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jueves, 24 de noviembre de 2011

La estación meteorológica (III)

Los equipos del recinto meteorológico

Pluviómetro y pluviógrafo


Son los equipos destinados a medir la precipitación, es decir, la cantidad de agua que en forma de lluvia, nieve y granizo (también la niebla forma parte de la precipitación aunque sus registros sean la mayoría de las veces inapreciable) recibe la superficie de la tierra en el lugar de la observación.

Para conseguir la posible exactitud y facilidad en los estudios climatológicos es importante que exista uniformidad en la instalación de los aparatos, así como en los métodos de observación.

El pluviómetro que se utiliza en España como modelo oficial es el de Hellmann que está formado por un tubo cilíndrico terminado en su parte superior por una boca circular de 200 centímetros cuadrados de superficie (16 cm. de diámetro), perfectamente limitada por un anillo de bronce. El agua recogida en ésta boca cae, a través de un embudo, a una vasija interior, la cual queda aislada del cilindro exterior por una capa de aire que evita la evaporación del agua recogida.

Pluviómetro oficial Hellmann de la estación meteorológica de Ojáiz-Peñacastillo
El pluviómetro se cuelga por medio de aros y grapas en un poste, de modo que su boca quede horizontal con respecto al suelo y a 1.50 metros de éste. Dicho poste no debe rebasar la altura de la boca para que no salpique el agua de lluvia ni sirva de estorbo cuando haya viento. La instalación ha de hacerse en un lugar donde pueda recibir el agua de la precipitación, aunque caiga con alguna inclinación, a una distancia de edificios y árboles mayor que la altura de éstos obstáculos y sin que esté expuesto a ser batido por vientos fuertes. El suelo conviene que esté cubierto de césped.

Para medir la precipitación se vierte el agua del depósito interior en una probeta graduada, cuidando de que no se derrame nada; se coge ésta con dos dedos por cerca de la boca, de modo que quede vertical y se ve a la altura a la que ha llegado el agua.

Vertido del agua recogida en la vasija interior del pluviómetro hacia la probeta
Debido a la capilaridad del agua, que tiende a ascender por los bordes de la probeta, hay que prestar especial atención a la hora de efectuar la medida. Por ello se tomará la cantidad de agua que esté perfectamente horizontal dentro de la probeta y no la que parece figurar en los bordes.

Media de la precipitación por medio de la probeta. Vemos como el agua parece elevarse por las paredes de la probeta, pero la medida real es la parte horizontal del líquido. En este ejemplo la precipitación ha sido de 6,2 mm.

Hay que observar que estos mismos números indican los milímetros de altura que alcanzaría el agua de la lluvia sobre un terreno completamente horizontal, impermeable y no sujeto a ningún tipo de procesos de evaporación, puesto que un milímetro es la altura que corresponde a un litro de agua por metro cuadrado.

En el caso de que haya nieve en el colector se echa, por la boca del pluviómetro, una cantidad de agua caliente (perfectamente medida con la probeta), necesaria para derretir la nieve; se mide después toda la cantidad de agua del receptor y se descuenta la cantidad de agua caliente medida con anterioridad.

El pluviógrafo no es más que un pluviómetro registrador que permiten obtener un registro continuo de la precipitación y que se utiliza para los siguientes fines:
- Determina las horas de comienzo y fin de la precipitación.
- Determina la intensidad de la lluvia en todo momento.

El pluviógrafo puede ser de diferentes tipos atendiendo al dispositivo o mecanismo que registra la cantidad de agua caída. Entre ellos los hay de flotador, de balancín o de peso. En España  se utiliza el tipo flotador para los pluviógrafos manuales y el de balancín para los automáticos.

En el caso del pluviógrafo de tipo flotador, la lluvia cae dentro de un depósito que contiene un bombín hueco y muy poco pesado; el movimiento vertical del flotador, a medida que sube el nivel del agua dentro del depósito, se transmite mediante un mecanismo apropiado, a una plumilla que se desplaza sobre una banda de papel especial.
Funcionamiento del pluviógrafo de flotador: El agua de la precipitación entra por la boca del aparato (de medidas iguales a las del pluviómetro) y cae (1) a través de un conducto al interior del depósito (2). Al subir el nivel del agua dentro de éste acciona el flotador interior que hace que suba la plumilla (3) a través de unas guías. La plumilla va dibujando en la banda del papel la altura que alcanza la precipitación (4). Cuando el depósito se llena (que debe coincidir con una cantidad de 10 mm), el sistema se sifona (5) y el agua se vierte a un recipiente totalizador; entonces la plumilla desciende hasta la parte inferior de la banda (señalada con 0 mm). Si continúa lloviendo el proceso se repite de nuevo. 

Para contabilizar la precipitación registrada en el pluviómetro se deben tener en cuenta sólo las curvas ascendentes (que tendrán más o menos pendiente en función de la intensidad). El proceso de vaciado del depósito viene señalado por una marca recta descendente. Las bandas del aparato vienen graduadas en décimas de milímetro (hasta 10), en la escala de precipitación y en horas (escala de tiempo); dentro de cada hora la división es de diez en diez minutos.

La medida oficial de la precipitación siempre será la del pluviómetro. Para que la cantidad recogida en éste como la registrada por el pluviógrafo sean coincidentes es necesario recurrir a un coeficiente de precipitación. La intensidad máxima de la lluvia se calcula buscando en la banda la cantidad mayor de agua recogida en 10 minutos. Por medio de una regla de tres se obtiene la intensidad de la precipitación expresada en milímetros/hora.

Banda del pluviógrafo en el que se muestra la cantidad de precipitación recogida. La mayor cantidad de precipitación en 10 minutos ocurrió entre las 21.45 y 21.50Z (76 décimas de mm). Esta cantidad, multiplicada por 6 y dividida entre 10 nos da una intensidad máxima de 45,6 mm/hora. Es decir, si hubiese seguido lloviendo con lasmisma fuerza, cada hora se habrían recogido 45,6 mm.

Anotación de los registros de la banda del pluviógrafo.
Esta es una operación que hay que realizar con sumo cuidado y si bien es cierto que ya los programas informáticos ayudan a la corrección de las bandas, el observador de turno debe conocer cómo analizarlas manualmente en previsión de que fallen los ordenadores.
Algunas de las normas que deben aplicarse en el análisis para posteriormente pasar los datos a los cuadernos de registro son:
- Las cantidades máximas en intervalos de 10, 20, 30 y 60 minutos, de 2, 6 y 12 horas y el total diario deben formar una sucesión monótona creciente para cada día; es decir, cada término deberá ser mayor o igual que el anterior.

- La cantidad máxima en un intervalo de duración "T"  (20 min., 60 min., 2 horas, 12 horas y total diario) no pueden superar al doble de la cantidad máxima que figura en el intervalo de duración mitad de "T" (10 min., 30 min., 6 horas y 12 horas, respectivamente), para cada día.
- Las cantidades máximas en intervalos de 60 min, 2, 6 y 12 horas, no pueden ser menores que la máxima suma de las que figuran en las casillas horarias de su izquierda agrupadas consecutivas con igual duración total; ni tampoco pueden superar a la máxima de éstas casillas horarias consecutivas con duración de una hora más (2, 3 7 y 13 horas, respectivamente).

- La duración de la precipitación (en horas y minutos) no puede superar al número de horas que figuran con precipitación en las casillas horarias de su izquierda.

- La cantidad máxima en 30 minutos no puede superar al triple de la máxima en 10 minutos.

- La cantidad máxima en 60 minutos no puede superar al triple de la máxima en 20 minutos, ni al séxtuplo de la máxima en 10 minutos.

- La cantidad máxima en 6 horas no puede superar al triple de la máxima en 2 horas, ni al séxtuplo de la máxima en 60 minutos.

- La cantidad máxima en 30 minutos no puede superar a la suma de las máximas en 10 y 20 minutos.

- La duración diaria (horas y minutos) no puede superar a la duración del intervalo en que la cantidad máxima sea igual al total diario.

Teniendo en cuenta estas reglas las anotaciones derivadas del análisis de las bandas se pasan a la hoja de repartición horaria de la precipitación e intensidades máximas































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