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Instrumentos Meteorológicos: Definición, tipos y usos

Publicado el 20 febrero, 2024

¿Qué son los instrumentos meteorológicos?

Una imagen satelital de América del Norte con agua azul, tierra marrón y verde y nubes blancas.

El tiempo se refiere a las diversas condiciones de la atmósfera. Las características del clima incluyen, entre otras:

  • Temperatura
  • Humedad
  • Velocidad y dirección del viento
  • Lluvia
  • Cantidad de sol
  • Cubierto de nubes

Cada tipo de clima debe medirse mediante un tipo diferente de instrumento meteorológico que calcule variables específicas. Los datos que recopilan los instrumentos meteorológicos pueden ayudar a los meteorólogos y científicos a predecir y analizar el tiempo.

Tipos de instrumentos meteorológicos

Hay muchos instrumentos meteorológicos diferentes que pueden recopilar información sobre el tiempo. Algunos instrumentos meteorológicos comunes incluyen:

Termómetros

Un termómetro meteorológico mide la temperatura del aire. Un tipo utiliza mercurio o aceite de carbón en un tubo de vidrio. Cuando la temperatura del aire aumenta, el mercurio o el aceite de carbón se expanden a un ritmo conocido y una pantalla en el tubo muestra la temperatura del aire en función de la expansión o contracción del líquido. Otro tipo de termómetro meteorológico es el termómetro digital. Un termómetro digital utiliza una resistencia que es sensible a la temperatura y cambia la cantidad de resistencia a la electricidad que pasa por el circuito. Ese nivel de resistencia se traduce en una temperatura en grados en el medidor.

Barómetros

Una estación meteorológica automatizada en primer plano y casas en hilera blancas y amarillas al fondo.

Un barómetro mide los cambios en la presión del aire. La presión atmosférica puede indicar si se acerca o no una tormenta. Antes del desarrollo de los instrumentos electrónicos, los tipos más comunes de barómetros eran los de mercurio y los aneroide (no líquido). En los barómetros de mercurio, el mercurio del tubo se expande dependiendo de la presión del aire; el medidor también se corrige según la temperatura y la gravedad local.

Los barómetros aneroides pueden ser más pequeños que los barómetros de mercurio. Dependen de un tubo de vacío con paredes flexibles, que suele estar hecho de una aleación de berilio/cobre sensible a la presión atmosférica. El tipo más nuevo es un barómetro electrónico que utiliza un sensor microelectromecánico (MEM). Algunos tipos usan un capacitor en el circuito eléctrico que detecta la presión, mientras que otros usan un sensor piezoresistivo. El nivel de resistencia a través del circuito se traduce en una lectura de presión atmosférica.

Pluviómetros

Un pluviómetro, o pluviómetro, mide la cantidad de lluvia durante un período de tiempo determinado. Las dos variedades de pluviómetros son analógicos y digitales. Los pluviómetros analógicos son simplemente un recipiente con líneas de medición. La cantidad de lluvia que cae durante una tormenta particular o un período de tiempo definido se recoge en el recipiente; sin embargo, se debe vaciar manualmente antes del siguiente período de tiempo.

Una fotografía de una persona en la nieve junto a una estación de observación meteorológica, con picos montañosos emergiendo de una capa de nubes bajas.

Un pluviómetro digital tiene dos recipientes recolectores en los extremos de un balancín. Cuando uno se llena, el peso del agua inclina el extremo del balancín para que se vacíe automáticamente, y el vacío se mueve hacia arriba para llenarse. Las cantidades de agua vertidas se registran digitalmente y se cuenta la precipitación total.

Veletas

Una veleta es un instrumento que mide la dirección del viento. A menudo, una veleta tiene forma de aleta o tubo, y cualquier movimiento de aire cambiará la dirección hacia la que apunta la aleta o el tubo. Los científicos pueden observar estos datos que pueden registrarse o transmitirse automáticamente a un centro de recopilación de datos.

Anemómetros

Un anemómetro es un dispositivo para medir la velocidad del viento. Un diseño de estas herramientas que miden el viento puede tener copas en los extremos de los brazos que están orientadas en la misma dirección. Cuando sopla el viento, las copas hacen girar los brazos en una dirección. Un imán en uno de ellos que pasa por un sensor crea un pulso eléctrico que se traduce en velocidad del viento. Otro diseño es un anemómetro sónico, que utiliza ondas sonoras para calcular la velocidad y dirección del viento sin piezas móviles.

Higrómetros

Una foto de un hombre parado en una carretera pavimentada flanqueada por campos de hierba sosteniendo la cuerda de un gran globo meteorológico blanco.

Un higrómetro mide la cantidad de agua en la atmósfera, también conocida como humedad. Se han desarrollado bastantes tipos de higrómetros que utilizan diferentes métodos para medir la humedad. Algunos de ellos son:

  • Los higrómetros mecánicos utilizan materiales orgánicos u otros materiales con propiedades conocidas de cómo cambian en relación con la humedad. Por ejemplo, un higrómetro de cabello utiliza cabello para medir la humedad. El cabello humano cambia de longitud en un 3% entre 0% y 100% de humedad y es un método preciso para medir la humedad. Estos se desarrollaron ya en 1783 y todavía se utilizan hoy en día, aunque ahora el hilo puede ser nailon o algún otro material.
  • Los higrómetros eléctricos utilizan una capa de un semiconductor, como el cloruro de litio, que cambia la resistencia eléctrica según el nivel de humedad del aire.
  • Los psicrómetros utilizan dos termómetros y uno de ellos se mantiene húmedo. La diferencia entre las temperaturas de los termómetros húmedos y secos indica la humedad y el punto de rocío.

Usos de las herramientas meteorológicas

Los científicos y meteorólogos utilizan herramientas meteorológicas para analizar patrones climáticos y crear pronósticos meteorológicos. Las radiosondas son un conglomerado de herramientas de medición del tiempo que se envían a la estratosfera superior mediante globos meteorológicos para recopilar datos meteorológicos. En Estados Unidos, esto sucede en 92 lugares al menos dos veces al día y con mayor frecuencia durante una tormenta.

Un mapa mundial con muchas líneas curvas azules y blancas que muestran todas las trayectorias de los ciclones entre 1950 y 2005.

Los sistemas automatizados de observación de superficie también combinan muchos de estos instrumentos meteorológicos para recopilar datos hasta 12 veces por hora y transmitirlos a un centro de procesamiento central nacional, como el Sistema de Supercomputadora Operacional Meteorológico y Climático de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica en los Estados Unidos. WCOSS utiliza datos actuales observados, datos y tendencias históricos y modelos meteorológicos para permitir a los meteorólogos de la NOAA realizar predicciones de pronóstico. Luego, los pronósticos meteorológicos se comparten con el público utilizando varias herramientas de comunicación como actualizaciones estacionales o por horas y diarias, así como alertas y alertas de clima severo.

Los patrones climáticos y el cambio climático pueden rastrearse y predecirse con precisión sólo cuando hay suficientes datos históricos y actuales medidos. Sin embargo, los sistemas para recopilar datos meteorológicos históricamente no cuentan con fondos suficientes en algunos países en desarrollo. Esto presenta desafíos para los meteorólogos y climatólogos a la hora de crear y comunicar predicciones estacionales para los agricultores y en el seguimiento de tormentas dañinas para advertir con precisión al público y salvar vidas y propiedades. Se necesitarán observaciones meteorológicas detalladas, modelos precisos y una comunicación exhaustiva con el público no sólo para adaptarse a los nuevos patrones climáticos locales sino también, con suerte, revertir o al menos reducir el ritmo del cambio climático en nuestro planeta a escala global.

Resumen de la lección

El clima tiene muchas características diferentes, incluida la lluvia o la luz solar, la velocidad y dirección del viento, la temperatura del aire y el nivel de humedad, y la presión atmosférica. Diferentes instrumentos miden estas diferentes propiedades del clima, como termómetros, barómetros, pluviómetros, veletas, anemómetros e higrómetros.

Muchos países tienen departamentos meteorológicos nacionales que recopilan datos y rastrean tendencias a largo plazo. Los meteorólogos y climatólogos utilizan datos meteorológicos históricos y actuales para crear modelos que predicen el tiempo a corto y largo plazo. La precisión de dichos modelos permite a los meteorólogos emitir advertencias meteorológicas precisas al público que pueden proteger la vida y la propiedad en caso de tormentas u otros fenómenos meteorológicos graves. El cambio climático se puede seguir con precisión sólo cuando se recopilan suficientes datos meteorológicos globales para que los climatólogos puedan hacer recomendaciones detalladas para desacelerar y, con suerte, revertir el cambio climático en nuestro hermoso planeta lleno de clima.

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