Practica EM Viento EMAs

DATOS DE VIENTO DE EMA’s

OBJETIVO 

El alumno revisará mediciones de viento de las estaciones meteorológicas automatizadas (EMA’s) del Servicio Meteorológico Nacional para integrar un reporte de diagnóstico de viento.

1. MATERIALES Y REACTIVOS

1. FUNDAMENTO TEÓRICO

• Viento

En una forma simple, se denomina al viento como el movimiento del aire, pero para cuestiones meteorológicas vamos a considerarlo como una cantidad vectorial de dos dimensiones establecidas por los números que representan su velocidad y dirección en un tiempo dado (Castro, 2008).  El movimiento del aire en la atmósfera es causado por diferencias de presión atmosférica. La mayoría de los movimientos de aire de interés en meteorología tienen velocidades horizontales del orden de 10 m/s, mientras las velocidades verticales son del orden de 1 cm/s (u, v >> w), por lo que corrientemente al hablar de viento nos referimos siempre a una corriente horizontal o a la componente horizontal de una corriente atmosférica (Garreaud & Meruane, 2005).

La intensidad del viento está sujeta a variaciones, tanto en período como en amplitud.  Esto se debe a que el flujo de aire conocido como viento no es laminar.  El viento sobre la superficie de la Tierra es un flujo turbulento, que comprende remolinos de diversos tamaños y parámetros físicos que se desplazan con el flujo.  La orografía de la Tierra es el principal factor que determina la estructura turbulenta del viento.  Esta estructura del flujo de aire se manifiesta a través de la llamada “rafagosidad” del viento, o sea fluctuaciones de los parámetros del viento de superficie (CONAGUA, 2010).

Para la mayoría de los propósitos, la intensidad media del viento se toma como un promedio de valores instantáneos, calculado sobre un intervalo de diez minutos.  Se puede obtener una expresión numérica de la variabilidad de la velocidad del viento a través del factor de rafagosidad, G:

[pic 2]

Donde:

= velocidad del viento máximo[pic 3]

= velocidad del viento mínimo[pic 4]

=velocidad del viento medio[pic 5]

Las tres cantidades escalares de velocidad se toman sobre un período de tiempo de diez minutos.

• Variables derivadas

Del viento pueden distinguirse las siguientes variables:

• la velocidad del viento: La velocidad del viento es la velocidad horizontal del aire en metros por segundo.
• el promedio de la velocidad del viento: Esta variable se refiere al promedio de la velocidad horizontal de los paquetes de aire pasando un punto geográfico dado durante un periodo previamente definido, por ejemplo 30 minutos.
• la velocidad de ráfaga de viento máxima: Esto se refiere a la velocidad máxima del viento en un periodo de tiempo dado, por ejemplo 30 minutos.
• la dirección del viento: La dirección del viento desde un punto geográfico dado es la dirección de desplazamiento horizontal del aire. En términos de meteorología se define la dirección del viento como la dirección desde donde viene el viento.
• el promedio de la dirección del viento: Se convino internacionalmente que la media dirección del viento sea basado en un promedio de las direcciones del viento involucraron en que todos los vectores correspondientes, además, cuando el promedio de la dirección del viento es determinada no se toman en cuenta las velocidades asociadas con esos vectores.
• la velocidad del vector del viento: Es el promedio de velocidad o desplazamiento que se calcula no solo tomando en cuenta la velocidad normal del viento si no también la dirección hacia donde el viento se desplaza. (Castro, 2008)

• Instrumentos de medición del viento (velocidad y dirección)

• La veleta: Se utiliza para medir la dirección del viento. Consiste en una lámina metálica de forma rectangular (u otra forma apropiada) fija a una varilla metálica, que pivotea y es capaz de rotar alrededor de un eje vertical con un mínimo de fricción.
• El anemómetro: es un aparato destinado a medir la velocidad relativa del viento que incide sobre él. Si el anemómetro está fijo colocado en tierra, entonces medirá la velocidad del viento reinante, pero si está colocado en un objeto en movimiento, puede servir para apreciar la velocidad de movimiento relativo del objeto con respecto al viento en calma. Hay varios tipos de anemómetros: de placa, de cazoletas, de Robinson, de hélice, anemómetro sónico y óptico.
• El anemógrafo: es un anemómetro de tubo de presión, que se basa en el principio de Bernoulli.
• El termoanemómetro, basado en el principio de transmisión de calor convectivo entre el sensor y la corriente de aire, este instrumento es adecuado para medir velocidades del viento en centímetros por segundo. (CONAGUA, 2010)

1. PROCEDIMIENTO

1. Entre a la página del Servicio Meteorológico Nacional (https://smn.conagua.gob.mx/es/observando-el-tiempo/estaciones-meteorologicas-automaticas-ema-s) y seleccione en la pestaña “Observando el tiempo la opción correspondiente a Mapa de Estaciones Meteorológicas Automáticas (EMAS’s).
2. Ubique la EMA más cercana a su región.
3. Descargue en formato de Excel los datos correspondientes a una semana de monitoreo.
4. Determine la velocidad promedio diaria.
5. Determine el factor de rafagosidad diario.
6. Construya una gráfica con los valores promedio diarios y una con los del factor de rafagosidad.
7. Con el valor de velocidad máxima de cada día, indique cuál es el nivel que le corresponde en la escala de Beaufort.

1. RESULTADOS EXPERIMENTALES Y OBSERVACIONES

• Registre en una tabla los valores correspondientes a la velocidad (V) y dirección (θ) del viento durante los días de monitoreo. Realice la corrección correspondiente (si aplica) y grafique con los valores promedio diarios.
• Determine el factor de rafagosidad para cada día de monitoreo e indique los resultados en la siguiente tabla:

Nota: añada cuantos renglones sean necesarios para su registro de datos.

Determine el nivel que correspondiente de viento según la escala de Beaufort (considere el valor de velocidad máxima de cada día).

Tabla 1. Escala de Beaufort

[pic 6]

1. CÁLCULOS

• Determinación de la velocidad media del viento:

[pic 7]

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