ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS
AUTOMÁTICAS
ESPINAL – TOLIMA
4 JULIO 2013
Presentado por: Diego F. Alzate
TIPOS DE ESTACIONES
SINÓPTICA PRINCIPAL:
• Convenidas internacionalmente.
• Los datos se toman horariamente: nubosidad, di...
Qué es una estación agrometeorológica
automática?
Estructura o dispositivo dotado con
sensores que:
• Responde a estímulos...
RED EQUILIBRADA
• AQUELLA QUE ESTÁ EN CAPACIDAD DE
DETECTAR CON PRECISIÓN Y
CONSISTENCIA LOS FENÓMENOS Y
VARIABLES METEORO...
Klimastationen
Messnetze des DWD
Niederschlagsstationen
Messnetze des DWD
DISTANCIA ENTRE ESTACIONES Y RADIO DE ACCIÓN
SEGÚN OMM PARA TERRENOS PLANOS (Sin influencia por relieve):
En general se co...
Aspectos a tener en cuenta
Organización Meteorológica Mundial (OMM):
• La temperatura del aire ambiental y la humedad rela...
Sensores de T, HR y Pluviómetro
Fuente: http://wiki.wunderground.com/index.php/PWS_-_Siting
Aspectos a tener en cuenta
 Se debe revisar con alguna frecuencia el pluviómetro para ver que no tenga agujeros
en ningun...
Estación Davis Pro2 Plus
Ventajas:
• Es una estación sencilla de instalar,
operar.
• Cuenta sensores UV y de radiación.
• ...
ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE
BAJO COSTO: DESCRIPCIÓN,
APLICACIONES Y POTENCIALIDADES
ESPINAL – TOLIMA
JULIO 4 2013
Estación PCE FWS 20/Watson WH1081/Ambient
Weather 2080
Es un equipo multifuncional que permite detectar de forma precisa l...
Características
• Posibilidad de activar diferentes funciones de alarma en la estación
meteorológica para generar alertas ...
Ventajas:
Es una estación de bajo costo, sencilla de instalar, operar y el mantenimiento es también
de muy bajo costo.
Ofr...
CONTENIDO
Foto 1. Instrumentos de la estación PCE FWS 20
Fuente: Autor, 2012.
1. Garita de protección para el sensor de te...
Estación de bajo costo instalada
en la sede del CIAT en Palmira
Estación de bajo costo instalada
en Córdoba
Temperatura y HR: sensor DHT11.
• Dos sensores resistivos de respuesta rápida en las medidas.
• Garantizan una alta fiabil...
PRECIPITACION:
• Sistema de balancín: al llenarse de agua en uno de sus brazos, cae por su
propio peso y evacua el agua po...
NORMA IPX: INSTRUMENTOS Y EQUIPOS A
PRUEBA DE AGUA
IPX 0 : Sin ninguna protección.
IPX 8: El equipo puede ser sumergido en...
Proceso de captura, transmisión, recepción y consulta de datos
Quelle: http://www.meteostar.com.ar/modulo
Visualización de datos
Quelle: Alzate, 2012.
PLATAFORMA AGROCLIMÁTICA
www.diegoalzateclim.site90.com
SERVIDOR WEATHER UNDERGROUND
http://deutsch.wunderground.com/weatherstation/WXDailyHistory.asp?ID=ICUNDINA7&day=27&month=0...
SERVIDOR AWEKAS
http://www.awekas.at/de/uebersicht.php?karte=sa&action=zoom&zoom=130&zoomold=130&x=1237&y=404&geosuche=Bog...
PRUEBA COMPARATIVA ESTACIÓN
BAJO COSTO VS. ESTACIÓN
PROFESIONAL SERVICIO
METEOROLÓGICO ALEMÁN
Instalación:
• Mejoras:
• Sensor de lluvia:
Especificaciones Técnicas
Tiempo de medición: 17.10.2012 hasta 22.11.2012
No. de días: 37
No. de datos comparados: 9961 pa...
Resultados
• Lluvia
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Precipitación
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Precipitacion
diaria mm ...
• Lluvia
Estimador
Estación
FWS DWD
Media (mm) 1.76 1.546
Desv. Estándar 1.257 1.401
Min (mm) 0.300 0.010
1st Cuartil 0.60...
Resultados
• Temperatura
Resultados
• Temperatura
Konsistenz K. 99.25%
Inkonsistenz K 0.75%
Daten
Konsistenz Koeffizient
Estimador
Estación
FWS DWD...
Resultados
• Temperatura
Resultados
• Humedad Relativa
Resultados
• Humedad relativa
Konsistenz K. 94.12%
Inkonsistenz K 5.88%
Daten
Konsistenz Koeffizient
Estimador
Estación
FW...
Resultados
• Dirección del viento
Resultados
• Dirección del viento
Konsistenz K. 71.85%
Inkonsistenz K 28.15%
Daten
Konsistenz Koeffizient
Estimador
Estaci...
Resultados
• Dirección del viento
Resultados
• Velocidad del viento
Resultados
• Velocidad del viento
Konsistenz K. 90.25%
Inkonsistenz K 9.75%
Daten
Konsistenz Koeffizient
Estimador
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Elementos meteorológicos e instrumentación transferencia de aspectos relacionados con el monitoreo de condiciones climáticas y subproductos.

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  1. 1. ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS AUTOMÁTICAS ESPINAL – TOLIMA 4 JULIO 2013 Presentado por: Diego F. Alzate
  2. 2. TIPOS DE ESTACIONES SINÓPTICA PRINCIPAL: • Convenidas internacionalmente. • Los datos se toman horariamente: nubosidad, dirección y velocidad de los vientos, presión atmosférica, temperatura del aire, tipo y altura de las nubes, visibilidad, fenómenos especiales, características de humedad, precipitaciones, temperaturas extremas, capa significativas de las nubes, recorrido del viento y secuencia de los fenómenos atmosféricos. • Esta información se codifica y se intercambia a través de los centros mundiales con el fin de alimentar los modelos globales y locales de pronóstico y para el servicio de la aviación. CLIMATOLÓGICA PRINCIPAL: • Provista para realizar observaciones del tiempo atmosférico actual, cantidad, visibilidad, precipitaciones, temperatura del aire, humedad, viento, radiación solar, evaporación y otros fenómenos especiales. Normalmente se realizan unas tres mediciones diarias. CLIMATOLÓGICA ORDINARIA: • Provista obligatoriamente de termómetro y pluviómetro, para así poder medir la precipitaciones y la temperatura de manera instantánea. PLUVIOMÉTRICA: • Tiene un pluviómetro o recipiente que permite medir la cantidad de lluvia caída entre dos mediciones realizadas consecutivas. AGROMETEOROLÓGICA ??
  3. 3. Qué es una estación agrometeorológica automática? Estructura o dispositivo dotado con sensores que: • Responde a estímulos electrónicos, • Registra y colecta información agrometeorológica en forma automática (en tiempo real), • Permiten monitorear la variación de: Importante las variables de humedad foliar y temperatura y humedad del suelo.
  4. 4. RED EQUILIBRADA • AQUELLA QUE ESTÁ EN CAPACIDAD DE DETECTAR CON PRECISIÓN Y CONSISTENCIA LOS FENÓMENOS Y VARIABLES METEOROLÓGICAS EN LAS DIFERENTES ESCALAS EN UNA REGIÓN CONSIDERADA. • DICHA RED DEBE AJUSTARSE A LOS PROYECTOS Y FINES REQUERIDOS
  5. 5. Klimastationen Messnetze des DWD
  6. 6. Niederschlagsstationen Messnetze des DWD
  7. 7. DISTANCIA ENTRE ESTACIONES Y RADIO DE ACCIÓN SEGÚN OMM PARA TERRENOS PLANOS (Sin influencia por relieve): En general se considera montañoso todo terreno que sobrepase los 200 msnm
  8. 8. Aspectos a tener en cuenta Organización Meteorológica Mundial (OMM): • La temperatura del aire ambiental y la humedad relativa se mide generalmente entre 1,5 y 2 m sobre el suelo. (1.75 - 1.8 m) • Los sensores de temperatura y humedad se sitúan de tal manera que el obstáculo u obstrucción más cercana esté a una distancia superior a cuatro veces su altura, y al menos a 30 m de grandes áreas, o carreteras. Debe contar con buena aireación, es decir, la circulación del viento no debe estar bloqueada. • El pluviómetro debe estar alejado al menos la mitad de la altura del obstáculo más cercano cuando. (Ejemplo: 1.5 metros si el obstáculo tiene 3 metros).
  9. 9. Sensores de T, HR y Pluviómetro Fuente: http://wiki.wunderground.com/index.php/PWS_-_Siting
  10. 10. Aspectos a tener en cuenta  Se debe revisar con alguna frecuencia el pluviómetro para ver que no tenga agujeros en ninguna de sus partes, esté libre de tierra, insectos o basuras y que esté firme y bien nivelado. • Para mediciones de vientos se recomienda para agricultura y otras aplicaciones a 2 m sobre el suelo, aunque para fines sinópticos se realiza a 10m. El anemómetro debe ser el objeto más alto alrededor de la estación. • Se debe evitar la cercanía a grandes fuentes de calor industrial, techos, cuestas empinadas, vegetación alta, pantanos, lugares bajos sujetos a encharcamiento después de eventos de lluvia, y en la vecindad de escapes de aire (ej.: túnel o paso subterráneo). • Se recomienda cobertura del suelo de pasturas bajas, no arvenses. • Altura de sensores de radiación, brillo solar y precipitación no tienen normas específicas porque no responden a un gradiente vertical.
  11. 11. Estación Davis Pro2 Plus Ventajas: • Es una estación sencilla de instalar, operar. • Cuenta sensores UV y de radiación. • Hasta 300m en áreas despejadas para la comunicación entre la consola y la estación. • Ofrece la posibilidad de ventilación activa para el sensor de temperatura y humedad – mayor precisión • Permite la instalación de más sensores, con opción de aplicaciones agrometeorológicas. • Puede operar con software libre para el manejo de los datos y transmisión a páginas web. Desventajas: • Costo medianamente alto comparado con otras opciones. • La gran mayoría están conectadas a un servidor privado que no es de acceso libre. • Construcción y/o ensamble en un solo cuerpo. • Incorpora elementos de color negro que absorbe la radiación y genera más calor alrededor.
  12. 12. ESTACIONES CLIMATOLÓGICAS DE BAJO COSTO: DESCRIPCIÓN, APLICACIONES Y POTENCIALIDADES ESPINAL – TOLIMA JULIO 4 2013
  13. 13. Estación PCE FWS 20/Watson WH1081/Ambient Weather 2080 Es un equipo multifuncional que permite detectar de forma precisa la dirección del viento, velocidad del viento, temperatura, humedad relativa y pluviosidad. La fabrica la empresa FINE OFFSET en China. Corresponde a una estación de gama baja aunque con muy buena relación precio-producto-calidad.
  14. 14. Características • Posibilidad de activar diferentes funciones de alarma en la estación meteorológica para generar alertas (cantidad de lluvia en una hora, en un día, temperatura, velocidad del aire, presión atmosférica, etc.). • Los valores meteorológicos se envían por radio a la base a una distancia máxima de 100 metros. La pantalla táctil permite descargar de forma muy sencilla los datos de la estación meteorológica. • El transmisor y los sensores son alimentados por dos pilas AA. • El puerto USB, que incluye el cable USB, le permite transmitir los datos de la estación meteorológica al PC o portátil. Estos datos van acompañados de fecha y hora para poder analizarlos en período de tiempo más largo.
  15. 15. Ventajas: Es una estación de bajo costo, sencilla de instalar, operar y el mantenimiento es también de muy bajo costo. Ofrece buena resolución (0.1°C y 0.2mm) y aunque no se puede considerar como un equipo profesional, si es ampliamente utilizado para medición y monitoreo del clima en varios continentes. No requiere conexión eléctrica, solo requiere 2 pilas normales para el funcionamiento de los sensores y 2 o 3 para la consola. Con esta configuración la estación puede operar autónomamente entre uno y dos años, tiempo al cabo del cual solo requeriría el cambio de pilas. No se incurre en gastos de software ya que opera con versiones libres que ofrecen todas las funcionalidades de conexión a internet para el envío de los datos en tiempo real. Desventajas: La protección original de los sensores de temperatura y precipitación es insuficiente para brindar una correcta aireación y protección contra la radiación solar. No tiene sensor de rayos UV.
  16. 16. CONTENIDO Foto 1. Instrumentos de la estación PCE FWS 20 Fuente: Autor, 2012. 1. Garita de protección para el sensor de temperatura y humedad relativa (original) 2. Sensor de precipitación (montaje original) 3. Celda solar para la recarga de las baterias del sensor de temperatura y humedad 4. Sensor de dirección del viento 5. Sensor de velocidad del viento 6. Interior del sensor de temperatura y humedad 7. Interior del sensor de precipitación 8. Instalación final del sensor de precipitación 9. Data Logger/panel de visualización de los datos
  17. 17. Estación de bajo costo instalada en la sede del CIAT en Palmira
  18. 18. Estación de bajo costo instalada en Córdoba
  19. 19. Temperatura y HR: sensor DHT11. • Dos sensores resistivos de respuesta rápida en las medidas. • Garantizan una alta fiabilidad y estabilidad en el largo plazo en las medidas • Estrictamente calibrado en laboratorio, garantizando una extrema precisión en la calibración. • Los coeficientes de calibración se almacenan como programas en la memoria, que son empleados por el proceso de detección de señal interna del sensor. • Precisión: Humedad ± 4 a 5 % - Temperatura: ± 0.5 a 1° C
  20. 20. PRECIPITACION: • Sistema de balancín: al llenarse de agua en uno de sus brazos, cae por su propio peso y evacua el agua por unos orificios situados a la izquierda y a la derecha. • Cada caída representa 0.2 mm de lluvia (resolución instrumental). • El movimiento del balancín es detectado por un sensor magnético que envía un pulso al emisor de datos de la estación, siendo este proceso realizado constantemente en un evento de lluvia. • Precisión: ± 1 mm VELOCIDAD DEL VIENTO: • Se utiliza un anemómetro convencional de cazoletas que gira de acuerdo a la velocidad del viento. • Precisión: ± 0.3 m/s DIRECCIÓN DEL VIENTO: • Se utiliza una veleta que tiene en su interior un potenciómetro y que arroja valores de dirección de 0 a 359C. • Precisión: ± 1°
  21. 21. NORMA IPX: INSTRUMENTOS Y EQUIPOS A PRUEBA DE AGUA IPX 0 : Sin ninguna protección. IPX 8: El equipo puede ser sumergido en agua de acuerdo con las condiciones del fabricante. Estación: IPX 3  Protegido contra caídas de agua desde un punto vertical hasta 60 ° a 10 litros por minuto y a una presión de 80 a 100 KN/m2 durante 5 minutos. (Una lluvia de 600 mm en una hora!!!!)
  22. 22. Proceso de captura, transmisión, recepción y consulta de datos Quelle: http://www.meteostar.com.ar/modulo
  23. 23. Visualización de datos Quelle: Alzate, 2012.
  24. 24. PLATAFORMA AGROCLIMÁTICA www.diegoalzateclim.site90.com
  25. 25. SERVIDOR WEATHER UNDERGROUND http://deutsch.wunderground.com/weatherstation/WXDailyHistory.asp?ID=ICUNDINA7&day=27&month=06&year=2013
  26. 26. SERVIDOR AWEKAS http://www.awekas.at/de/uebersicht.php?karte=sa&action=zoom&zoom=130&zoomold=130&x=1237&y=404&geosuche=Bogot%C3%A1
  27. 27. PRUEBA COMPARATIVA ESTACIÓN BAJO COSTO VS. ESTACIÓN PROFESIONAL SERVICIO METEOROLÓGICO ALEMÁN
  28. 28. Instalación:
  29. 29. • Mejoras:
  30. 30. • Sensor de lluvia:
  31. 31. Especificaciones Técnicas Tiempo de medición: 17.10.2012 hasta 22.11.2012 No. de días: 37 No. de datos comparados: 9961 para cada variable (envío de datos cada 5 minutos) La estación FWS 20 fue instalada en el mismo lugar que se encuentra la estación de la sede regional de Brunswick de la división de agrometeorología del Servicio Meteorológico Alemán. Las coordenadas exactas de instalación son las siguientes: N 52ο17’29.3” E 10ο26’45.7” Altura: 83 msnm
  32. 32. Resultados • Lluvia 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 Precipitación diaria mm PCE Precipitacion diaria mm DWD
  33. 33. • Lluvia Estimador Estación FWS DWD Media (mm) 1.76 1.546 Desv. Estándar 1.257 1.401 Min (mm) 0.300 0.010 1st Cuartil 0.600 0.200 Median (mm) 1.800 1.700 3rd Cuartil 2.550 2.400 Max (mm) 3.600 4.000 Días de lluvia 15 Konsistenz K. 97.64 % Inkonsistenz K 2.36% Coeficiente de consistencia Total en 37 días: FWS 25.50 mm DWD 25.39 mm Resultados
  34. 34. Resultados • Temperatura
  35. 35. Resultados • Temperatura Konsistenz K. 99.25% Inkonsistenz K 0.75% Daten Konsistenz Koeffizient Estimador Estación FWS DWD Media (°C) 7.002 6.994 Desv. Estándar 5.147 4.959 Min (°C) -3.330 -2.960 1st Cuartil 3.570 3.640 Median (°C) 6.800 6.830 3rd Cuartil 9.740 9.723 Max (°C) 26.270 23.880
  36. 36. Resultados • Temperatura
  37. 37. Resultados • Humedad Relativa
  38. 38. Resultados • Humedad relativa Konsistenz K. 94.12% Inkonsistenz K 5.88% Daten Konsistenz Koeffizient Estimador Estación FWS DWD Media (%) 84.182 87.055 Desv. Estándar 11.828 12.139 Min (%) 41.000 45.900 1st Cuartil 76.330 79.500 Median (%) 86.000 90.500 3rd Cuartil 94.000 97.300 Max (%) 99.000 100.000
  39. 39. Resultados • Dirección del viento
  40. 40. Resultados • Dirección del viento Konsistenz K. 71.85% Inkonsistenz K 28.15% Daten Konsistenz Koeffizient Estimador Estación FWS DWD Media (°) 188.800 186.600 Desv. Estándar 69.949 69.354 Min (°) 0.000 0.100 1st Cuartil 135.000 127.700 Median (°) 180.000 192.600 3rd Cuartil 255.000 246.800 Max (°) 330.000 358.000
  41. 41. Resultados • Dirección del viento
  42. 42. Resultados • Velocidad del viento
  43. 43. Resultados • Velocidad del viento Konsistenz K. 90.25% Inkonsistenz K 9.75% Daten Konsistenz Koeffizient Estimador Estación FWS DWD Media (m/s) 1.446 1.317 Desv. Estándar 1.160 1.001 Min (m/s) 0.000 0.000 1st Cuartil 0.570 0.580 Median (m/s) 1.130 1.050 3rd Cuartil 1.978 1.750 Max (m/s) 6.130 5.270
  44. 44. DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT!! GRACIAS POR SU ATENCIÓN!!

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