Las estaciones meteorológicas se utilizan para mediciones meteorológicas estatales y pronósticos meteorológicos, así como para fines privados. Se hace una distinción general entre estaciones meteorológicas analógicas y digitales.
Las estaciones meteorológicas analógicas se encuentran en su mayoría en las llamadas cabañas meteorológicas. Se trata de pequeñas cajas de madera o plásticos resistentes a la intemperie que protegen los instrumentos meteorológicos de la precipitación.y proteger la suciedad. Los datos meteorológicos se registran cada hora, por ejemplo, en determinados intervalos de tiempo. Con las estaciones meteorológicas digitales, los datos se registran y transmiten por cable o radio y los resultados aparecen en una estación base en una pantalla.
Están equipadas con dispositivos de medición tales como termómetros, higrómetros, barómetros, pluviómetros y anemómetros.
¿Cómo funcionan las estaciones meteorológicas?
Una estación meteorológica consta de varios instrumentos de medición meteorológica. Esto registra los llamados elementos meteorológicos:
Temperatura con termómetro
La dependencia de las resistencias eléctricas en los cables de la temperatura ambiente se utiliza en la tecnología de medición moderna para mediciones de temperatura precisas. Al mismo tiempo, se debe tener en cuenta la elección del material del alambre (un metal puro, a menudo platino) y el diámetro del elemento de medición. Idealmente, la resistencia y la temperatura medidas son lineales entre sí. Un termómetro para esta medición es el sensor de resistencia de cable frío . Un termómetro clínico es un ejemplo de esta categoría.
Otra medida de temperatura a través de la tensión eléctrica es posible con un termopar . Para ello, se conectan entre sí dos hilos metálicos diferentes en el punto de medición deseado y se les suministra tensión eléctrica. En un punto de referencia, la temperatura del punto de medición se puede calcular a partir de la diferencia de voltaje entre los dos metales y la temperatura de referencia conocida.
Humedad con higrómetro
El principio de medición de un higrómetro para determinar la humedad relativa se basa en la capacitancia eléctrica de los dispositivos modernos . El sensor de medición (el llamado sustrato: principalmente cerámica, vidrio o plástico) está dispuesto como una capa de polímero entre dos electrodos. Dependiendo de la humedad, este sustrato absorbe o libera vapor de agua del aire. Con el cambio de humedad, el sensor mide un cambio en la capacitancia eléctrica y lo convierte.
El dispositivo de medición más famoso es el higrómetro de cabello. Se utiliza un cabello mayoritariamente humano, que se expande según la humedad. Además del pelo de animales, a menudo se utilizan fibras sintéticas con un coeficiente de expansión conocido. Para visualizar el contenido de humedad actual del aire, el cabello se acopla con un indicador de palanca y una escala.
Presión de aire con barómetro
Un dispositivo de medición conocido para la presión del aire es el barómetro de lata . Una lata con presión negativa, que consiste principalmente en aleaciones especiales para reducir la sensibilidad a la temperatura, se comprime en diferentes grados por la presión del aire. Cuando la presión cae, la lata se expande y cuando la presión aumenta, se comprime. A continuación, el cambio se transfiere a un puntero mediante un acoplamiento y se visualiza en una escala.
Se utiliza una medición de capacidad eléctrica para mediciones oficiales de presión de aire.Residencia en. Un sensor de medición registra el cambio de tamaño de una membrana de flexión dependiendo del cambio en la presión del aire. A medida que la membrana se dobla a alta presión, se comprime un vacío en cuyos extremos hay electrodos. Por tanto, la distancia entre los electrodos también se reduce y da como resultado un cambio físicamente medible en la capacitancia. La presión del aire se puede calcular a partir de este valor.
Lluvia con balancín de lluvia
Muchas estaciones meteorológicas utilizan el balancín de lluvia o la cubeta basculante de precipitación para determinar la cantidad o altura de precipitación. Un cuenco se llena de precipitado. Cuando se alcanza un cierto peso, se vuelca, se vacía y una segunda cámara recoge la precipitación de nuevo hasta el peso del gatillo. El número de movimientos de inclinación, incluido el contenido conocido de los cuencos, permite sumar la precipitación. Los últimos dispositivos miden directamente la masa de agua contenida en un recipiente grande y calculan la precipitación total.
El pluviómetro Hellmann se utiliza a menudousado. Aquí la lluvia cae a través de una abertura estandarizada de 200 cm² hacia una carcasa metálica con un recipiente colector. Para medir la precipitación total, el agua contenida se coloca simplemente en una probeta.
Viento con anemómetro
Un anemómetro de taza con una veleta separada usa tres tazas semicirculares, cada una con la misma distancia, para medir la velocidad del viento. Además, la veleta está diseñada para mostrar la dirección del viento. La bandera en sí siempre apunta en la dirección de donde viene el viento. Una desventaja de la estrella de copa es su inercia, por lo que sigue girando después de un impulso de viento cuando ya no hay viento.
Un anemómetro de hélice con una veleta integrada mide tanto la velocidad como la dirección del viento en un componente. Como en la versión separada, la veleta siempre apunta en la dirección de donde viene el viento. Por lo tanto, la hélice siempre está directamente contra el viento y puede absorber la velocidad máxima del flujo de aire. La velocidad del viento está en relación con las revoluciones de la hélice y, por tanto, se puede calcular. Al igual que con la estrella de copa, la inercia del dispositivo también es una incertidumbre de medición con la hélice.
¿Cuánto cuesta una estación meteorológica?
Las marcas más populares de estaciones meteorológicas para el hogar incluyen AcuRite, Ambient Weather, Davis Instruments y La Crosse Technology. Generalmente, el precio aumenta con funcionalidad adicional y mayor precisión.
Los modelos básicos cuestan tan solo $ 40 , pero tienen una funcionalidad limitada y, por lo general, solo miden la temperatura interior / exterior, la humedad y la presión barométrica. Nos referimos a estos modelos como un termómetro para interiores y exteriores .
Las estaciones de grado medio oscilan entre $ 100 y $ 300 , junto con la temperatura, la humedad y la presión barométrica, también incluirán mediciones de lluvia y viento y la capacidad de conectarse a Internet. Algunos modelos en este rango de precios también tienen sensores especializados, como radiación UV y solar, o un detector de rayos. Una estación de grado medio que recomendamos es Ambient Weather WS-2902C .
Las estaciones meteorológicas domésticas de nivel profesional comienzan en aproximadamente $ 500 y pueden costar miles cuando se actualizan con sensores adicionales. Son mucho más precisos y duraderos que sus contrapartes. El anemómetro en las estaciones profesionales está separado de la carcasa del sensor principal para una ubicación óptima del sensor, lo que aumenta la precisión de las lecturas. Las estaciones de grado profesional incluyen modelos especializados y sensores precisos diseñados para fines de investigación y agricultura, como Davis Instruments Vantage Pro2 .
¿Por qué necesita una estación meteorológica?
Una estación meteorológica puede ayudarlo a prepararse para el clima que se avecina y ofrecer informes localizados y, a veces, más precisos que una aplicación meteorológica que puede estar recibiendo datos de una estación que se encuentra a millas de su ubicación. A continuación, enumeramos algunas de las posibles razones por las que una estación meteorológica puede ser útil.
- Úselo para obtener más información sobre el tiempo y el clima del lugar donde vive.
- Vives en un área remota sin una estación meteorológica oficial cercana.
- Eres jardinero o agricultor y necesitas saber cuándo plantar y cosechar.
- Puede activar dispositivos domésticos inteligentes con los datos.
- Si su negocio depende del clima, puede optimizar su negocio para operar de manera más eficiente de acuerdo con las condiciones climáticas observadas.
Tipos de sensores en una estación meteorológica
Por lo general, encontrará los siguientes instrumentos en una estación meteorológica.
Termómetro
Un termómetro mide la temperatura del aire alrededor de la estación. La mayoría de las estaciones meteorológicas tienen dos termómetros, uno dentro de la consola de visualización para registrar la temperatura interior y otro en la carcasa del sensor para la temperatura exterior, como se muestra en la imagen de arriba.
Higrómetro
Un higrómetro mide la cantidad de humedad en el aire, conocida como humedad. Nuevamente, la mayoría de las estaciones meteorológicas también tendrán dos de estos, uno en la consola de visualización y el otro en la carcasa del sensor.
Anemómetro
Un anemómetro mide la velocidad del viento. Hay dos métodos más utilizados. Uno mide el viento a través de las rotaciones de un aparato en forma de copa en la carcasa del sensor, otro que usa tecnología sónica para medir el viento que pasa a través de una abertura en el propio instrumento.
Veleta de viento
Una veleta mide la dirección de los vientos. La veleta apunta en la dirección desde la que sopla el viento. Los anemómetros sónicos también pueden detectar la dirección del viento utilizando los mismos conceptos que utiliza para medir la velocidad del viento.
Barómetro
El barómetro mide la presión atmosférica y es una herramienta de pronóstico crucial. Por lo general, se encuentra dentro de la consola o en un dispositivo de grabación dentro de la casa. Los cambios de presión hacia abajo generalmente indican un clima más tormentoso, mientras que el aumento de la presión precede a la mejora de las condiciones climáticas.
Pluviómetro
El pluviómetro mide cuánta lluvia ha caído. El método más común es un medidor de cubeta basculante. Este medidor usa un embudo que recolecta la lluvia, que se vacía en pequeños cubos que se inclinan hacia adelante y hacia atrás una vez que se obtiene un peso específico de agua, generalmente equivalente a 0.01 pulgadas. Las estaciones meteorológicas ultramodernas ahora emplean otras tecnologías, incluidas las hápticas, para detectar la precipitación con mayor precisión.
Sensor de radiación UV y solar
Los sensores de radiación ultravioleta y solar miden la radiación ultravioleta y la radiación solar y son útiles para actividades y aplicaciones al aire libre como hogares inteligentes.
Detector de rayos
Un detector de rayos puede detectar rayos dentro de unas 25 millas de su ubicación. Algunos también son capaces de calcular la dirección del movimiento de la tormenta, aunque eso es menos común.
Sensor de humedad de la hoja
El sensor de humedad de las hojas se aproxima a la cantidad de humedad de la superficie del follaje, lo que ayuda en la jardinería y la agricultura.
Sensor de humedad del suelo
Un sensor de humedad del suelo detecta la cantidad de humedad disponible en el suelo. Algunos también pueden registrar la temperatura del suelo. Estos sensores son necesarios para las decisiones de riego para una agricultura y jardinería exitosas.
Sensores de calidad del aire
Con muchos consumidores cada vez más preocupados por la contaminación, algunos fabricantes de estaciones meteorológicas ahora incluyen la opción de agregar sensores de calidad del aire a modelos de gama alta para medir el material particulado.
Usos de las estaciones meteorológicas
Las estaciones meteorológicas se utilizan por diversas razones, no solo con fines meteorológicos o de aviación. A continuación, se muestran algunos ejemplos de posibles aplicaciones.
Estación meteorológica Davis Pro2 con sensor de humedad del suelo para jardinería
Agricultura y jardinería
Los datos de la estación meteorológica pueden ser útiles para la jardinería y la agricultura. Al conocer la temperatura, podrá proteger las plantas de las condiciones adversas y, al comprender la humedad del suelo, la humedad y la lluvia, podrá optimizar el riego para obtener mayores rendimientos.
Industria
Muchas industrias pueden beneficiarse de los datos meteorológicos. Las plantas de tratamiento de agua utilizan datos de lluvia para planificar mejor los caudales altos esperados. Al mismo tiempo, las industrias de la construcción pueden encontrar útiles los datos de temperatura y humedad en aplicaciones donde ciertas condiciones son necesarias, como obras viales y colocación de hormigón.
Educación
Las estaciones meteorológicas son excelentes herramientas educativas. Los educadores de ciencias pueden encontrar una estación meteorológica útil para mostrar ejemplos del mundo real de temas que se enseñan en clase.
Aeropuertos
El negocio de la industria de las aerolíneas se ve afectado continuamente por el clima. Los vientos juegan un papel importante en despegues y aterrizajes seguros, y las malas condiciones meteorológicas impiden el despegue de los aviones. Es por eso que una gran parte de las estaciones de ASOS están ubicadas en aeropuertos.
Investigación
Los investigadores pueden desplegar rápidamente pequeñas estaciones meteorológicas para realizar investigaciones. Algunos cazadores de tormentas instalan estaciones meteorológicas en sus coches para tomar medidas durante las tormentas.
Entusiastas del tiempo
Si encuentra el clima fascinante, debe tener una estación meteorológica usted mismo. Podrá compartir y comparar datos con otras estaciones cercanas, y podrá aprender más sobre el clima en su hogar.
Hogares inteligentes
Algunas estaciones meteorológicas conectadas a Internet pueden conectarse a servicios de terceros y sus datos se pueden utilizar para activar dispositivos domésticos inteligentes. Por ejemplo, su sistema de rociadores de agua inteligente podría apagarse solo cuando comience a llover, o sus luces podrían activarse para encenderse cuando la luz del sol descienda a un cierto nivel.
Vida diaria
No es necesario tener un uso específico para una estación meteorológica en absoluto. Creemos que casi cualquier persona puede encontrar beneficiosa la propiedad, ya sea para ayudarlo a vestirse de manera más adecuada para las condiciones, para planificar mejor las actividades al aire libre o para comprender mejor los sistemas climáticos.
Consejos para la instalación y el mantenimiento de la estación meteorológica
Las estaciones meteorológicas son fáciles de instalar y mantener. Si bien ya hemos publicado guías completas sobre dónde instalar una estación meteorológica y su mantenimiento , los consejos más importantes se enumeran a continuación.
Instalación de la estación meteorológica
Siga estos consejos para obtener los mejores resultados de su estación meteorológica.
- Coloque el termómetro y los sensores de humedad al nivel de los ojos, aproximadamente a seis pies del suelo.
- Su anemómetro y veleta deben estar en un área sin obstrucciones y lo más alto posible. Las lecturas oficiales se toman a 33 pies.
- Coloque su pluviómetro al menos a 4-6 pies del suelo.
- La mayoría de las estaciones meteorológicas personales modernas combinarán la temperatura, la humedad y el pluviómetro en una sola unidad. Si tiene un conjunto de sensores todo en uno, tendrá que comprometerse con la altura ideal de cada componente. Diez pies o más es perfecto.
- Asegúrese de que también esté en un área abierta. Una buena regla general es colocar los sensores en una ubicación de al menos tres o cuatro veces la altura de las obstrucciones cercanas.
Mantenimiento de la estación meteorológica
Estos consejos lo ayudarán a mantener la precisión de su estación y extender su vida útil.
- Controle sus sensores en busca de señales de lecturas inexactas. Usar una estación oficial cercana puede ayudarlo a hacer esto. Vuelva a calibrar sus sensores con regularidad, si es necesario.
- Inspeccione regularmente el sitio donde instala su estación para detectar problemas, incluidas piezas sueltas, signos de daño o desgaste, o problemas con su hardware de montaje.
- La mayoría de los conjuntos de sensores de gama alta se pueden desmontar para limpiarlos. Recomendamos una inspección y limpieza estacionales. Consulte su manual de usuario para obtener instrucciones específicas para su estación.
- Cambie las pilas al menos una vez al año y preferiblemente antes de los meses de invierno.
Estaciones meteorológicas oficiales
Hay otros nombres para estos sistemas en otros países. La mayoría de las naciones desarrolladas utilizan una plataforma similar para estandarizar las observaciones meteorológicas, y el mismo formato para informarlas, llamado METAR (METeorological Aerodrome Reports).
Existen diferentes modelos de estaciones meteorológicas oficiales, pero el más complejo reportará todas las siguientes observaciones además de las observaciones básicas:
- Condición del cielo, altura de la nube y cantidad hasta 12,000 pies
- Visibilidad
- Condiciones meteorológicas actuales, incluido el tipo de precipitación y obstrucciones como niebla, neblina y humo
- Observaciones importantes seleccionadas, incluida la altura variable de las nubes, la visibilidad variable, las horas de inicio / finalización de la precipitación, los cambios rápidos de presión, la tendencia al cambio de presión, el cambio de viento, el viento máximo
Los meteorólogos utilizan los datos recopilados por las estaciones meteorológicas oficiales para ayudar a crear pronósticos y se comparten a través de Internet y otras fuentes. Los datos son especialmente útiles para los modelos meteorológicos computarizados para ayudar a los meteorólogos a predecir mejor el clima.
Estaciones meteorológicas personales
Las estaciones meteorológicas personales no son tan complejas y no tienen el grado de precisión que tienen las estaciones meteorológicas oficiales. Sin embargo, los modelos más caros son lo suficientemente capaces como para usarse en aplicaciones de investigación. La mayoría informará sobre temperatura, humedad, presión barométrica, velocidad y dirección del viento y lluvia.
Algunas estaciones ofrecen sensores adicionales que son útiles para aplicaciones específicas. Los sensores de rayos y rayos ultravioleta / luz pueden ser útiles para quienes participan en actividades al aire libre con frecuencia, y los sensores de humedad del suelo y la humedad de las hojas son útiles para jardineros y agricultores.
Las estaciones personales a menudo están conectadas a Internet para compartir datos y monitorear las condiciones de forma remota a través de plataformas como Weather Underground y Ambient Weather Network . Sus medidas también pueden activar dispositivos domésticos inteligentes.
Los meteorólogos incluso utilizarán los datos de estaciones personales. Las estaciones privadas pueden llenar los vacíos donde las estaciones meteorológicas oficiales no lo están. El Programa Cooperativo de Observadores Meteorológicos (CWOP) es una red de estaciones meteorológicas de voluntarios que comparten las observaciones meteorológicas de sus estaciones con el NWS.
Conclusiones
Esperamos que este resumen haya ayudado a responder cualquier pregunta que pueda haber tenido sobre las estaciones meteorológicas. Mientras esté aquí, le recomendamos que consulte nuestra guía de compra de estaciones meteorológicas para ayudarlo a encontrar la mejor estación meteorológica para su hogar . Hemos revisado varios modelos en detalle, por lo que si está en el mercado, le recomendamos que lea nuestras reseñas antes de realizar una compra.