Electricidad, institucin que ininterrumpidamenteha continuado con su labor de realizar mediciones deltiempo, actualmente tiene establecidas 181 estacio-nes climatolgicas.

El Presidente Manuel vila Camacho dict el 21de diciembre de 1946 la Ley de Secretaras y Depar-tamentos de Estado, y dio origen al nacimiento de laSecretara de Recursos Hidrulicos y en consecuenciase fusionaron todas las dependencias relativas al estu-

dio de la hidrografa, dispersas en varias institucionesen especial en la Secretara de Agricultura y Ganadera.Por lo tanto, los Departamentos de Aguas de la Direc-cin de Geografa e Hidrologa pasaron a formar partede esta nueva institucin gubernamental que desarro-ll una nueva red de estaciones climatolgicas, alrede-dor de 5 000 por lo que esta ltima institucin altersu denominacin y en 1946 queda constituida comoDireccin General de Geografa y Meteorologa, de-pendiente de la Secretara de Agricultura y Ganadera.

Tambin ante las necesidades del transporte a-

reo y martimo, la Armada y Fuerza Area Mexicana,crearon nuevas actividades meteorolgicas en el pas,originando una expansin de las redes de observacincon ms de 50 estaciones sinpticas y la ampliacin denuevos servicios meteorolgicos.

Los observatorios meteorolgicos de Mazatln yVeracruz, desde aos atrs, dieron lugar a la creacinde los centros regionales de pronstico para el Pac-fico y el Atlntico respectivamente, cuyas principalesfunciones fueron elaborar y difundir datos meteoro-lgicos y el pronstico meteorolgico a travs de las

radiodifusoras del Pacfico, para dar apoyo a la nave-gacin martima.

En el Golfo de Mxico el Observatorio de Veracruztambin dio origen a la creacin del Centro Regional delGolfo de Mxico, alcanz un gran prestigio por la efi-ciente labor desarrollada por el Ingeniero Ernesto Do-mnguez Aguirre, aport sus conocimientos e investiga-ciones para el desarroll del pronstico de los ciclonestropicales en el Atlntico, Golfo de Mxico y en el Pac-fico, as como el estudio de los sistemas invernales sobreel Golfo de Mxico. Posteriormente, lo mantuvo con el

mismo prestigio, el Profesor Cesar Luna Bauza realizan-do varias publicaciones de los ciclones tropicales.

En la ciudad de Guadalajara se dio un gran impulsoal pronstico a mediano y largo plazo, la variabilidaddel clima representaba un importante factor para el de-sarrollo agrcola del estado de Jalisco. El Observatorio


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Meteorolgico de Guadalajara, que realizaba observa-ciones desde el ao de 1890, di lugar a la creacin deun pronstico regional a largo plazo para el estado deJalisco. El director de este observatorio, el PresbteroDon Severo Daz, realiz varias investigaciones y apor-

taciones a la ciencia de la meteorologa y desarroll delpronstico a largo plazo en Mxico, que public en elao de 1945 como Nueva Meteorologa y alcanzandoun reconocimiento en la comunidad cientfica de aqueltiempo.

Del ao 1947 a 1960, el Ing. Federico Pea Aguirredesempe el cargo de director del Servicio Meteoro-lgico Nacional, que corresponde a los periodos presi-denciales de Manuel vila Camacho y Miguel Alemny parte de Adolfo Ruiz Cortnez. En este periodo seampliaron las redes de observatorios, estaciones aero-

lgicas de globos piloto y estaciones de radio sondeopor cooperacin internacional, se firmaron conveniosbilaterales entre Mxico y Estados Unidos, con el finde normalizar las observaciones y el intercambio de in-formacin a escala internacional para el mejoramientode los pronsticos.

En relacin al desarrollo de las observaciones delestado de la atmsfera libre, empez al final del sigloXIX empleando instrumentos registradores, tales comolos meteorgrafos transportados por cohete, globospilotos y globos tripulados.

La investigacin atmosfrica de los aos 20 hizoun gran uso de globos de sondeos; con ellos se podanmedir con un teodolito acodado, la direccin y veloci-dad del viento. Tambin con el transporte de una cajay un transmisor de datos, que contena varios senso-res, registraban la temperatura, humedad y la presin.El primer radiosondeo con estas caractersticas que seenvi a la atmsfera en el mundo fue el 30 de enerode 1930, alcanz una altura de 9 Km.

A partir de 1935 la red mundial se extendi y en1948 se obtuvieron los primeros datos de la atms-

fera superior. Se registraron en la ciudad de Mxico,Mrida y Mazatln, utilizando equipos con teodolitode rastreo manual. Adems, se instalaron estaciones deglobo piloto en varias ciudades del pas, que se fueronsustituyendo paulatinamente por las estaciones de ra-diosondeo viento.

En 1952 inician los registros de radiosondeo en Ve-racruz y en 1964 comenzaron a operar en Chihuahua,Empalme y Monterrey, proporcionaron una mayor al-tura y tambin conocimiento sobre el comportamientode la atmsfera mexicana, tambin se trazaron cartas

a diferentes niveles y se aplicaron los conocimientosde la termodinmica para el trazo de los diagramastermodinmicos de cada lugar. Los investigadores de-sarrollaron los modelos de pronostico numricos de laatmsfera.

En julio de 1957, se estableci en Ciudad Universi-taria un observatorio central, y dos estaciones secun-darias que fueron Veracruz y Altzomoni, esta ltimaen las faldas del volcn Iztaccihuatl, la cual en 1960fue retirada y se instal una nueva en la ciudad de Chi-huahua. Adems los observatorios de la red nacional

incrementaron sus medidas al contar ya con diferentesaparatos para medir la radiacin solar.Con relacin a la modificacin de la atmsfera, el

primer antecedente en Mxico de sembrado de nubespara estimulacin de lluvia data de 1949, en Necaxa,Puebla, auspiciada por la Compaa de Luz y Fuerza delCentro, S.A., con quemadores de yoduro de plata entierra, dirigido por el Ing. Emilio Prez Ciliceo, el cualoper durante 19 aos de 1949 a 1968.

Posteriormente en 1954, el Cap. piloto aviador An-drs Alcntara Galvn, jefe del Dpto. de Estudios At-

mosfricos de la Fuerza Area Mexicana, con recursosde esta misma institucin, realiz trabajos operativosde siembra de nubes con hielo seco molido, esparcidodesde una aeronave en la Comarca Lagunera. En estemismo lugar de julio a septiembre de 1958, el Dr. Four-nier de Albe y el Ing. Pedro Mosio Alemn, del Institu-to de Ciencia Aplicada, llevaron a cabo un experimentode siembra de nubes, esparciendo desde el suelo salfinamente molida, impulsada por aire comprimido.

Durante el periodo de 1960 a 1970 y de febreroa mayo de 1971 los directores Ing. Juan Mas Sinta

(1960-1970) y Efran Castaeda Alderete (1970-1971), continuaron con el programa de desarrollo enla Direccin General de Geografa y Meteorologa. Eneste periodo se dio un impulso al desarrollo de las re-des, a su mantenimiento y calibracin por medio deun laboratorio meteorolgico y a la supervisin de los


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observatorios y estaciones climatolgicas, a travs deun grupo de inspectores; as mismo a la difusin delpronstico a travs de los medios de comunicacin, yse inicio la utilizacin de las imgenes de satlite enel pronstico.

En relacin a los estudios e investigaciones de lamodificacin artificial del tiempo que se llevaron acabo en Mxico, a partir de julio de 1976, en el estadode Sonora, el Ing. Dieter Kremer M., por parte de la en-tonces Gerencia General de la Secretara de RecursosHidrulicos del estado, inici las operaciones de siem-bra de nubes por medio de cartuchos pirotcnicos deyoduro de plata, disparados desde aeronaves dentro denubes Cmulos, auxiliados con un radar meteorolgicobanda C mvil, para fines hidrolgicos y de cuantifi-cacin de precipitacin.

Durante el periodo de 1971 a 1977 que culmincon la primera etapa del desarrollo del Servicio Me-teorolgico Nacional (SMN), bajo la direccin del me-teorlogo Silvino Aguilar Anguiano, dependiente enaquel periodo de la Direccin General de Geografa yMeteorologa, se presentaron varios acontecimientospara mejorar el desarrollo del SMN. El primero fue quese cont con mayor apoyo de personal especializadoy de recursos econmicos; el segundo se adquiri unsistema de baja resolucin GOES, para la recepcinde bandas visible e infrarroja, y en el cual no haba

que sectorizar la imagen del pas; se reciba cada me-dia hora en forma digital, con suministro de pelculafotogrfica de proceso seco para impresiones en papelsepia electrocensitivo.

Para el empleo de los datos suministrados por sat-lites se realiz un seminario, del 29 de noviembre al 8de diciembre de 1972, en las Instalaciones del SMN yde la Comisin Nacional del Espacio Exterior de la Se-cretara de Comunicaciones y Transportes, destinadoa familiarizar al personal de los servicios meteorolgi-cos del pas con la utilizacin de datos obtenidos por

medio de satlites meteorolgicos en aquella poca.Estaba organizado por la Divisin del Espacio Extrate-rrestre de la ONU y de la Organizacin MeteorolgicaMundial (OMM), con el propsito de conocer las rbi-tas de los satlites, la recepcin y trascripcin de losdatos sobre retculas, su interpretacin en los sistemas

meteorolgicos tanto tropicales como invernales y lasfuturas generaciones de satlites.

Tambin se realiz un programa de adquisicin dedatos en tiempo diferido, para as poder procesar losdatos climatolgicos de cerca de 800 estaciones, que

contaban con mayor estadstica del ao de 1941 has-ta 1970, a escala mensual. Con esta digitalizacin serealiz la publicacin de normales climatolgicas y sedifundi el pronstico estadstico a largo plazo para laplaneacin, por conducto del Departamento de Es-tudios Especiales. Adems se publicaron los datos deradiosondeo y se ampliaron los estudios y servicios deinformacin para la agricultura y la industria

A partir del ao de 1973 se inici la capacitacindel personal de los observatorios y estaciones de ra-diosondeos, por medio de cursos de la clase IV y III en

Tacubaya, formando un grupo de profesores, estandoal frente el Met. Barbosa y los Met. Dario Barrios Sn-chez, Ing. Alfonso M. Medina R. as como expertos dela OMM (Ing. Caldera y Leonardo Mella), de acuerdo alas recomendaciones de esta organizacin para la claseIV y III. As mismo, se actualizaron los instructivos y losprocedimientos a travs del servicio de inspeccin, serealizaron entrenamientos locales a los encargados delas estaciones climatolgicas, se mejor el laboratoriometeorolgico para la calibracin y mantenimiento delinstrumental, contndose con patrones de calibracin

de la presin, humedad y temperatura, y se actualiza-ron las tablas de reduccin de la presin al nivel delmar, sobre las bases tcnicas de la OMM.

Para el caso de los instrumentos de radiacin solar,el patrn de calibracin se instal en el Instituto deGeofsica con un equipo de especialistas, dirigidos porel Dr. Jos Galindo E. Se reforz el equipo de inspecto-res para la supervisin, mantenimiento de la operaciny la ampliacin de las redes de observacin tanto enlos observatorios meteorolgicos, estaciones climato-lgicas, como en las agrometeorolgicas, estas ltimas

en coordinacin con el Instituto Nacional de Investi-gaciones Agrcolas, la Comisin de Fruticultura y lasEscuelas Tecnolgicas Agropecuarias de la Secretarade Educacin Pblica (SEP). En el caso de las estacio-nes de radiosondeo, la supervisin se realizaba por losinspectores del Servicio Meteorolgico de Estados


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Unidos (NOAA), por conducto de la Embajada de losEstados Unidos de Americana en Mxico.

Debido a una falta de coordinacin en las activi-dades meteorolgicas en el pas y de la duplicidad deesfuerzos e instalaciones que se vena teniendo en el

desarrollo de las redes de observacin y en la difusinde los pronsticos meteorolgicos, se realizaron variosproyectos para la integracin de los servicios meteo-rolgicos a travs del Consejo Nacional de Ciencias y

Tecnologa y de la Universidad Nacional Autnoma deMxico, con el objetivo de crear un organismo de Me-teorologa desconcentrado que pudiera integrarse a losavances de la ciencia.

En 1973 por acuerdo presidencial del 5 de abril, elLic. Luis Echeverra lvarez estableci la Comisin delSistema Meteorolgico Nacional, con el objetivo de

coordinar los servicios y las actividades meteorolgicasdel pas. Integraban esta comisin las instituciones queoperan servicios meteorolgicos como: la Secretarade Agricultura y Ganadera, la de Recursos Hidrulicos,la de Comunicaciones y Transportes, la Fuerza Area yArmada de Mxico, la Comisin Federal de Electricidady la Universidad Nacional Autnoma de Mxico, quie-nes realizaban actividades meteorolgicas, as como decapacitacin y formacin de personal tcnico y profe-sional en meteorologa existente en el pas, como elCentro de Adiestramiento de Aviacin Civil, La Escuela

Militar de Meteorologa, el Centro de Ciencias de la At-msfera y la SEP.

Durante el periodo de 1973 a 1989 la Comisin delSistema Meteorolgico Nacional funcion dirigida porun presidente, el Director del SMN Silvino Aguilar An-guiano, un secretario, el Jefe de Estudios Especiales yun consejo de meteorologa integrado por las diferen-tes instituciones y grupos de trabajo para coordinar eldesarrollo de las redes de observacin en Mxico, suinstrumental, la capacitacin de personal y el desarro-llo de los servicios meteorolgicos. As tambin se for-

m el Comit nacional de Agrometeorologa y el SMNestableci una coordinacin entre Mxico y la OMMaumentando su participacin en las distintas comisio-nes tcnicas de esa institucin como son: de SistemasBsicos, Instrumental y Mtodos de Observacin, Hi-drologa, Ciencias Atmosfricas, Meteorologa Aero-

nutica, Meteorologa Agrcola, Meteorologa Marina yClimatologa. Otro de los acontecimientos importantesfue la participacin de Mxico en el primer experimen-to tropical de la atmsfera para mejorar el pronstico.

Los objetivos del Programa de Investigacin Global

de la Atmsfera (GARP), fueron: la ampliacin de la ex-tensin geogrfica observada, anlisis del periodo devalidez y exactitud de las predicciones meteorolgicas,y comprensin del fundamento fsico del clima y susfluctuaciones. Para alcanzar estos objetivos el eminen-te cientfico sueco Profesor Bert Boln fue nombradoel presidente de este programa compuesto de 12 no-tables hombres de ciencia elegidos por la OMM, con laparticipacin de 70 pases. Se utiliz un sistema de ob-servacin compuesto por 40 buques de investigacinocenica, aeronaves y globos especiales cuya labor se

complet con medidas de satlites meteorolgicos. Enel experimento tropical del GARP (GATE), se reuniinformacin muy importante para el estudio de losprocesos de conveccin de cmulos y su relacin conlos sistemas atmosfricos de gran escala de las regio-nes tropicales. Prcticamente todos los miembros dela OMM participaron en su ejecucin realizando obser-vaciones meteorolgicas adicionales y estableciendosistemas especiales de observacin. Este experimentorealiz investigaciones de las circulaciones regionalesde los monzones, muy importantes para los habitantes

y la produccin agrcola.Debido a esta coordinacin, Mxico particip en el

primer experimento tropical y en el Global de la At-msfera, con un programa de observacin continentala travs de las redes de estaciones sinpticas de su-perficie y altura, y con observaciones desde un buquede la Secretara de Marina sobre el Pacfico Sur con laparticipacin de meteorlogos de estudios especiales,previsin del tiempo y del Servicio Meteorolgico dela Fuerza Area Mexicana. Se realizaron observacionesde radiosondeo viento con aviones Estadounidenses

en el Pacfico central y occidental.La consecuencia que tuvo este experimento sobre

la meteorologa y la prediccin meteorolgica operati-va fue un avance notable. En especial, se consiguieronlos recursos necesarios para establecer un sistema desatlites de rbita geoestacionaria y polar que consti-


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tuyen actualmente la base fundamental de la vigilanciameteorolgica mundial. As mismo los datos del expe-rimento constituyeron la compilacin ms completa devariables meteorolgicas, nunca antes reunida, y quehan servido de base para una amplia investigacin que

ha conducido a nuevos mtodos de anlisis de la pre-diccin meteorolgica operativa y que facilit mejorasen los propios modelos de prediccin.

Indiscutiblemente, de 1946 a 77 la Direccin deGeografa y Meteorologa junto con el Departamen-to Cartogrfico Militar de la Secretara de la DefensaNacional, fueron los organismos responsables de lacartografa nacional y de meteorologa, para los quese emplearon los mtodos ms modernos de la po-ca, como la fotografa area, y en lo que respecta alServicio Meteorolgico Nacional se sentaron las bases

para el desarrollo de una meteorologa moderna, con laparticipacin de Mxico en la OMM.Con el desarrollo de las redes de observacin, se

pudo contribuir al estudio de los datos de las estacionesy observatorios, en los aspectos de sequa que el pas ve-na experimentado fuertemente. El trabajo ms notablefue el desarrollado por la oficina de Estudios Especialesen 1957, por Manuel Lebrija Celay, el punto ms intere-sante de este estudio es la relacin que hizo de las cartassinpticas del tiempo con las sequas de los ltimos 100aos determinando as las causas de stas.

Otros estudios importantes fueron la climatologageneral para la Repblica Mexicana por el Ing. Jos C.Gmez Jefe del Servicio Meteorolgico Nacional y elDr. Jorge A. Vivo Escoto del Instituto de Geografa dela UNAM, la climatologa de trayectorias de ciclonestropicales en el Pacfico y Atlntico publicado por elCentro Nacional de Previsin del Tiempo y el CentroRegional del Golfo de Mxico y tambin los boletinesdel SMN y su pronstico a corto y largo plazo.

En Mxico, en los aos setenta se adquiri un sis-tema de baja resolucin GOES, para la recepcin de

bandas visible e infrarroja que se reciban cada mediahora en forma digital, con suministro de pelcula fo-togrfica de proceso seco para impresiones en papelsepia electrocensitivo.

Durante los aos ochenta, se consolidaron los lo-gros de la vigilancia meteorolgica mundial y se utili-

zaron los adelantos tecnolgicos reflejados en mejoresinstrumentos, comunicaciones ms rpidas y capaci-dad para manejar cada vez un mayor nmero de datos.

En el periodo de 1988 a 1990 se tuvieron severosimpactos meteorolgicos en el pas como el huracn

Gilbert. En la ciudad de Mxico aument la demandade informacin por los efectos de la contaminacinambiental. Durante este periodo se sentaron las basespara desarrollar una meteorologa y climatologa mo-derna en el pas, as como para analizar sus diferentesaplicaciones. Esta capacidad que se obtuvo del Servi-cio Meteorolgico Nacional permiti proporcionar losservicios de informacin en apoyo al desarrollo social yeconmico del pas.

Al final de este periodo se estableci la coordina-cin con el Sistema Nacional de Proteccin civil a con-

secuencia de los desastres ocasionados por el huracnGilbert sobre Yucatn, Tamaulipas y Nuevo Len. Semejor la informacin de ciclones tropicales, y se co-ordin con el Centro Regional de Huracanes de Miami,para capacitar a personal. En este periodo se inicia-ron algunas evaluaciones del pronstico puesto que eneste lapso se pas de un pronstico subjetivo a cortoplazo, a un pronstico numrico a 48 hrs, con la aplica-cin de modelos realizados por el Centro de Huracanespara el pronstico de ciclones y que se corran en elColegio de Postgraduados y posteriormente a travs

de una terminal.Nuevos acontecimientos se presentaron en el desa-

rrollo de los servicios meteorolgicos en el mundo porla actividad de la OMM, uno de ellos, y el ms impor-tante fue el Programa de la Vigilancia MeteorolgicoMundial (VMM) que permiti desarrollar mejores pre-dicciones para todos los servicios. El programa men-cionado es sobresaliente en cuanto a la cooperacininternacional y tiene como objetivos optimizar el es-tado de las ciencias y las tecnologas atmosfricas paraproporcionar mejores conocimientos sobre las fuer-

zas fsicas bsicas de la atmsfera que influyen en eltiempo y el clima, y la posibilidad de su modificacinartificial, as como, desarrollar las capacidades existen-tes de prediccin meteorolgica y ayudar a los pasesmiembros de la OMM mediante centros meteorol-gicos mundiales, regionales y nacionales. Para lograr


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lo anterior se han integrado tres programas que son:Observacin Mundial, Telecomunicaciones Meteorol-gicas y Procesamiento Mundial de Datos.

EL Programa de Observacin Mundial, es un meca-nismo para efectuar innumerables observaciones me-

teorolgicas en todo el mundo. Dichas observaciones serenen mediante el Sistema Mundial de Telecomunica-ciones y son elaboradas en los centros meteorolgicoso archivadas para ser utilizadas posteriormente. Cuandola VMM inici sus actividades en 1968, entraban en elsistema cada veinticuatro horas unas 100 000 observa-ciones meteorolgicas de las condiciones existentes enla superficie de la tierra y unas 11 000 de la atmsferasuperior. Este flujo de datos hacia los centros meteo-rolgicos proceda de 8 000 estaciones terrestres dis-tribuidas en todos los pases de la tierra, 3 000 avio-

nes comerciales y de reconocimiento, y 4 000 buquesmercantes.Dos tipos de satlites artificiales facilitaban datos

de observacin a la VMM; los de rbita polar denomi-nados TIROS, su rbita est situada entre los 800y 1,400 km de la tierra y pasa por los polos norte ysur. Posteriormente surgieron los satlites geoestacio-narios, denominados GOES, que estn colocados enel espacio a 36 000 km, giran a la misma velocidadangular que la tierra y estn situados sobre el ecuador.Mediante la informacin de estos satlites se obtienen

las imgenes de las nubes que se renen y transmi-ten a la VMM: la distribucin vertical de humedad ytemperatura de la superficie de la tierra y del mar, losvientos en altitud deducidos por el movimiento de lasnubes, la cantidad de nubes, tipo y altura de la cima delas mismas, capa de nieve y de hielo y datos del balancede radiacin.

La recepcin de imgenes satelitales en Mxico seremonta a 1968, siendo en el SMN donde se recibie-ron por vez primera en APT, posteriormente en WE-FAX, por medio de una parbola casera. En la UNAM

(con la participacin directa del Ing. Erosa) empezarona capturar imgenes, y poco tiempo despus la Secre-tara de Comunicaciones empez a recibirlas con unequipo obsequiado por la NOAA.

En ese entonces se reciban en el SMN va fax, cua-tro imgenes por da, y cada una tardaba 18 minutos

en desplegarse, siendo disco completo (polo a polo),sectorizando la parte de importancia para la meteoro-loga mexicana.

El satlite de rbita polar Tiros 10 con dos telec-maras, una de ellas equipada con Automatic Picture

Transmition (APT), permiti la transmisin inmedia-ta de las imgenes, recibindose en el SMN imgenesslo de sectores del pas con los cuales se armaba unmosaico de Mxico.

A travs de un Sistemas Mundial de Telecomuni-caciones Meteorolgicas (SMTM) se transmite unaenorme cantidad de datos meteorolgicos que llegan ala VMM y se distribuye la informacin elaborada a losCentros Meteorolgicos Mundiales (CMM), CentrosMeteorolgicos Regionales (CMR) y Centros Meteo-rolgicos Nacionales (CMN). En el mencionado siste-

ma se utilizan todos los tipos de telecomunicacionesy se organiza en tres niveles: el circuito principal deenlace que conecta a los centros mundiales, las redesregionales de telecomunicaciones que conectan a loscentros regionales de pronstico, y los centros de te-lecomunicaciones nacionales, permitiendo as, que losmiembros reciban e intercambien los datos de obser-vacin. La capacidad que se tena originalmente erade 3 600 palabras por minuto y posteriormente subicasi al doble.

En 1938, se inicio la recepcin de informacin me-

teorolgica en tiempo real de la red de observatorios delpas, en travs de telegrafa, posteriormente por RadioBLU, para su posterior retransmisin al Centro Meteo-rolgico Mundial de Washington (CMMW). Es hasta elao de 1970 en que la recopilacin de informacin esa travs de telegrafa, de radio de BLU, por teletipo detira perforada, Telex y telfono. Entre 1990 y 1994, seimplementa la recepcin de informacin meteorolgicaal Centro Nacional de Telecomunicaciones Meteorol-gicas (CNTM) del SMN, por va mdem y su retransmi-sin al CMMW se realiza a travs del satlite Morelos y

la recepcin de informacin de la Regin meteorolgicaIV al CNTM es a travs del satlite Galaxi III.

El 20 de enero de 1994 se deja de transmitir la in-formacin meteorolgica nacional a Washington pormedio del satlite Morelos debido a la baja potencia deeste y se utiliza otro sistema de recepcin y envi de


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informacin al CMMW, se denomina World Area Fo-rescast System (WAFS) que opera a travs del satlitede telecomunicaciones INTELSAT IV y es el que operaactualmente.

En el ao 2003 por primera vez en el SMN se em-

pieza ha implementar en la red de observatorios unsistema de captura, validacin, codificacin y envode la informacin cuantificada denominado SICA y enel CNTM se inicia la recepcin de datos meteorol-gicos en forma automtica a travs de INTERNET eINTRANET.

En lo relacionado al Sistema de Preparacin de Da-tos, los centros meteorolgicos mundiales elaborabanpronsticos hemisfricos dos veces al da con dos dasde validez y posteriormente se increment a cuatrodas. Los centros regionales preparan informacin ms

detallada para cada regin y difunden avisos de con-diciones meteorolgicas peligrosas y los centros me-teorolgicos nacionales utilizan esta informacin paraadaptarla a las necesidades de cada pas.

En su ms reciente etapa de modernizacin 1990-2004, en el SMN se ha utilizado una mayor tecnolo-ga de punta para la automatizacin de los sistemasde observacin, y actualmente ya se cuenta con 16estaciones de radiosondeo, 79 estaciones sinpticas,alrededor de 3 388 estaciones climatolgicas, 94 esta-ciones automticas, 12 radares meteorolgicos, siete

receptores satelitales, y se estn implementando mo-delos numricos de pronstico meteorolgico, como elMM5 y el WRF.

De 2005 a 2010, se ampla la red de estaciones me-teorolgicas automticas a 133 y se instalan 30 esta-ciones sinpticas automticas, se establece un nuevoradar meteorolgico en Mozatal, Chiapas y se apoyoal gobierno del estado de Quertaro en la instalacinde un radar en el Cerro de la Rochera en dicha entidad.La OMM realiza un diagnostico de la situacin actualdel SMN y junto con este organismo internacional, se

forma un consejo tcnico integrado por la Secretarade Gobernacin, el Instituto Mexicano de Tecnologadel Agua, la Universidad Nacional Autnoma de Mxi-co entre otras.

En sta poca se cuenta con ms posibilidades deobtener un mayor desarrollo tecnolgico y mejorar el

prestigio a nivel nacional e internacional, tratando enlo posible de seguir siendo por tradicin, la institucinque encabeza las observaciones y estudios de la me-teorologa en el pas.


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I. Temperatura

1.1 Aspectos generales

1.2 DefinicinLa temperatura es la condicin que determina la direc-cin del flujo resultante de calor entre dos cuerpos, sedice que el cuerpo que libera calor al otro est a unatemperatura ms elevada. Para medir la temperatura deun objeto se puede poner un termmetro a la mismatemperatura que el objeto (es decir, en equilibrio termo-dinmico con l) y entonces se puede medir la tempera-tura del mismo termmetro. Como otra posibilidad, sepuede determinar la temperatura mediante un radime-tro sin necesidad de llegar a un equilibrio trmico.

Una primera concepcin de la temperatura es laque se refiere a la sensacin fisiolgica del cuerpo hu-mano. Cuando se toca un cuerpo se dice que est ca-liente o fro, segn la sensacin. Cuando se juntan dosobjetos con diferente temperatura, el objeto calientese enfra mientras que el objeto fro se calienta has-ta que la temperatura en los dos cuerpos se iguala, sehabla entonces de un equilibrio trmico. Uno de estosobjetos puede ser un termmetro. La temperatura lapodemos medir como la actividad molecular de unasustancia llamada medio trmico, la cual se manifiesta

mediante el cambio de alguna propiedad (por ejemploaumento del volumen de la sustancia).

Dicho de otra forma, la temperatura es la condicinque determina si un cuerpo o sustancia es apto paratransmitir calor a otros o para recibir el calor transmi-tido por stos.

Cualquier propiedad fsica de una sustancia queest en funcin de la temperatura puede ser utilizadacomo base de un termmetro.

La temperatura de un cuerpo es la medida de la agi-

tacin de sus molculas o intensidad de calor.Los procesos fisiolgicos en los organismos vege-tales, tales como respiracin, fotosntesis, asimilaciny transpiracin, transcurren solamente a determinadastemperaturas; los valores ptimos y extremos (mxi-ma y mnimas) de las temperaturas, son diferentes paralas plantas de distintas especies e incluso para diversosperiodos de su vida, por lo que la temperatura del airetiene una gran importancia en la vida de las plantas.

Transmisin de calor. Es la forma en que la energapasa de un cuerpo a otro por efecto de una diferencia

de temperatura. Las formas son:

Conduccin. Es el flujo de energa trmica deun cuerpo de mayor temperatura a otro demenor temperatura sin que haya transferenciade materia, mediante interacciones atmicas omoleculares.

Conveccin. Es la transmisin de energa tr-mica en el propio cuerpo del fluido (gas o lqui-do) cuando est en contacto con una fuentede calor. Una parte del fluido (la que est en

contacto con la fuente de calor) al calentarsese dilata, disminuye su densidad y tiende a as-cender mientras que la otra parte del fluido,ms fra y ms densa, tiene a descender dan-do lugar a corrientes convectivas, las cualesproducen as una mezcla de molculas en el


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cuerpo del fluido. Para que se produzca trans-misin de calor por conveccin, antes debehaber un proceso de transmisin de calor porconduccin.

Radiacin. Es la emisin y propagacin de

energa por medio de ondas electromagnti-cas, las cuales se desplazan a la velocidad de laluz (300 000 km/s) a travs del espacio, sinintervencin activa de la materia y sin requerirnecesariamente de un medio para su propaga-cin. Un ejemplo comn es la radiacin que elSol emite a la Tierra.

Procesos fsicos en los que se basa la medida de la tem-peratura.

Dilatacin de un lquido encerrado en un tubode vidrio. Dilatacin de un lquido dentro de una envoltura

metlica y que provoca un aumento de presin. Desarrollo de una fuerza electromotriz entre

las soldaduras de un circuito formado por dosmetales diferentes (termmetro de termopar)

Cambio de curvatura en una banda de metalcompuesta por dos lminas metlicas que tie-nen coeficiente de dilatacin diferentes y queestn soldadas en toda su longitud (termme-

tro de lmina bimetlica).

Variacin de resistencia elctrica de un hilo deplatino.

Variacin de resistencia de una mezcla espe-cial de sustancias qumicas (termmetro determistancias).

1.3 Unidades y escalas detemperatura

Valor asignado de IPTSK C90.188 -182.962

273.16 0.01

373.15 100

Cuadro 1.1 Puntos fijos definidos de la Escala Prctica Internacional de Temperatura

Estado de equilibrio

Equilibrio entre las fases lquida y de vapor del oxgeno (punto de ebullicindel oxgeno) a la presin atmosfrica estndar (1013.25 hPa)Equilibrio entre las fases slida, lquida y de vapor de agua (punto triple delagua)Equilibrio entre las fases lquida y de vapor del agua (punto de ebullicin del

agua) a la presin atmosfrica estndar po. La temperatura t en funcin de lapresin de vapor del agua est dada por la ecuacin:t = [100 + 2.7655 x 10 -2(p - p

o) 1.13393 x 10-5

(p - po)2 + 6.82509 x 10-9(p - p

o)3] C

donde p es la presin atmosfrica en hPa

El primer uso conocido de un instrumento de medicinrelativa de temperatura es atribuido a Galileo, en el ao1584. El diseo del termmetro de mercurio y su uti-lizacin para propsitos meteorolgicos es atribuido aFahrenheit, en 1721. Como valor cero de la escala deeste termmetro, Fahrenheit us la temperatura ms

baja que registr en Danzig. Como punto fijo superiorde su escala adopt la temperatura del cuerpo humanode 96 F.

Esta escala da 32 F como punto de congelacin delagua y 212 F como punto de ebullicin.

Celsius invent la escala centgrada pero en formainversa: su valor cero est en el punto de ebullicin delagua y 100 C en el punto de congelacin. Linn in-virti la escala centgrada y la estableci en la formaactual. Su nombre es escala Celsius.

Para fines meteorolgicos operativos, la temperatura

es referida a la escala Celsius, basada en 100 divisiones


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de escala entre los puntos de ebullicin y congelacin delagua. La unidad es el grado Celsius, sinnimo de gradoCentgrado (hoy da se ha dejado de utilizar).

La temperatura es un parmetro importante en loque a meteorologa se refiere. Los meteorlogos estn

interesados en la temperatura del aire, la temperaturadel suelo y la temperatura del agua.La calibracin de la temperatura est basada en pun-

tos fijos reproducibles. La unidad E.I. (Escala Internacio-nal) de temperatura termodinmica es el kelvin (K), quecorresponde a 1/273.16 de la temperatura del puntotriple del agua, por arriba del cero absoluto.

La temperatura termodinmica (q), con sus unida-des Kelvin (K), es la temperatura bsica. El Kelvin es lafraccin 1/273.16 de la temperatura termodinmicadel punto triple del agua. La escala Celsius (t), se uti-

liza para la mayora de los fines meteorolgicos y estdefinida con la siguiente ecuacin:

t = q- 273.15

En la escala termodinmica de temperatura, lasmedidas se expresan como diferencias a partir delcero absoluto (0K), a cuya temperatura las molcu-las de cualquier sustancia carecen de energa cintica.Sin embargo, la escala de temperatura generalmente

Cuadro 1.2 Puntos de referencia secundarios con su temperaturas sobre la Escala Prctica Internacional de Temperatura

Valor asignado de IPTSK C

194.674 -78.476

234.288 -38.862

273.15 0.0

300.02 26.87

Estado de equilibrio

Equilibrio entre las fases slida y de vapor del dixido de carbono (puntode sublimacin del dixido de carbono) a la presin atmosfrica estndarp. (1013,25 hPa). La temperatura t en funcin de la presin de vapor deldixido de carbono est dada por la ecuacin:t = [1.1036 x 10-2(p - p

o) - 18.91226 x 10-6(p _ p

o)2 78.476] C

donde p es la presin atmosfrica en hPa

Equilibrio entre las fases slida y lquida del mercurio (punto de congela-cin del mercurio) a la presin atmosfrica estndarEquilibrio entre hielo y el aire saturado de agua (punto de congelacin) a lapresin atmosfrica estndarEquilibrio entre las fases slida, lquida y de vapor del fenoxibenceno (terdifenlico) (punto triple del fenoxibenceno)

utilizada es la Escala Prctica Internacional de Tempe-ratura (IPTS) de 1968, que est fundada en valoresasignados a las temperaturas de un nmero de estadosde equilibrio reproducibles (puntos fijos de definicin)y tambin en instrumentos patrn calibrados a dichas

temperaturas. Se eligi la IPTS de tal manera que latemperatura medida con respecto a ella se aproximemuy estrechamente a la temperatura termodinmica,quedando cualquier diferencia dentro de los lmites ac-tuales de la precisin de las medidas. Adems de lospuntos fijos de la IPTS, se dispone de otros puntossecundarios de referencia; los puntos de inters me-teorolgico y el mtodo normalizado para hacer inter-polaciones entre ellos. La temperatura en la IPTS debeser designada como grados Celsius y debe dejar deutilizarse la denominacin grados Centgrados

Las escalas prcticas de temperatura se basan en dospuntos fijos que pueden reproducirse fcilmente; puntode fusin del hielo y punto de ebullicin del agua.

Punto de fusin del hielo. Es la temperatura ala cual el hielo puro se funde a la presin exter-na de 1 atm normal, a 45 de latitud.

Punto de ebullicin del agua. Es la temperatu-ra a la cual el agua pura hierve cuando la pre-sin externa de 1 atm normal, a 45 de latitud.


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Escala Celsius (C). Es la ms comn usada en ungran nmero de pases, la cual se asigna el valor de 0Cal punto de fusin del hielo y 100C al punto de ebu-llicin del agua.

Escala Fahrenheit (F). Da un valor de 32F al pun-

to de fusin del hielo, 100F a la temperatura del cuer-po humano (equivalente a 36 C aproximadamente) y212F al punto de ebullicin del agua.

Kelvin (K). La temperatura absoluta la defini LordKelvin con la siguiente expresin:

Donde:T = Temperatura absoluta

x c= temperatura centgradac= coeficiente de dilatacin de los gases ideales a pre-sin constante, c= 0.003663Donde: 1/ c= 273

T = x+ 273

As, la escala da el valor de 273 al punto de fusindel hielo y 373 al punto de ebullicin del agua.

Relacin entre escalas termomtricas. La relacinentre la escala Celsius y Fahrenheit:

En el primer trmino de la ecuacin se tiene en elnumerador C y en el denominador la amplitud de laescala, en el segundo trmino en el numerador F-32,se le resta 32 para que inicie la escala de cero y en eldenominador se d su amplitud (212-32 = 180). Des-pejando C tenemos;

Reduciendo la fraccin,

C=.55 (F-32)

De esta forma se pueden obtener las dems relacio-nes, tomando en cuenta siempre que la escala que se vaa relacionar debe partir de cero y tomarse su amplitud.

Ejemplos de conversin de una escala a otra.

Convertir 22C a grados Fahrenheit, y Kelvin.F = 1.8C +32 = 1.8*(22) +32 =39.6 + 32 = 71.6 F22C = 71.6 FK = C +273 = 22 +273 = 295 K22C = 295 K

Convertir 75F a grados Centgrados, y Kelvin.K = (F + 459.4) / 1.8 = (75 + 459.4) / 1.8 =534.4 / 1.8 = 296.88K75F = 54.53 K

C = 5/9 (F-32) = 5/9 (75-32) = 5/9 (75-32) =5/9 (43) = 23.88

F = 1.8C +32F 32 = 1.8C(F 32) / 1.8 = C

C = (F 32) / 1.8C = (75 32) / 1.8 = (43) / 1.8 = (43) / 1.8= 23.89 C

75F = 23.89 C

1.4 TermmetrosCualquier propiedad fsica de una sustancia que seafuncin de la temperatura puede ser utilizada como

base de un termmetro. Las propiedades ms amplia-mente utilizadas en los termmetros meteorolgicosson la dilatacin trmica y el cambio de resistenciaelctrica con la temperatura.

Los termmetros que indican la temperatura am-biente se denominan habitualmente termmetros or-


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dinarios, mientras que los que indican la temperaturaextrema durante un perodo de tiempo se denominantermmetros de mxima o de mnima.

1.4.1. Requisitos de un buen termmetro

Un termmetro debe ser esencialmente sensibley exacto. El termmetro es sensible si indica en for-ma rpida pequeas variaciones de temperatura. Paracumplir con este requisito de sensibilidad, el termme-tro debe reunir condiciones tales como tener el tuboo capilar muy estrecho y el depsito de paredes biendelgadas y con una superficie en relacin al volumen,el cual debe ser pequeo. El termmetro es exacto sila subdivisin de la escala es correcta y el rea de cadasubdivisin es igual; adems, dicha escala debe estar

grabada en forma clara en el tubo.

1.4.2. Principales tipos de termmetros

1.4.2.1 Termmetro de lquido en tubo de vidrio (ter-mmetro comn o seco).

En observaciones habituales de temperatura seutilizan termmetros de lquido en vidrio. Estos utili-zan la diferencia de dilatacin de un lquido puro enun recipiente de vidrio. Se utiliza alcohol y/o mercurio.

Esto depender del rango de temperaturas que se re-quiera medir, el mercurio se utiliza para temperaturaspor encima de su punto de congelacin (-38.8 C) yel alcohol etlico se utiliza para temperaturas ms ba-

jas. La columna sobre la cual se mide la temperaturaes un tupo hueco con dimetro interior muy pequeo(capilar), el cual est unido al depsito del termme-tro. Los cambios de volumen del lquido se indicanmediante cambios en la longitud sobre el microtubo,y con la ayuda de un termmetro patrn se pueden

imprimir la escala de temperaturas sobre el vidrio. Elespesor del vidrio en el depsito debe ser del menorgrosor posible sin descuidar una resistencia adecuada,para que permita un intercambio de calor. La gradua-cin puede estar impresa detrs dentro o sobre el vi-

drio. En algunas ocasiones puede agregarse un efectode lente con el mismo vidrio, para ampliar la imagen dela escala, aunque esta caracterstica es ms utilizada entermmetros clnicos. En las estaciones sinpticas lostermmetros deben ser verificados con un instrumen-to patrn cada uno o dos aos. Los termmetros quese utilicen en los psicrmetros deben elegirse de modoque se reduzcan al mnimo las diferencias entre am-bos, debidas a los mismos termmetros, las diferenciasaceptadas es de 0.2C para temperaturas mayores de0C y de 0.1C para temperaturas menores de 0C.

1.4.2.2 Termmetro de mxima (Negretti).

Se emplea para conocer la temperatura ms alta.Es un termmetro de mercurio con un marcado es-trechamiento en el tubo capilar del depsito. Cuandola temperatura aumenta, el mercurio del depsito sedilata con fuerza y puede pasar por el estrechamien-to; al disminuir aqulla, el mercurio se contrae y en laparte estrecha la columna del mercurio se corta. Al noexistir ninguna fuerza que obligue al mercurio a volver

al depsito, la columna permanece en el tubo capilarmarcando la ms alta temperatura que alcanz.

Despus de hacer la lectura de la temperaturamxima, el termmetro se pone otra vez en condicio-nes de trabajar. El observador debe sujetar firmementeel termmetro con el depsito hacia abajo y sacudirloenrgicamente, para que el mercurio regrese al dep-sito (cuidando de no romperlo por contacto con otroobjeto o con el mismo cuerpo del observador, por loque esta operacin deber hacerse con mucho cuida-

Figura 1.1 Termmetro de mxima

20 2010 100 30 40


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do, y en un rea despejada). El termmetro se colo-ca en posicin horizontal dentro de la caseta o abrigometeorolgico, formando un ngulo de dos grados conrespecto a la horizontal, y el depsito debe ocupar laposicin ms baja para garantizar que la columna de

mercurio se apoye sobre el estrangulamiento sin que lagravedad lo obligue a pasar por l.

1.4.2.3 Termmetro de mnima (Rutherford).

Se emplea para conocer la temperatura ms baja decada da. Es un termmetro de alcohol con un tuboancho, en vez de ser capilar, por donde pasa un ndi-ce de esmalte. Este termmetro se coloca en posicinhorizontal y as, cuando la temperatura disminuye, elndice es arrastrado por el menisco que se forma en la

extremidad de la columna del alcohol quedando el n-dice marcando la temperatura ms baja; si la tempera-tura aumenta el alcohol pasa entre las paredes del tubosin desplazar al ndice. La lectura se hace en el extremodel ndice, ms alejado del depsito; dicho termmetrose coloca dentro de la caseta.

Los defectos de los termmetros de mnima son loscomunes a todos los termmetros de alcohol; el mshabitual es la rotura de la columna especialmente du-rante los desplazamientos, y la adherencia del alcoholal vidrio. Frecuentemente se forman gotas de alcohol

por destilacin en la parte superior de la columna. Unacolumna de lquido rota puede unirse de nuevo suje-tando el termmetro por el extremo del depsito ygolpendolo ligeramente pero con rapidez contra losdedos o cualquier otro material elstico y no dema-siado duro. Estos golpecitos deben continuar durantealgn tiempo (cinco minutos o ms si es necesario) ydespus el termmetro puede ser colgado o manteni-do vertical en un recipiente adecuado, con el depsi-to hacia abajo durante al menos una hora para que el

Figura 1.2 Termmetro de mnima

alcohol adherido al vidrio descienda hasta unirse conla columna principal. Si este tratamiento no da resul-tado, se puede utilizar un mtodo ms enrgico queconsiste en enfriar el depsito del termmetro en unamezcla de hielo y sal, manteniendo caliente al mismo

tiempo la parte superior del tubo; el lquido destilarlentamente hacia la columna principal. Tambin, puedesujetarse el termmetro en posicin vertical con el de-psito dentro de un recipiente de agua caliente, mien-tras que se sacude o golpea el tubo de vez en cuando.El termmetro debe sacarse del agua tan pronto comola parte alta de la columna de alcohol alcance la cmarade seguridad situada en el extremo del tubo. Se debetener mucho cuidado cuando se utilice este mtodo,ya que existe el riesgo de hacer explotar el termmetrosi el alcohol se dilata dentro de la cmara de seguridad.

En los termmetros de mnima, se pueden utilizardistintos lquidos tales como el alcohol etlico, el pen-tano y el tolueno. Es importante que el lquido sea loms puro posible, ya que la presencia de determinadasimpurezas aumenta la tendencia del lquido a polime-zarse con la exposicin a la luz y con el transcurso deltiempo. Esta polimerizacin causa cambios de calibra-cin. En el caso de alcohol etlico, por ejemplo, el alco-hol debe estar absolutamente exento de acetona.

1.4.2.4 Termmetro tipo Six de mxima y mnima

(Rutherford).

Consiste en un tubo en forma de U como se mues-tra en la figura 1.3, el cual tiene dos tubos B y C llenosparcialmente de mercurio y parte del tubo B y los de-psitos A y D estn llenos de guayacol. Al aumentar latemperatura el guayacol del depsito A y del tubo Btiende a dilatarse y este aumento de volumen ejerceuna presin sobre la columna de mercurio del tubo Cque hace que sta ascienda y empuje un ndice peque-


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o con alma de acero que no podr bajar al descenderla temperatura, pues no se mueve por su propio peso;de esta forma queda indicada la temperatura mxima.

Al descender la temperatura se contrae el guayacolcontenido en el deposito A y tubo B, lo que hace que la

columna de mercurio del tubo C descienda y asciendala columna del tubo B la cual har subir el ndice hastacierta altura, que ser la temperatura mnima.

A. Brazo portapluma

B. Lmina bimetlica en espiral

C. Tornillo de ajuste del punto cero

D. Varilla de transmisin

E. Sistema de ampliacin y fijacin del brazo portapluma

F. Palanca para separar la pluma

G. Tambor con movimiento de relojera

H. Proteccin del rgano sensible

J. Botella de tinta

J

C

D

H

A B

GF

E

Guayacol

Minima

Maxima

Temp.

Temp.

Temp.

Temp.

Abajo

Abajo

Arriba

Arriba

de

de

de

de

0oC

0oC

0oC0

oC

Lecturasnegativ

as

Lecturasnegativas

Lecturaspositivas

Lecturaspositivas

A

B C

D

30

20

10

0

0

10 10

10

20

20

20

30

30

30

40

40

50

50

Merc

urio

Figura 1.3 Termmetro de mxima y de mnima, tipo Six

Instalacin, cuidados y toma de lecturas.

Para poner el termmetro en condiciones de funcionaral da siguiente, bastar con un imn para hacer bajarel ndice de la temperatura mxima y con unas enrgi-

cas sacudidas para que baje el ndice de la temperaturamnima.

El termmetro tipo Six debe ubicarse en la garitameteorolgica, sobre la pared interna, a una altura en-tre 1.5 y 2 metros, en forma horizontal, formando unngulo de 2.

1.4.2.5 Termgrafo de lmina bimetlica

El funcionamiento del termmetro de lmina bime-tlica se basa en los coeficientes de dilatacin y decontraccin de los metales que varan por su natura-

leza. Las dos tiras metlicas estn soldadas una enci-ma de otra y en general enrolladas en forma de espiral.La tira metlica exterior se dilata mucho menos quela tira interior de tal forma que, cuando la tempera-tura aumenta, la espiral tiende a desenrollarse. Estemovimiento se amplifica por un sistema de palancassimple el cual est unido un largo brazo; un dispositi-vo adecuado permite regular este brazo con precisinmodificando si fuese necesario, la posicin del cerodel instrumento. En la siguiente figura se muestran losprincipales elementos del termgrafo.

Figura 1.4 Elementos del termgrafo de lmina bimetlica


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1.5 Emplazamiento y calibradodel termgrafo de lminabimetlica

El termgrafo de lmina bimetlica es un instrumentofuerte que soporta cualquier manipulacin razonable.Nunca se le debe poner aceite; basta simplemente lim-piar, segn el caso, el rgano sensible y el sistema deamplificacin utilizando un poco de petrleo u otro l-quido detergente.

El brazo final est fijo al sistema de amplificacinde tal forma que la pluma roce lo menos posible so-bre el diagrama. Esta pluma debe tocar simplemente labanda que rodea al tambor, dejando sobre el papel untrazo fino y regular. El calibrado se realiza valindose

de un tornillo con cabeza estriada que est situado enel extremo de fijacin del brazo.Si la banda est correctamente colocada, ya no es

necesario ningn otro calibrado. Sin embargo, puedeser que la posicin del cero no sea correcta (los dos ex-tremos de la variacin de la temperatura indicada en eldiagrama pueden, por ejemplo, estar desplazados 1.5con relacin a las verdaderas temperaturas). En estecaso el ajuste se efecta por medio del tornillo de ca-beza estriada C que permite levantar o bajar la pluma.Este calibrado, sin embargo, slo debe hacerse cuando

las diferencias pasan de 3C. Tambin hay que tenercuidado de que el muelle del tornillo de ajuste del pun-to cero quede siempre suficientemente estirado sobresu soporte despus de cada ajuste.

Cuando las diferencias exceden de 3C, el ajuste se

efecta aflojando el tornillo, que retiene el brazo a su so-porte; enseguida se gira este brazo con el fin de colocar lapluma en la posicin que corresponde aproximadamentea la temperatura correcta. Luego se aprieta el tornillo y seprocede a un ajuste ms fino con la ayuda del tornillo C.

Se recomienda hacer cada da una marca horariasobre la banda; para esto, es suficiente con golpear li-geramente el brazo alrededor de su punto de fijacin.La hora exacta de la marca debe ser anotada con laaproximacin del minuto sobre el cuaderno de obser-vaciones y despus inscrita en el mismo diagrama.

Las lecturas de un termgrafo deben ser verificadasperidicamente por comparacin con termmetros con-trol. Para realizar las comparaciones deber seleccionar-se un termmetro patron, de entre los termmetros dela estacin, el cual puede ser el termmetro seco insta-lado en el psicrmetro. Tambin deber llevarse un re-gistro por cada instrumental, de las intercomparaciones,anotando fecha, error encontrado, problemas detecta-dos y si estos han sido corregidos, y cuando los erroressean muy altos reportar la necesidad de una calibracinen laboratorio o su reemplazo. Al realizar estas compa-

raciones se debe tener presente que la mayora de lostermgrafos tienen muy distintas constantes de tiempocon respecto a las de los termmetros. Por consiguien-te, las comparaciones deben limitarse a las ocasiones enque la temperatura del aire no cambie rpidamente (ha-bitualmente en das ventosos o nubosos).

Otro mtodo ms preciso de verificar un termgrafoes comprobarlo en una cmara termosttica debidamen-te diseada y utilizada en el laboratorio. Estas verifica-ciones deben realizarse al menos una vez cada dos aos.Una manera muy conveniente de comprobar es graficar

las lecturas del termmetro seco tomadas a las horasprincipales de observacin y compararlas con las lectu-ras del termgrafo. Habr alguna dispersin, pero la lneade mejor ajuste debe formar un ngulo de 45 con cual-quiera de los dos ejes. A continuacin se presenta unejemplo de lecturas del termgrafo y del termmetro.Figura 1.5 Higrotermgrafo


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No. Termmetro TermgrafoDiferencia

Absoluta

1 13.9 13.4 0.502 18.7 18.4 0.303 22.0 21.7 0.304 24.5 24.2 0.305 27.0 26.7 0.306 8.5 8.1 0.407 11.5 11.2 0.308 15.2 14.8 0.409 22.5 22.2 0.3010 26.0 25.7 0.3011 9.7 9.4 0.3012 16.6 16.3 0.30

13 21.5 21.2 0.3014 25.1 24.8 0.30Promedio 18.76 18.44 0.33

13.4

18.4

21.7

24.2

26.7

8.1

11.2

14.8

22.2

25.7

9.4

16.3

21.2

24.8

y = 1.0047x - 0.4158R = 0.9999

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0

Termgrafo(C)

Termmetro (C)

Comparacin

Termmetro se toma como X y las lecturas del ter-mgrafo como Y, generndose el modelo:

Y = - 0.4158 + 1.0047*XTermgrafo = - 0.4158 + 1.0047*Termmetro

Para X=0, tenemosY = - 0.4158 + 1.0047*0 = - 0.4158

Este valor obtenido significa el grado en que la es-cala del termgrafo se encuentra desplazada; en estecaso se presenta una diferencia negativa de 0.4158hacia abajo. En caso de que el valor sea mayor de 3deber ajustarse utilizando para ello el tornillo de ajus-te mencionado anteriormente.

Cambio de las bandas

El movimiento de relojera est proyectado paraque el tambor efecte una vuelta completa en un


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tiempo ligeramente superior a una semana. El papelde la banda lleva un cuadriculado impreso para re-gistrar las temperaturas durante un perodo de sietedas. Para cambiar la banda se deben hacer las si-guientes operaciones:

Separar la pluma de la banda actuando sobreuna pequea palanca que existe para esteobjeto.

Anotar la hora exacta y retirar con precaucinla tapadera del instrumento.

Quitar el tambor de su eje, aflojar la varilla re-sorte y extraer la banda.

Dar cuerda al sistema de relojera y, si es nece-sario, regularlo dndole ms adelanto o atraso.

Llenar la pluma de tinta despus de haberla

limpiado. Si la ltima curva registrada tiene unespesor muy grande, u otras imperfecciones,en caso necesario, cambiar la pluma.

Colocar una nueva banda sobre el tambor.Tener cuidado de que quede bien estirada.Asegrese de que su borde inferior est bienaplicado contra el reborde del tambor, que losbrazos de la graduacin de los dos extremoscoincidan y que el final de la banda recubra elprincipio (y no lo contrario).

Volver a colocar el tambor sobre su eje. Acercar

la pluma a la banda y poner el tambor a la horaexacta hacindolo girar en sentido contrario alque tiene cuando se mueve por el mecanismode relojera.

Cerrar con cuidado la tapadera del instrumento. Por medio de la palanca especial para ello, po-

ner la pluma en contacto con la banda. Vigilar el funcionamiento del instrumento

para asegurarse que el trazo de la curva seacorrecto.

Inscribir sobre la banda que acaba de retirarse

las indicaciones particulares, principalmentelas fechas y horas de comienzo y fin del regis-tro y las marcas horarias. Tambin deben figu-rar en la banda el nombre, el indicativo y lascaractersticas principales de la estacin dondese efecto el registro.

1.6. Requisitos meteorolgicosLa meteorologa exige la medida, y con frecuencia elregistro continuo de la temperatura de:

a) El aire cerca de la superficieb) El suelo a distintas profundidadesc) La superficie del mar y de los lagosd) La atmsfera superior

El presente captulo trata de los apartados a) y b).

1.6.1. Medida de la temperatura del aire

1.6.1.1. Efectos de la radiacin

La radiacin procedente del sol, las nubes, el te-rreno y otros objetos circundantes pasa a travs delaire sin cambio aparente de temperatura, mientrasque un termmetro expuesto libremente a la intem-perie puede absorber considerable radiacin. Comoconsecuencia de ello, su temperatura puede diferir dela temperatura verdadera del aire, dependiendo estadiferencia de la intensidad de la radiacin y de la rela-cin que existe entre la radiacin absorbida y el calordisipado. Para algunos sensores termomtricos, talescomo el fino alambre utilizado en un termmetro de

resistencia, la diferencia puede ser muy pequea eincluso despreciable, pero en la mayora de los ter-mmetros operativos ms usuales la diferencia puedellegar a ser de hasta 25C en condiciones extremada-mente desfavorables. En consecuencia, es necesarioproteger el termmetro de la radiacin mediante unagarita que sirva de soporte al termmetro y tambinlo proteja de la precipitacin, permitiendo al mismotiempo la libre circulacin del aire a su alrededor oimpidiendo cualquier dao accidental.

1.6.1.2. Instalacin de los termmetros.

Para poder obtener una correcta medicin de latemperatura del aire deben cumplirse los siguientesrequisitos:


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Se debe poner en contacto el bulbo del term-metro con el aire dentro de la caseta o abrigometeorolgico, para evitar que los objetos cer-canos transfieran calor por radiacin o por re-flexin de los rayos solares especialmente.

El abrigo meteorolgico debe estar bien venti-lado, situado en un lugar donde el aire circulelibremente, para que el termmetro sea capazde captar las variaciones de la temperatura deste.

Los termmetros deben estar a una altura de1.5 m, para disponer de datos comparables en-tre las estaciones. Esto se debe a que al calen-tarse la superficie terrestre por la radiacin so-lar, que es la principal fuente de calentamientodel aire, el cual adquiere su temperatura por

contacto con el suelo ms fro o caliente porconduccin y luego en el mismo aire, se pro-duce una mezcla de calor por conveccin; estovara con la altura.

1.6.1.3. Medidas para efectuar lecturas correctas.

Para realizar lecturas correctas de temperatura, debentomarse las siguientes precauciones.

Los termmetros deben leerse con la mayor

rapidez que sea compatible con la precisin, afin de evitar cambios de temperatura debidosa la presencia del observador.

Evitar que los rayos incidan en el termmetro. Que el depsito del termmetro est seco. Como el menisco del lquido o el ndice y la escala

del termmetro no estn en el mismo plano, lavisual debe dirigirse en forma perpendicular a laescala del termmetro, para eliminar de esta ma-nera el error de paralaje. El observador se debeasegurar que se forme una lnea recta desde su

ojo hasta el menisco o ndice. Como normalmente las subdivisiones de la es-

cala de un termmetro no van ms all de laquinta parte de un grado, las lecturas con pre-cisin de una dcima, que son esenciales parapsicrometra debern de estimarse.

Los termmetros de mxima, mnima, y tipoSix, deben ser frecuentemente comparados conun termmetro ordinario a fin de tener la segu-ridad de que no se producen graves errores.

1.6.1.4. Apreciacin

La escala de los termmetros viene graduada, ge-neralmente, en grados y 0.5 de grado, pero al hacer lalectura se debe apreciar a simple vista hasta el dcimode grado. Por ejemplo: 19.3C; 21.8C; 29.4 C.

La temperatura del aire es la que indica el term-metro seco del psicrmetro. Para realizar la lectura deun termmetro de lquido en un tubo de vidrio es ne-cesario que esta lectura se haga lo ms rpidamenteposible para evitar cambios de temperatura debido a la

presencia del observador.La parte superior de la columna de mercurio es unasuperficie curva llamada menisco. La lectura correctacorresponde al extremo superior del menisco, es decir,el punto A de la figura 1.6. Cuando el lquido, como enel caso de mercurio, no moja al vidrio, la curvatura delmenisco es la indicada en la misma figura.

Figura 1.6 Menisco de un termmetro de mercurio en tubo de vidrio

A

La escala del termmetro est grabada sobre la va-

rilla de vidrio, de modo que se encuentra ms cerca delojo que la columna de mercurio. Por lo tanto, la posi-cin de la extremidad de la columna de mercurio conrelacin a la graduacin de la escala vara en funcindel ngulo desde el cual se observa. Hay que tener cui-dado de no cometer este error de paralaje. Es necesario


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que el observador vea el extremo del menisco segnuna perpendicular al tubo del termmetro.

La lectura de la temperatura del aire debe realizarsecon un error inferior a la dcima. Esta precisin es ne-cesaria para determinar la humedad del aire. Si el ter-

mmetro est graduado en medios grados o en quintosde grado, las lecturas de las dcimas deben estimarse.

1.6.1.5. Garita termomtrica

La mayora de las numerosas variedades de garitascon paredes de celosa se fundan en la ventilacin na-tural. En la mayor medida posible una garita deber serdiseada para que constituya un recinto de temperatu-ra uniforme igual a la del aire exterior. La garita deberodear completamente a los termmetros e impedir

que entre el calor y la precipitacin. Las paredes debenser preferentemente de doble celosa en forma de per-siana, y el piso debe estar hecho de listones dispues-

Figura 1.7 Garita termomtrica

tos en dos niveles alternados, aunque existen tambinotros tipos de construccin que satisfacen los requisi-tos citados. La cubierta debe ser de doble capa, conun espacio de ventilacin entre ambas. En climas frosdebido a la gran reflectividad de la nieve (hasta 88 por

ciento) la garita tiene que tener doble piso. Al mismotiempo, dicho piso debe tener la posibilidad de quitarseo inclinarse de modo que se pueda sacar la nieve quehaya podido entrar durante una tormenta.

El tamao y construccin de la garita debe ser talque se mantenga la capacidad de acumulacin de calorlo ms baja posible y, al mismo tiempo, que permita unamplio espacio entre los instrumentos y las paredes.Esta ltima caracterstica excluye toda posibilidad decontacto directo de los sensores del termmetro conlas paredes, lo cual resulta particularmente importante

en las zonas tropicales, en donde la insolacin puedecalentar las paredes hasta el punto de causar un apre-ciable gradiente de temperatura en la garita. Se debeevitar el contacto directo entre los sensores y el sopor-te donde estn montados los termmetros. La garitadebe estar pintada de blanco por fuera y por dentrocon pintura no higroscpica.

Cuando las paredes son dobles, el aire comprendi-do entre ambas capas sirve para reducir la cantidad decalor que de otro modo pasara de la pared exteriorhasta el recinto interior, especialmente con fuerte sol.

Cuando el viento es apreciable, el aire que hay entre lasparedes cambia continuamente, de modo que la trans-misin de calor hacia adentro de las paredes exterioresdisminuye todava ms.

La libre circulacin del aire a travs de toda la garitacontribuye a que la temperatura de la pared interior seadapte a los cambios del aire ambiente. De este modola influencia de la pared interior sobre la temperaturadel barmetro queda reducida. Por otra parte, la librecirculacin del aire dentro de la garita permite que eltermmetro siga los cambios del aire ambiente con

mayor rapidez que si actuaran nicamente los inter-cambios de radiacin. Sin embargo, el aire que circulaa travs de la garita permanece algn tiempo en con-tacto con las paredes exteriores y, por consiguiente,puede all alterar su temperatura. Este efecto resultaapreciable cuando el viento es dbil, y la temperatura


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de la pared externa es muy distinta de la temperatu-ra del aire. Por tanto, cabe esperar que la temperatu-ra del aire en una garita sea superior a la verdaderatemperatura del aire en un da de fuerte sol y calma, yligeramente inferior en una noche despejada y en cal-

ma, con errores que quiz lleguen a +2.5C y 0.5Crespectivamente, en casos extremos. Se pueden intro-ducir errores adicionales por enfriamiento debido a laevaporacin procedente de una garita mojada despusde la lluvia. Todos estos factores ejercen adems unainfluencia directa en las lecturas de otros instrumentosinstalados dentro de la garita, tales como higrmetros,evapormetros, etc.

Para el trabajo meteorolgico general, la tempera-tura observada debe ser representativa de las condicio-nes del aire libre en una zona lo ms amplia posible en

los alrededores de la estacin, a la altura comprendidaentre 1.25 y 2 m por encima del nivel del terreno. Seespecifica la altura sobre el nivel del terreno debido alos grandes gradientes verticales de la temperatura quepueden existir en las capas ms bajas de la atmsfera.El mejor emplazamiento para la garita y los termme-tros es, por consiguiente, por encima del nivel del terre-no, con libre exposicin al sol y al viento y no abrigadade rboles, edificios u otras obstrucciones prximas.Se debe evitar el emplazamiento en una ladera muyinclinada o en una oquedad, lugares que slo deben

utilizarse en condiciones excepcionales. En pequeaspoblaciones y grandes ciudades cabe esperar que laspeculiaridades locales sean ms acentuadas que en losdistritos rurales. Las observaciones de temperatura enla terraza de los edificios son de dudosa significaciny utilidad debido al variable gradiente vertical de tem-peratura y al efecto que el edificio mismo ejerce en ladistribucin de dicha temperatura. En una estacindonde la nieve sea persistente y de espesor variable, esposible utilizar un soporte que permite levantar o bajarla garita para mantener una altura adecuada por enci-

ma de la superficie de la nieve. En general, la garita slonecesita una puerta situada de tal modo que el sol nollegue a los termmetros cuando dicha puerta se abraen el momento de la observacin. En las zonas tropi-cales se necesitan dos puertas para utilizarlos en dis-tintos perodos del ao. Anlogamente, en las regiones

polares donde el sol tiene un ngulo muy bajo sobre elhorizonte, se deben tomar precauciones para protegerel interior de la garita de los rayos del sol, mantenin-dola a la sombra por cualquier procedimiento o utili-zando una pantalla montada de tal manera que puede

girarse hasta lograr un ngulo adecuado mientras seabre la puerta para realizar las lecturas.Aunque la mayora de las garitas estn hechas de ma-

dera, algunos recientes diseos que utilizan materialesplsticos ofrecen mayor proteccin contra la radiacin,debido a la nueva forma de sus celosas en persiana quepermite una mejor circulacin del flujo de aire. En todocaso, tanto la garita como su soporte deben estar cons-truidos con materiales robustos y firmemente instaladosde modo que se reduzcan al mnimo los errores de laslecturas de los termmetros de mxima y de mnima

causados por la vibracin del viento o por el paso de ve-hculos pesados. En algunas zonas, donde la vibracindel viento no puede ser completamente amortiguada,se recomienda la utilizacin de un soporte elstico enforma de escuadra para el montaje. El terreno situadopor debajo de la garita debe estar sembrado de hierbao, en zonas donde la hierba no crece, debe ser la mismasuperficie que haya en toda la zona.

La garita debe mantenerse limpia y volverse a pin-tar peridicamente; en muchos lugares basta pintar lagarita cada dos aos, pero en las regiones afectadas

por la contaminacin atmosfrica puede ser necesariohacerlo todos los aos.

Como medio de reducir los errores debidos a unaventilacin insuficiente, y ms especialmente para con-tribuir a una psicrometra precisa se ha recomendadoque se utilice la ventilacin artificial junto con garitasadicionales de radiacin en las estaciones sinpticas,especialmente para los termmetros elctricos que noexigen una garita espaciosa.

1.6.1.5.1. Ventilacin artificial

La principal alternativa a la exposicin en una ga-rita de ventilacin natural consiste en proteger el ter-mmetro seco de la radiacin directa, situndolo en eleje de dos pantallas cilndricas concntricas y haciendopasar una corriente de aire (de velocidad compren-


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dida entre 2.5 m s-1 y 10 m s-1) entre las pantallasorientadas hacia el termmetro seco. Este tipo de ex-posicin es normal en los psicrmetros. Las pantallasson habitualmente de metal muy pulido para reducirla radiacin solar que puedan absorber. La pantalla in-

terior se mantiene en contacto con una corriente deaire sobre ambos lados, de modo que su temperatura y,por consiguiente, la del termmetro se aproxime conmucha precisin a la del aire. Estas pantallas se mon-tan habitualmente con sus ejes en posicin vertical;la cantidad de radiacin directa procedente del sueloque entra a travs de la base de dichas pantallas, espequea y todava puede reducirse ms prolongandola base de las pantallas apreciablemente por debajodel termmetro seco. Cuando se recurre a una venti-lacin artificial, mediante un ventilador elctrico, se

debe procurar impedir que llegue a los termmetrosel calor procedente del motor y del ventilador. Co-rrectamente aplicada, esta ventilacin artificial redu-ce los errores debidos a la falta de aireacin.

1.6.2. Medida de la temperatura mnima de lahierba y de la temperatura del suelo

1.6.2.1. Medida de la temperatura mnima de la hierba

La temperatura mnima de la hierba es la ms baja

alcanzada durante la noche por un termmetro libre-mente expuesto a la intemperie exactamente por en-cima de una hierba corta. La temperatura se mide conun termmetro de mnima, tal como el descrito en elprrafo 1.4.2.3. El termmetro debe estar montadoen soportes adecuados, de modo que quede inclinadocon un ngulo de aproximadamente 2 con respecto ala horizontal, estando el depsito del termmetro msbajo que el resto, a una altura comprendida entre 25

Figura 1.8 Temperatura de mnima sobre hierva

mm y 50 mm por encima del terreno y en contactocon los extremos de la hierba. Cuando el terreno estcubierto de nieve, el termmetro debe instalarse justoencima de la superficie de la nieve o lo ms cerca posi-ble de ella, pero sin tocarla.

Normalmente, el termmetro se pone en estacindurante la ltima hora de observacin que se realice an-tes de la puesta del sol y su lectura se hace a la maanasiguiente. El instrumento se mantiene en una garita odentro de una habitacin durante el da. No obstante, enlas estaciones donde el observador no est disponible ala hora de la puesta del sol, puede ocurrir que el term-metro quede expuesto durante el da.

Propuesta: en el caso del Observatorio, se proponeutilizar un termmetro de alcohol.

1.6.2.2. Medida de la temperatura del suelo

Las profundidades normalizadas para medir la tempe-ratura del suelo son; 5, 10, 20, 50 y 100 cm de pro-fundidad, se pueden agregar profundidades adiciona-les. Cuando el terreno est cubierto regularmente con

Figura 1.9 Termmetro de suelo


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Cuadro 1. 3. Puntos fijos en la definicin de la Escala Internacional de Temperatura (ITS-90) en el intervalo de

temperatura 200 C a 1100 C.

Punto fijo Propiedad fsica TemperaturaC Termmetro de interpolacin

Argn Punto triple -189.3442 TERPMercurio Punto triple -38.8344 TERPAgua Punto triple| 0.0100 TERPGalio Punto de fusin 29.7646 TERPIndio P. de congelacin 156.5985 TERPEstao P. de congelacin 231.9280 TERPZinc P. de congelacin 419.5270 TERP

Aluminio P. de congelacin 660.3230 TERPPlata P. de congelacin 961.780 TERPOro P. de congelacin 1064.180 TR

nieve es necesario medir la temperatura en la capa denieve tambin. Se debe anotar el tipo de suelo, cubier-ta vegetal, direccin y pendiente general del terreno,adems de las caractersticas fsicas del suelo comodensidad, conductividad trmica y contenido de hu-

medad del suelo, estructura y nivel del nivel fretico.

Tiempo de respuesta

En estaciones meteorolgicas ordinarias no es ade-cuado utilizar termmetros con una pequea constan-te de tiempo, debido a que el aire flucta continua-mente hasta 1 o 2 grados en pocos segundos y porconsiguiente sera necesario tomar el valor de la mediade varias lecturas, lo cual s puede hacerse en una es-tacin automtica.

1.7. CalibracinLos termmetros deben contar con una calibracinperidica. Una manera de evaluar el instrumental escompararlo con un equipo de referencia y realizar unanlisis. La informacin recolectada en el experimentode calibracin debe ser analizada y evaluar el error delsistema. Uno de los mtodos recomendados es el an-

TERP.- Termmetro Estndar de Resistencia de Platino (Standard Platinum Resistance Thermometer).

RT: Termmetro de radiacin Punto triple del agua. Slido, lquido y gas en equilibrio

lisis de regresin lineal para evaluar el error y la calibra-cin de un instrumento. Donde las variables a compa-rar son los datos observados del instrumento a calibrarcon respecto al de referencia. Para el anlisis se usa latcnica de anlisis de regresin de mnimos cuadrados.

Adems se puede determinar los intervalos de confian-za a partir de la desviacin estndar multiplicada porun valor apropiado de t de Student. (Mitchell BaileyW., 1983).

Se requiere del siguiente equipo de calibracin auxiliar.

Termmetros para el control del 0C, con unadivisin de escala de 0.02C

Termmetros para el control del punto de ebu-llicin del agua, con una divisin de escala de0.02C

Termmetros de resistencia de platino y me-didores de resistencia relacionados (exactitudcompatible con 5x10-5 del error de medicinrelativo); voltmetro de exactitud superior;

El equipo de comprobacin y calibracin quedebe tener un laboratorio para la calibracinde sensores de temperatura, es el siguiente:

Bao de comprobacin termomtrica, por in-mersin parcial del termmetro


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Bao de comprobacin termomtrica, por in-mersin total del termmetro

Gabinete de comprobacin del termgrafo Cmara termohigromtrica Higrostato de comprobacin de higrgrafo (una

duplicacin de la cmara termohigromtrica). Termostato de punto de ebullicin del agua(no obligatorio)

Nota: la constancia de temperatura de los termos-tatos usada en los procedimientos de calibracin ter-momtrica debe ser compatible con el error de calibra-cin del termmetro bajo prueba.

Ejemplos de los procedimientos de calibracin detemperatura a manera de guin

Un mtodo simple y de mucha precisin de cali-bracin para la temperatura es el mtodo de puntosfijos. Como todo mtodo tiene sus limitaciones, porejemplo no tiene puntos fijos sobre algunos intervalosde temperatura, entre otros.

El procedimiento consiste en reproducir las tempe-raturas de referencia que se miden con un Termme-tro Estndar de Resistencia de Platino (TERP) o bienun termmetro de radiacin (TR), considerados comotermmetros de interpolacin, y esta observacin se

compara con el termmetro a calibrar.Concluyendo, el equipo necesario para realizar la

calibracin de termmetros son los termmetros deinterpolacin (el TERP y el RT), as como los elemen-tos para reproducir los puntos de referencia.

Otra manera de calibrar es por medio de una cma-ra de inmersin con control termosttico.

Los termmetros de lquidos en tubos de vidrio de-ben ser calibrados en grupo en un bao de calibracin,antes de enviarlos a las estaciones.

Una vez recolectados se realiza un anlisis estads-

tico, con el objetivo de determinar el error del sensor ycorregir la informacin previamente recolectada.

La periodicidad de calibracin depende del tipo desensor:

Los termmetros de resistencia metlica deberanser verificados anualmente con un instrumento patrn.

Los termmetros de resistencia elctrica de se-miconductores no son muy estables debido a queel sensor envejece rpidamente, por lo que se reco-mienda compararlo mensualmente con un termme-tro confiable.

Los resultados de la calibracin deberan registrar-se en el certificado del termmetro.Los termmetros utilizados en psicrometra deben

ir acompaados de un certificado de correcciones, quelos especifique con una precisin de +0.1C al menospara seis puntos equidistantes en toda la gama. En lasestaciones sinpticas, los termmetros deben ser veri-ficados con un instrumento patrn de referencia cadauno o dos aos. Es especialmente conveniente reali-zar una verificacin frecuente de los termmetros demxima y mnima.

Cuando los termmetros se utilicen en forma depares psicromtricos, deben elegirse de modo que sereduzcan al mnimo las diferencias entre ambos term-metros. Las tolerancias permitidas para estas diferen-cias son 0.2C por arriba de 0C y 0.1C por debajode 0C.


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II. Presin atmosfrica

2.1 IntroduccinEn virtud de su peso, la atmsfera gaseosa de la Tierra ejer-ce una presin sobre la superficie terrestre. Esta presin

es igual al peso de una columna vertical de aire de seccintransversal unitaria, que acta por encima de la superfi-cie de la Tierra, extendindose hasta los lmites exterioresde la atmsfera. La existencia de la presin atmosfri-ca fue demostrada primero por Torricelli (1643). Hastala invencin del llamado barmetro aneroide (1848), elbarmetro de mercurio fue el nico instrumento prcticopara medicin de la presin atmosfrica.

La columna de mercurio del barmetro permaneceen equilibrio con la columna de aire. Los cambios de lapresin atmosfrica provocan cambios de longitud de la

columna de mercurio, siendo sta la razn tradicional parael uso de una escala baromtrica graduada en milmetros opulgadas de mercurio. Adems de la presin atmosfrica,la longitud de la columna de mercurio depende de otrosfactores tales como la temperatura y la fuerza de grave-dad. Esto conduce a la definicin de las llamadas condi-ciones estndar de medicin de presin. Se aceptan comoestndar, una temperatura de 0 C (densidad del mercurio13.5951 g cm-3) y una aceleracin provocada por la fuer-za de gravedad ga = 9.80665 m/s-2. Se debe recalcar quega no es el valor a 45 C de latitud y nivel del mar.

Fundamento de los instrumentos de medicin de lapresin.

Barmetro de mercurio.-La presin de la atmsferaes equilibrada por el peso de la columna de mercurio. El

peso de la columna puede determinarse en la balanza es-pecial o por una seccin transversal conocida de la colum-na, leyendo directamente en unidades de presin equiva-lentes en una escala que mide la longitud de la columna.

Barmetro aneroide.- La presin puede ser equili-brada en relacin con una membrana a resorte de unacpsula metlica evacuada. Una variacin de la presinatmosfrica implica una deformacin de la membrana,la cual convenientemente amplificada puede ser repre-sentada en una escala graduada, sea en milmetros oen hectopascales.

Hipsmetro.- La temperatura de ebullicin de unlquido depende de la presin atmosfrica. A una tem-peratura dada, la presin de vapor del lquido se equi-libra con la presin atmosfrica y el lquido comienza

a hervir. La relacin entre la temperatura de ebullicindel liquido y la presin atmosfrica hace posible la me-dicin de esta ltima.

Los tres principios anteriores de medicin son fun-damentales para el

Manual Meteorológico para el Observador de Supercifie

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