Este documento ofrece una introducción a la meteorología, destacando la diferencia entre clima y tiempo, así como las variables meteorológicas fundamentales. Se discuten aspectos como el ciclo hidrológico, el monitoreo meteorológico y los elementos esenciales para entender la atmósfera. Además, se detalla el funcionamiento y la selección de sensores para estaciones meteorológicas.

1. Introducción a la meteorología y
estaciones meteorológicas
Boris Ochoa Tocachi Sardinas, Napo, 16 y 17 de julio de 2013

2. Contenido
• Clima y tiempo.
• Meteorología.
• Ciclo hidrológico.
• Monitoreo meteorológico.

3. Clima y tiempo
• Por lo general cuando se habla de clima se alude al estado
del tiempo:
– frío, calor, lluvias, vientos, etc.
• Clima y tiempo se suelen usar como si fueran la misma
cosa, pero no lo son. Ambos se describen a través de
algunas variables meteorológicas como:
– temperatura,
– humedad,
– velocidad y dirección del viento,
– nubosidad,
– precipitación, y
– presión.

4. Clima y tiempo
• La diferencia está en el período de tiempo analizado o sea, en la
escala temporal con la que se analizan los fenómenos atmosféricos,
que son estudiados por la meteorología.
• Meteorología es la ciencia que estudia la atmósfera terrestre y los
procesos atmosféricos que producen tanto el clima como el tiempo.
• El tiempo indica el estado de la atmósfera durante un corto período
de tiempo: horas, días o semanas.
• El clima generalmente prevalece en una región determinada,
durante un período de tiempo largo: meses, años o siglos.
Whiteman, 2000.

5. Meteorología
• Elementos básicos:
– Son siete las principales variables meteorológicas que
nos indican el estado de la atmósfera y se expresan
así:
Variable Unidad
Temperatura del aire °C (grados Celsius)
Precipitación mm (milímetros de agua)
Dirección del viento °(grados)
Velocidad del viento m/s (metros por segundo)
Humedad relativa del aire % (porcentaje)
Presión del aire mb (milibares)
Radiación solar W/m2 (Watts por metro cuadrado)

6. Meteorología
• La temperatura del aire indica el grado o intensidad de
calor presente en las masas de aire.
• La precipitación es la cantidad de agua que ha caído sobre
la superficie terrestre. Existen varias formas de
precipitación, siendo las más importantes:
– la lluvia,
– la llovizna,
– el granizo, y,
– la nieve.
• Un milímetro de lluvia equivale a un litro de agua caída en
un metro cuadrado de superficie.

7. Meteorología
• La dirección del viento indica hacia donde sopla el viento en un
momento determinado. Se mide en sentido de las manecillas del
reloj (sentido horario) desde el Norte; así, una dirección de cero
grados apunta hacia el Norte y otra de 180 grados hacia el Sur.

8. Meteorología
• La velocidad del viento es la velocidad a la cual se desplazan las
masas de aire. Se mide en un plano horizontal y no depende de la
dirección en la cual sopla el viento.
• La humedad es la cantidad de vapor de agua que puede contener el
aire. Se puede expresar de forma absoluta como una relación entre
la cantidad de vapor de agua (gramos) por unidad de volumen de
aire (m3), o de forma relativa que es la cantidad de vapor que
existe en el aire, en relación con la cantidad que el aire puede
contener al 100% antes de que empiece la condensación. El aire
saturado de vapor de agua tiene una humedad absoluta máxima y
el 100% de humedad relativa.
• La presión de aire o presión atmosférica es la medida del peso de
la columna de aire que se encuentra sobre un sitio determinado. La
presión del aire es menor en zonas altas.

9. Meteorología
• La radiación solar es la energía emanada por el sol, que incide
sobre la Tierra.

10. Meteorología
• La altitud es uno de los factores más determinantes del
clima y del tiempo en nuestras zonas, ya que la mayoría de
las variables meteorológicas varían con la altitud.
• La humedad del aire, depende en gran medida, de la
cercanía de una fuente de agua.
• La temperatura disminuye entre 0.5 y 1 grado Celsius por
cada 100 metros de aumento de altitud, en promedio.
Variables Temperatura
Radiación
solar
Humedad
del aire Precipitación
Velocidad del
viento
Presión
del aire
En zonas altas Menor Mayor Mayor Mayor Mayor Menor
A nivel del mar Mayor Menor Menor Menor Menor Mayor

11. Meteorología
• La
atmósfera
se calienta
principalm
ente desde
abajo, por
el calor
emanado
desde la
superficie
del suelo.

12. Meteorología
• La
estacionalidad
es la manera
en la cual la
precipitación
anual, se
encuentra
distribuida
entre todos los
meses del año.

13. Ciclo hidrológico

14. Ciclo hidrológico
• Por medio del balance hídrico se puede calcular la cantidad de
agua existente, en un lugar en particular de la cuenca hidrográfica,
en un determinado espacio de tiempo.
• De acuerdo con eso, el volumen de agua, en cualquier punto de un
sistema hidrológico, puede ser determinado en función:
– del caudal entrante,
– del caudal saliente del sistema y,
– de la cantidad de agua que almacena la cuenca.
• Esto es:
E - S = ± Δ A
• donde: E es el caudal entrante,
• S el caudal saliente, y,
• Δ A el cambio positivo o negativo (±) en almacenamiento.

15. Monitoreo Meteorológico
• El monitoreo meteorológico comprende la observación
permanente de las variables meteorológicas de interés
para los objetivos de un determinado proyecto. Esta
observación puede realizarse mediante estaciones
meteorológicas manuales o automáticas.

16. Monitoreo Meteorológico
• Las estaciones automáticas, están equipadas con
sensores electrónicos que realizan la toma de datos en
forma automática, sin la necesidad de un operador
permanente. Los datos son almacenados en una
memoria ubicada dentro del sistema electrónico de la
estación. Sin embargo esto no evita la necesidad de un
operador, ya que las labores de mantenimiento,
calibración y descarga de la información, tienen que
realizarse de manera periódica.
• Se considera que para poder determinar la
climatología de una zona es necesario contar con datos
de al menos un periodo de 10 años.

17. • Costo vs Calidad y confiabilidad
de la información
• Costo vs servicio
• Costo vs mantenimiento
• Costo vs dato
• Monitoreo largo plazo vs corto
plazo
Monitoreo Meteorológico
 ¿Cómo seleccionar un sensor?

18. • Utilizan la electrónica para derivar
variables
• Los sensores no miden la variable
directamente: voltaje, pulsos, resistencia
• Es necesario analizar las características
técnicas de los sensores (hidrólogos)
• La capacidad del data logger (registrador
de datos)
Monitoreo Meteorológico
 ¿Cómo funcionan?

19.  Unidades (units)
 Rango de medición (range)
 Precisión (precision)
 Repetitividad (repetitivity)
 Exactitud (accuracy)
 Dependencia (dependency)
 Estabilidad a largo plazo (long-term
stability)
 FS (Full Scale)
Monitoreo Meteorológico
 Términos usados

20.  Repetitividad
Error esperado al repetir varias veces
la misma medida
 Estabilidad a largo plazo
La estabilidad que tiene un sensor
para registrar los datos a lo largo del
tiempo de uso
Monitoreo Meteorológico
 Rango de medición

21.  FS (Full Scale)
Representa la escala completa
del rango (rango máximo)
 Resolución
Mínima variación de la
magnitud de entrada
Monitoreo Meteorológico

22.  ¿Exactitud y Precisión?
Exactitud
Desfase de los datos
Precisión
Dispersión de los datos
Monitoreo Meteorológico

23. Monitoreo Meteorológico
 ¿Cómo seleccionar un sensor de temperatura?

24. Monitoreo Meteorológico

25. Monitoreo Meteorológico

26. boris.ochoa@condesan.org
Con el auspicio de:
Gracias