Para definir las condiciones atmosféricas de un lugar, es necesario contar con instrumentos de medición caracterizados por ser precisos, funcionales, de fácil empleo y lectura; se usan para estudios científicos con la finalidad de obtener datos reales de los diversos elementos del clima, entre ellos: temperatura, humedad, radiación solar, entre otros.
Los datos meteorológicos pueden obtenerse a partir de dos tipos de observaciones: las sensoriales y las instrumentales. Las observaciones sensoriales implican los sentidos, que permiten detectar aspectos como la dirección del viento o la humedad del aire, pero sin ningún dato específico de medición. Las instrumentales ofrecen valores exactos del comportamiento de los elementos, como, por ejemplo, la temperatura o la velocidad del viento; se utilizan para ello los instrumentos meteorológicos, los cuales serán abordados en este capítulo.
Según Alvarado (s.f.; párr. 6) los instrumentos meteorológicos se dividen en dos categorías fundamentales: de lectura directa y los aparatos registradores. A continuación, se detallan algunas de sus características:
Para la caracterización de los instrumentos meteorológicos, que se detallarán en este apartado, se ha recopilado una serie de información, obtenida de diferentes autores y funcionarios del Instituto Meteorológico Nacional (IMN) de Costa Rica. Para cada tipo de medición se ofrece un cuadro informativo e imágenes en algunos casos.
La unidad de medida utilizada en estos instrumentos de medición es la caloría por centímetro cuadrado de área (cal cm2 mm). Cuando se hace referencia al dato mensual, se utiliza el megajulio por metro cuadrado.
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Radiómetro actinógrafo | Registrador | Registra la radiación solar global que llega al suelo. | Formados por un domo esférico de cristal transparente e incoloro que absorbe muy poca radiación; debajo de ella se encuentran los elementos sensibles a ella. |
| Radiómetro piranómetro | Lectura directa | Registra la radiación solar global o difusa. | Formados por un domo esférico de cristal transparente e incoloro que absorbe muy poca radiación; debajo de ella se encuentran los elementos sensibles a ella. |
| Radiómetro perheliógrafo | Registrador | Registra la radiación solar directa. | Formados por un domo esférico de cristal transparente e incoloro que absorbe muy poca radiación; debajo de ella se encuentran los elementos sensibles a ella. |
Las unidades de medida usadas para estos datos son la hora y las décimas de hora.
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Helioganógrafo o heliógrafo | Registrador | Es usado para medir la duración del brillo solar; es decir, la cantidad de horas que los rayos solares no son interceptados de manera significativa por las nubes. | Esfera de cristal que concentra los rayos solares que queman, a medida que el Sol se desplaza, una banda de papel graduada; esta se cambia diariamente. |
En ambos instrumentos, la unidad de medida utilizada es grados Celsius (°C).
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Sistema de termómetros | Lectura directa | Medir la temperatura del aire. | Conformado por los instrumentos:
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| Termógrafo | Registrador | Medir la temperatura del aire. | Posee un anillo bimetálico como elemento sensible que reacciona a los cambios de temperatura, lo que provoca dilatación o contracción del bimetal. |
Las unidades de medida utilizadas para la presión atmosférica en el barómetro de mercurio son el milímetro de mercurio (mm hg), el milibar (mbar) y el hectopascal (hPa). En el barómetro se usa el hectopascal (hPa), que es igual a 1 mbar.
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Barómetro de mercurio | Lectura directa | Mide la presión atmosférica. | Consta de un tubo de vidrio de 1 m que se coloca invertido sobre una vasija con mercurio. La presión de la atmósfera es suficiente para mantener lleno el tubo hasta una altura de 760 mm; si aumenta la presión, la columna de mercurio sube y si baja la presión, la columna baja. |
| Barógrafo | Registrador | Mide y registra continuamente el nivel de la presión atmosférica. | Cuenta con un sistema sensible de cápsulas al vacío con un pequeño resorte en su centro que compensa la presión ejercida por la atmósfera. |
En estos instrumentos no se utiliza una unidad de medida, sino los puntos cardinales: Norte, Sur, Este y Oeste
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Veleta | Mide la dirección del viento, de dónde viene, pero no hacia dónde va. | Consiste en una barra en forma de timón, montada sobre un eje para que gire libremente con el viento. | |
| Anemoscopio | Mide la dirección del viento, de dónde viene, pero no hacia dónde va. | Consiste en una manga de tela, parecida a la pierna de un pantalón. |
El anemómetro utiliza como unidad de medida los grados para la dirección y los metros por segundo para la velocidad. Por su parte, el anemógrafo utiliza los metros por segundo (m/s)para la velocidad instantánea del viento y las ráfagas y los kilómetros (km) para la distancia total recorrida
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Anemómetro | Lectura directa | Mide la dirección y la velocidad del viento. | Existen diferentes diseños. El anemómetro de cazoletas puede constar de una veleta o unas cazoletas que determinan, en función de su giro, la velocidad del viento. Tiene un sistema para leer la dirección y la velocidad del viento. |
| Anemógrafo | Registrador | Registra la dirección de la velocidad instantánea del viento y la distancia total recorrida por el viento en relación con el instrumento y las ráfagas. | Los datos de la velocidad y la dirección del viento quedan impresos en una banda. |
La unidad de medida utilizada es milímetros por unidad de tiempo, usualmente por día.
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Tanque de evaporación | Medir la evaporación. | Consiste en un recipiente cilíndrico galvanizado que se llena de agua hasta cierto nivel; entre otras cosas, posee un micrómetro, elemento con el cual se mide la capa de agua que se ha evaporado. |
Usa como unidad de medida los grados centígrados o grados Celsius (°C).
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
|---|---|---|---|
| Higrógrafo | Registrador | Se utiliza para medir y registrar los cambios de la humedad del aire, en especial la humedad relativa del aire. | Cuenta con un haz de cabellos rubios humanos o de camello como elemento sensible; se alargan al aumentar la temperatura y se contraen al disminuir. |
| Higrotermógrafo | Registrador | Registra, a la vez, la temperatura y la humedad relativa del aire. | Tiene instalado el termógrafo y el higrógrafo y, en la misma banda graduada se grafica: la temperatura (parte superior) y la humedad del aire (parte inferior). |
La unidad de medida para ambos instrumentos es el milímetro de lluvia (mm), aunque la lectura de la medida se hace en litros de agua por metro cuadrado. Por ejemplo, si en una precipitación dada se registran 25 mm, la lectura sería de veinticinco litros por metro cuadrado.
| Nombre | Categoría | Utilidad | Descripción |
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| Pluviómetro | Lectura directa | Mide la cantidad de lluvia. | Posee una boca o abertura que funciona como área receptora, de 200 cm2 a 400 cm2; por lo general, se utiliza el de 200 cm2. La lluvia se almacena en el interior del instrumento y se mide con una probeta graduada en función del área de abertura. |
| Pluviógrafo | Registrador | Mide la cantidad de lluvia. | La medida se registra en una banda; se utiliza el mismo mecanismo del pluviómetro para la recolección de la lluvia. |