René Garreaud
rgarreau@dgf.uchile.cl




Departamento de Geofísica (Terraza) - FCFM
Blanco Encalada 2002 - Santiago

 

Ultima actualización: 24 de Enero 2007

1. Presentación


El Laboratorio de Meteorología (LM-DGF) es un conjunto de equipos de medición, almacenamiento, seguimiento y visualización de variables meteorológicas. Su objetivo central es ofrecer a los estudiantes de pregrado y postgrado de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM), y otras Facultades de la Universidad de Chile, los recursos técnicos para adquirir conocimientos y destrezas de observación y análisis de fenómenos atmosféricos a escala real. Los registros del LM-DGF también están disponibles para investigadores que requieran información meteorológica de alta calidad y resolución temporal. Los registros más largos se inician en Enero de 1999.

El equipamiento del LM-DGF ha sido financiado con recursos propios del Departamento de Geofísica y recursos del proyecto MECESUP UCH 303 (Mejoramiento e Integración Transversal de la Enseñanza de Pregrado en Ciencias de la Tierra, 2004-2006).

La mayor parte del equipamiento del LM-DGF se encuentra en la terraza del edificio de Geofísica-Ingeniería Civil, al interior de la FCFM, Blanco Encalada 2002 (Santiago Centro). Los interesados en el uso del LM-DGF deben contactar al profesor René Garreaud del Departamento de Geofísica: rgarreau@dgf.uchile.cl



2. Recursos

En la actualidad (Marzo 2005) el LM-DGF cuenta con cuatro plataformas de observación: una estación meteorológica automática (EDGF) que se mantiene fija y se emplea como referencia, una estación automática para la medición de flujos radiativos (EFR), una estación automática para la medición de flujos turbulentos (EFT), y un nefobasimetro (NEFO) con tecnología laser para medición de la altura de la base de nube.

Usualmente las tres estaciones se encuentran en la terraza del DGF (Fig. 1), pero NEFO, EFR y EFT se sustentan en mástiles livianos lo que permite su fácil traslado para mediciones en otros sitios, lo cual las hace particularmente adecuadas para su empleo en experiencias docentes. La descripción de estos recursos se presenta a continuación.

En adición a estas tres plataformas, el DGF cuenta con instrumentos convencionales para calibración, y sistemas de almacenamiento y visualización.




Figura 1: Vista panorámica del LM-DGF, con las tres plataformas de medición en la terraza del edificio del Departamento de Geofísica (en esta imagen no aparece el nefobasimetro).



2.1 Estación DGF


La estación meteorológica automática DGF registra las variables atmosféricas básicas (temperatura y humedad del aire, presión, radiación solar incidente y viento) y se mantiene fija en la terraza del Departamento, constituyendo la referencia para otras mediciones. Sus registros datan desde Enero 1999 en forma continua, y  sus observaciones son enviadas en tiempo real a un PC dedicado a su almacenamiento y visualización. Las condiciones actuales y las observaciones de los últimos 7 pueden obtenerse aqui .



  • Intervalo de muestreo: 30 segundos / Intervalo de registro: 5 min
  • Almacenamiento y procesamiento inicial de datos: Data-logger CR10, Campbell Sci
  • Alimentación eléctrica: Panel solar

Instrumentación:

Variable Instrumento Marca / Modelo
Temperatura del aire (C) Higro-termometro de estado sólido  CS-500 Campbell Sci.
Humedad relativa (%) Higro-termometro de estado sólido CS-500 Campbell Sci.
Campbell Sci.
Radiación solar (W/m2) Piranometro silicon LI200X Campbell Sci.
Campbell Sci.
Presión atmosférica (hPa) Barómetro estado sólido PTA-127 Vaisala
Campbell Sci.
Precipitación (mm) Pluviómetro de bascula TE525mm Texas Instruments
Campbell Sci.




2.2 Estación Flujos Radiativos (EFR)

Estación meteorológica automática dedicada a la medición de flujos radiativos. Su mástil liviano permite su traslado a otros lugares de observación.

La estación posee dos piranometros para medir la radiación solar incidente y reflejada (y así determinar el albedo superficial) y un radiómetro neto (radiación solar + IR, arriba + abajo). Termómetros de aire y superficie, y una placa de medición del flujo al submedio, permiten verificar formulas empíricas y semi-empíricas de los flujos radiativos medidos por los radiómetros.




 
  • Intervalo de muestreo: 30 segundos / Intervalo de registro: 5 min
  • Almacenamiento y procesamiento inicial de datos: Data-logger CR10X-2M, Campbell Sci
  • Alimentación eléctrica: Panel solar

Instrumentación:

Variable Instrumento Modelo / Marca
Radiación solar incidente y reflejada (W/m2) 2 Piranometros SP-Lite / Kipp & Zonnen
Temperatura (°C) Termocupla de estado sólido TC-107 / Campbell Sci.
Temperatura a distancia (°C) Termometro IR  IRTS-P / Campbell Sci.
Radiación neta (0.2-100 mm)(W/m2) Radiómetro neto  NR-Lite / Kipp & Zonnen
Flujo de calor al submedio (W/m2) Plato de flujo de calor  HFTP3 / REBS




2.3 Estación Flujos Turbulentos (EFR)

Estación meteorológica automática dedicada a la medición de flujos turbulentos mediante el método de la covarianza. Su mástil liviano permite su traslado a otros lugares de observación.

El instrumento central de esta estación es un anemómetro ultrasónico (basado en el efecto Doppler) capaz de medir las tres componentes del viento (u,v,w) y la temperatura del aire con alta resolución temporal (hasta 32 Hz) y resolución (0.01 m/s, 0.01°C). Estas mediciones permiten calcular los flujos turbulentos de calor sensible y momentum mediante el método de la covarianza.





  • Intervalo de muestreo: 4 Hz segundos / Intervalo de registro: 5 min
  • Almacenamiento y procesamiento inicial de datos: Data-logger 21X, Campbell Sci
  • Alimentación eléctrica: Conexión a red eléctrica

Instrumentación:

Variable Instrumento Modelo / Marca
Tres componentes del viento (uvw) Anemometro Ultrasónico  8100 / RM Young
Temperatura del aire (°C)  Anemometro Ultrasónico  8100 / RM Young





2.4 Medidor de Base de Nubes (NEFO)


Un nefobasimetro (ceilometer en Ingles) es un instrumento que permite medir la altura de la base de las nubes. El laboratorio de Meteorología contamos con el CL-31, un moderno equipo fabricado por la empresa VAISALA, capaz de medir la altura de las nubes y la visibilidad. El CL-31 es pequeño (1 x 0.3 x 0.3 m) y liviano (31 Kg.) lo cual permite su traslado fácilmente.




Nefobasimetro CL-31 instalado en la terraza del DGF


El nefobasimetro CL-31 emplea tecnología LIDAR (LIDAR = Light detection and ranging) donde breves pero poderosos pulsos láser son enviados en la dirección vertical. La reflexión de la luz (backscatter) causada por las nubes, neblina y diversos tipos de precipitación, es medida en el trayecto del pulso. El perfil de reflexión resultante (es decir, la intensidad de la señal versus la altura) es almacenada y procesada, de manera que puede detectarse la base de la nubosidad. Conociendo la velocidad de la luz y el desfase temporal entre el lanzamiento de los pulsos láser y su recepción, permite conocer la altura de esa base nubosa.

El CL-31 es capaz de detectar tres capas de nubes simultáneamente. Si la base nubosa es obscurecida por precipitación o neblina, el CL-31 reporta el rango de visibilidad. Nuestro equipo incluye además un software propietario (CL-View) que entrega múltiples formatos gráficos de la información y realiza el almacenamiento de datos.

Datos Técnicos Básicos (detalle aqui):

  • Rango de Medición: Superficie a 7.5 Km.
  • Ciclo de medición: 2-120 segundos (programable). Actualmente: 15 segundos
  • Resolución vertical: 5 m
  • Presión (contra un tarjeta sólido): ± 5m

Los nefobasimetros son empleados en forma operativa en aeropuertos (donde su información es extremadamente importante). Sus datos también permiten obtener información relevante sobre los procesos de formación, evolución y disipación de nubes, en especial en la combinación con otras mediciones meteorológicas co-localizadas. Por ejemplo, el grafico mas abajo muestra la evolución de la base de una capa de estratos que se ajusta muy bien al nivel de condenación por ascenso (NCA) obtenido de los datos de la estación DGF. Cerca del mediodía comenzó un proceso de desacoplamiento (la base de las nubes queda muy por encima del NCA) pero aun aparecen algunos cúmulos más bajos cerca del NCA.