Los instrumentos meteorológicos son dispositivos utilizados por científicos atmosféricos para tomar muestras del estado de la atmósfera, o lo que está ocurriendo en un momento dado.

A diferencia de los químicos, biólogos y físicos, los meteorólogos no usan estos instrumentos en un laboratorio. Se utilizan en el campo, colocados al aire libre como un conjunto de sensores que, juntos, proporcionan una imagen completa de las condiciones climáticas.

A continuación, se presenta una lista para principiantes de los instrumentos meteorológicos básicos que se encuentran en las estaciones meteorológicas y lo que mide cada uno.

Anemómetro

Los anemómetros son dispositivos utilizados para medir los vientos. Si bien el concepto básico fue desarrollado por el artista italiano Leon Battista Alberti alrededor de 1450, el anemómetro de copa no se perfeccionó hasta la década de 1900. Hoy en día, los dos tipos de anemómetros más utilizados son:

El anemómetro de tres copas determina la velocidad del viento según lo rápido que gira la rueda de copas y la dirección del viento a partir de los cambios cíclicos en la velocidad de la rueda de copas.

Los anemómetros de veleta tienen hélices en un extremo para medir la velocidad del viento y colas en el otro para determinar la dirección del viento.

Barómetro

El barómetro es un instrumento meteorológico utilizado para medir la presión del aire. De los dos tipos principales de barómetros, el de mercurio y el aneroide, los aneroides son los más ampliamente utilizados.

Los barómetros digitales, que utilizan transpondedores eléctricos, se utilizan en la mayoría de las estaciones meteorológicas oficiales. El físico italiano Evangelista Torricelli es acreditado con la invención del barómetro en 1643.

Termómetro

Los termómetros, uno de los instrumentos meteorológicos más reconocidos, son herramientas utilizadas para medir la temperatura ambiente del aire.

La unidad SI (internacional) de temperatura es grados Celsius, pero en Estados Unidos y otros sitios, las las temperaturas se miden en grados Fahrenheit.

Diferencias entre Grados Celsius y Grados Fahrenheit

Los grados Celsius (°C) y grados Fahrenheit (°F) son dos unidades de medida utilizadas para medir temperaturas. La principal diferencia entre ambas escalas radica en los puntos de referencia y el tamaño de sus intervalos.

Puntos de referencia:

• Celsius: La escala Celsius utiliza el punto de congelación del agua como su punto de partida, estableciéndolo en 0°C, y el punto de ebullición del agua se establece en 100°C, bajo una atmósfera estándar de presión.

• Fahrenheit: La escala Fahrenheit toma como punto de partida el punto de congelación de una mezcla de agua y sal (aproximadamente) y lo marca como 32°F. El punto de ebullición del agua se establece en 212°F bajo la misma presión atmosférica.

Intervalos:

• Celsius: La diferencia entre un grado Celsius y otro es la misma que la diferencia entre un grado Celsius y su grado inmediatamente adyacente, ya que la escala Celsius se basa en la escala centígrada.

• Fahrenheit: La diferencia entre un grado Fahrenheit y otro es más grande que la diferencia entre un grado Celsius y otro, lo que significa que los cambios de temperatura en grados Fahrenheit son más pronunciados.

Escala:

• Celsius: La escala Celsius es utilizada en la mayoría de los países y se considera más común en el sistema métrico.

• Fahrenheit: La escala Fahrenheit es utilizada principalmente en los Estados Unidos y algunos otros países que aún no han adoptado el sistema métrico.

Para convertir entre estas dos escalas, se pueden utilizar las siguientes fórmulas:

• Celsius a Fahrenheit: °F = (°C × 9/5) + 32

• Fahrenheit a Celsius: °C = (°F - 32) × 5/9

La diferencia principal entre los grados Celsius y Fahrenheit radica en los puntos de referencia y el tamaño de los intervalos. Ambas escalas se utilizan para medir temperaturas, pero la escala Celsius es más ampliamente aceptada y utilizada a nivel global en comparación con la escala Fahrenheit, que es predominante en Estados Unidos.

Higrómetro

Inventado por primera vez en 1755 por el "hombre del Renacimiento" suizo Johann Heinrich Lambert, el higrómetro es una herramienta que mide la humedad o contenido de humedad en el aire.

Los higrómetros se dividen en distintos tipos:

• Los higrómetros de tensión del cabello relacionan el cambio en la longitud de un cabello humano o animal (que tiene afinidad para absorber agua) con un cambio en la humedad.

• Los psicrómetros de suspensión utilizan un conjunto de dos termómetros (uno seco y otro humedecido con agua) que se giran en el aire.

• Por supuesto, como es cierto para la mayoría de los instrumentos meteorológicos modernos que se utilizan hoy en día, se prefiere el higrómetro digital. Sus sensores electrónicos cambian en proporción al nivel de humedad en el aire.

Pluviómetro

Si tienes un pluviómetro en tu escuela, instituto, universidad, hogar u oficina, sabes lo que mide: precipitación líquida. Si bien existen varios modelos de pluviómetros, los más utilizados incluyen los pluviómetros estándar y los pluviómetros basculantes (llamados así porque se colocan en un contenedor similar a un balancín que se inclina y se vacía cada vez que cae una cierta cantidad de precipitación).

Aunque los primeros registros conocidos de lluvia se remontan a la Antigua Grecia y al año 500 a.C., el primer pluviómetro estandarizado no se desarrolló y utilizó hasta 1441 por la Dinastía Joseon de Corea. De cualquier manera, el pluviómetro sigue siendo uno de los instrumentos meteorológicos más antiguos que existen.

Globo Meteorológico

U.S. Navy photo by Mass Communication Specialist 2nd Class Adrian White, Public domain, via Wikimedia Commons

Un globo meteorológico o sondeo es una especie de estación meteorológica móvil que lleva instrumentos a la atmósfera superior para registrar observaciones de variables climáticas (como presión atmosférica, temperatura, humedad y vientos) y luego envía estos datos durante su vuelo suborbital.

Está compuesto por un globo de látex de 1,8 metros de ancho lleno de helio o hidrógeno, un paquete de carga (radiosonda) que contiene los instrumentos y un paracaídas que lleva la radiosonda de vuelta al suelo para que pueda ser encontrada, arreglada y reutilizada.

Los globos meteorológicos se lanzan en más de 500 ubicaciones en todo el mundo dos veces al día, generalmente a las 00 Z y 12 Z (*).

Qué es 00 Z y 12 Z (*)

"00 Z" y "12 Z" se refieren a las designaciones de tiempo en formato UTC (Tiempo Universal Coordinado) que se utilizan en meteorología y aviación para indicar el horario de los pronósticos y observaciones.

• "00 Z" significa "cero horas Zulu" o "medianoche Zulu". El término "Zulu" se deriva del alfabeto fonético de la OTAN, donde la letra "Z" se utiliza para representar la zona horaria UTC (la "Z" proviene de "Zulu time"). Por lo tanto, "00 Z" se refiere a la medianoche en la zona horaria UTC.

• "12 Z" significa "doce horas Zulu" o "mediodía Zulu". De manera similar a lo anterior, "12 Z" se refiere a las 12.00 horas en la zona horaria UTC.

En el contexto de la meteorología y la aviación, los pronósticos y las observaciones se realizan en intervalos específicos de tiempo, y estos intervalos se expresan en horas Zulu para asegurar la coordinación internacional y evitar confusiones debido a las diferentes zonas horarias en todo el mundo. Así, "00 Z" y "12 Z" son momentos clave para realizar actualizaciones y pronósticos globales.

Satélites Meteorológicos

ESA–J. Huart, CC BY-SA IGO 3.0, CC BY-SA 3.0 IGO, via Wikimedia Commons

Los satélites meteorológicos se utilizan para ver y recopilar datos sobre el clima y el clima de la Tierra. Los satélites meteorológicos ven nubes, incendios forestales, cobertura de nieve y temperaturas oceánicas.

Al igual que las vistas desde la parte superior de los edificios o montañas ofrecen una vista más amplia de los alrededores, la posición de un satélite meteorológico a varios cientos o miles de kilómetros sobre la superficie de la Tierra permite observar el clima en áreas extensas.

Esta vista extendida también ayuda a los meteorólogos a detectar sistemas y patrones meteorológicos horas o días antes de que sean detectados por los instrumentos de observación en la superficie, como el radar meteorológico.

Radar Meteorológico

IM3847, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

El radar meteorológico es un instrumento esencial utilizado para localizar precipitaciones, calcular su movimiento y estimar su tipo (lluvia, nieve o granizo) e intensidad (ligera o fuerte).

Utilizado por primera vez durante la Segunda Guerra Mundial como mecanismo de defensa, el radar fue identificado como una herramienta científica potencial cuando el personal militar notó "ruido" de precipitación en sus pantallas de radar.

Hoy en día, el radar es una herramienta esencial para pronosticar la precipitación asociada con tormentas eléctricas, huracanes y tormentas invernales.

En 2013, el Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos comenzó a actualizar sus radares Doppler con tecnología de polarización dual.

Estos radares "dual-pol" envían y reciben pulsos horizontales y verticales (los radares convencionales solo envían pulsos horizontales), lo que brinda a los expertos en pronóstico del tiempo una imagen mucho más clara y bidimensional de lo que sucede allí afuera, ya sea lluvia, granizo, humo u objetos voladores.

Nuestros Ojos

¡Hay un instrumento de observación del clima muy importante que aún no hemos mencionado: ¡los sentidos humanos!

Los instrumentos meteorológicos son necesarios, pero nunca pueden reemplazar la experiencia y la interpretación humanas. No importa cuál sea tu aplicación meteorológica, los registros de estaciones meteorológicas interiores y exteriores o el acceso a equipos de alta gama, nunca olvides verificarlo con lo que observas y experimentas en la "vida real" fuera de tu ventana y puerta.

Mediciones In-Situ vs. Detección Remota

Cada uno de los instrumentos meteorológicos mencionados anteriormente utiliza el método de medición in-situ o de detección remota. Traducido como "en el lugar", las mediciones in-situ son aquellas tomadas en el punto de interés (como un aeropuerto cerca de tu casa o tu jardín trasero).

En contraste, los sensores remotos recopilan datos sobre la atmósfera desde cierta distancia.

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