Como investigador, sabe que las razones para controlar los parámetros meteorológicos en su centro de investigación son prácticamente ilimitadas. Por desgracia, las opciones disponibles para realizar esas mediciones también son ilimitadas, lo que puede resultar desalentador a la hora de saber qué estación meteorológica o sistema de control meteorológico es el adecuado para su situación particular.
Los científicos de METER han pasado miles de horas instalando estaciones meteorológicas y controlando, interpretando y publicando datos de experimentos de campo. Con el tiempo, hemos aprendido mucho sobre cómo obtener datos meteorológicos de alta calidad. En este artículo, compartimos esa experiencia con usted. Vea el vídeo o lea el artículo a continuación para comparar los métodos más comunes de control meteorológico, sus ventajas e inconvenientes y qué tecnología puede aplicarse a los distintos tipos de investigación de campo. Descubra también por qué la vigilancia meteorológica moderna no se limita a la estación meteorológica.
La figura 2 es un gráfico que compara el rendimiento de una estación meteorológica con su precio. En un mundo ideal, un precio más alto equivaldría a una mayor calidad, y el continuo precio-rendimiento sería una línea recta. Pero la elección de una estación meteorológica no depende estrictamente de la relación entre precio y prestaciones. En la figura 2, el eje transversal es un eje de "valor". Si una estación meteorológica le ofrece una mejor relación precio-prestaciones (es decir, si puede obtener exactamente las prestaciones adecuadas a un precio asequible), entonces esa estación meteorológica le proporcionará un mayor valor para sus necesidades específicas de medición.
Los precios de las estaciones meteorológicas que se muestran en el eje x de la Figura 2 están fijados, por lo que es sólo el eje y, o el rendimiento de un instrumento en su aplicación particular, lo que cambia el valor. Hay muchos factores diferentes que afectan al rendimiento relativo de un sistema de vigilancia meteorológica, como por ejemplo:
El rendimiento viene definido por sus necesidades específicas de medición. Por ejemplo, si mide en un lugar remoto al que no puede acceder de forma rutinaria, necesitará una instrumentación extremadamente robusta. Un equipo de vigilancia meteorológica robusto también es necesario si está en juego la vida de las personas (por ejemplo, si se rompe un sensor y no se detecta una inundación repentina, la vida de las personas podría estar en peligro). Así que en estas situaciones la robustez de un sistema de vigilancia meteorológica determinará el rendimiento relativo. Otros escenarios podrían ser los siguientes:
Escenario 1: Puede que usted sea un climatólogo que controla la temperatura del aire para estudiar los efectos del cambio climático. Si es así, necesitará un registro continuo y preciso de la temperatura del aire durante varias décadas. En este caso, tanto la precisión como la estabilidad de una estación meteorológica o de una solución de monitorización meteorológica es el factor determinante que afecta al rendimiento en relación con sus necesidades de medición.
Escenario 2: Si está gestionando una enorme red de estaciones meteorológicas remotas, y el coste de hacer un viaje de campo para el mantenimiento y la instalación es significativo y realmente empequeñece el coste de comprar el equipo en primer lugar, entonces posiblemente los requisitos de mantenimiento del instrumento son los que impulsan el rendimiento para su aplicación.
Escenario 3: Los investigadores a menudo necesitan mediciones especializadas. Es posible que necesiten algo más que las mediciones meteorológicas típicas, como la temperatura del aire, la humedad y las precipitaciones, para responder a la pregunta de investigación. En este caso, el tipo de conjunto de mediciones que contiene las mediciones especializadas que necesita es lo que determina el rendimiento de la estación meteorológica.
Escenario 4: Algunos sistemas tienen capacidades para tres estaciones frente a capacidades para cuatro estaciones. Los sistemas de cuatro estaciones se calientan y pueden funcionar y dar resultados precisos en invierno en latitudes altas. Si está estudiando las precipitaciones invernales, necesitará un pluviómetro con calefacción que pueda captar las precipitaciones de nieve. Sin embargo, si está realizando un estudio agrícola, un sistema de cuatro estaciones no será importante para usted porque las plantas no están creciendo.
Escenario 5: Los requisitos energéticos serán importantes si realiza la supervisión en una ubicación remota. Necesitará un sistema alimentado por batería querequiera poca energía parareducir el tiempo y el coste de los desplazamientos. Porlo tanto, en un gráfico de rendimiento frente a valor, las soluciones que no cumplan sus requisitos de vigilancia meteorológica se desplazanhacia abajo en el eje de valor, y las que sí los cumplan se desplazan hacia arriba en el eje de valor. Por ejemplo, si un determinado sistema de grado OMM necesita tanto mantenimiento rutinario que no puede ampliar su red, puede que se desplace hacia abajo en el eje de valor, como se muestra en la Figura 3.
O si estás realizando un estudio de balance hídrico, necesitarás un pluviómetro de precisión. Sin embargo, es posible que la estación meteorológica "todo en uno", más cara, sólo disponga de un pluviómetro rudimentario que mida el sonido generado por las gotas de agua al golpear un tambor. Esto reduciría el rendimiento y el valor de este sistema en particular (Figura 4).
Una vez determinadas sus necesidades de medición y ordenados los distintos sistemas en el eje de valor, podrá ver cuáles son más valiosos para usted y en qué punto del continuo de costes se encuentran. Esto le permitirá tomar decisiones más informadas sobre qué sistema utilizar para su aplicación.
A continuación encontrará definiciones de los distintos tipos y clases de estaciones meteorológicas que puede encontrar en el mercado.
Los sistemas de vigilancia meteorológica de clase aeronáutica se diferencian por sus observaciones especializadas.
Por eso, en la Figura 2, si se observa el continuo rendimiento versus precio, los sistemas de aviación ocupan la esquina superior derecha, donde tanto el rendimiento como el precio son muy elevados (es decir, más de 200.000 dólares). Pueden incluir, por ejemplo, un sensor de visibilidad y tiempo presente que muestra la distancia a la que un piloto puede ver razonablemente, un ceilómetro que indica la altura cloud , o un instrumento que indica lluvia helada o acumulación de hielo. Estas mediciones especializadas no se encontrarían en la mayoría de las soluciones de vigilancia meteorológica, pero impulsan el rendimiento de los sistemas meteorológicos de aviación. Los sistemas de aviación también tienen comunicaciones especializadas con transmisión VHF y sistemas telefónicos redundantes. Y, dado que la salud y la seguridad humanas dependen de estos sistemas, son extremadamente robustos e incluyen un rendimiento en las cuatro estaciones (a menos que se encuentren en los trópicos). Además, la precisión de los sistemas de aviación es muy alta porque la mayoría de estos datos se incorporan al registro climatológico.
En las redes meteorológicas nacionales de muchos países suelen encontrarse sistemas de vigilancia del tiempo conformes con la Organización Meteorológica Mundial (OMM). También algunas mesonetas de mediana escala se adhieren a las recomendaciones y directrices de la OMM.
Los sistemas de vigilancia meteorológica de la OMM requieren una torre para las mediciones a diez metros, y otras mediciones se realizan más abajo en el perfil atmosférico, a dos o tres metros. Los sistemas que cumplen las normas de la OMM deben ser capaces de realizar mediciones en las cuatro estaciones del año y requieren una gran precisión, ya que estos datos también alimentan nuestro registro climatológico. El coste de estos sistemas es elevado: aproximadamente entre 20.000 y 50.000 dólares, a lo que hay que añadir unos requisitos de mantenimiento significativos que elevan el coste anual de funcionamiento. Esto significa que el coste es prohibitivo para las redes espaciales densas.
Los investigadores a menudo necesitan sistemas de vigilancia meteorológica personalizados con un conjunto de mediciones hecho a medida para la pregunta de investigación a la que intentan dar respuesta. También algunas redes meteorológicas utilizan estaciones meteorológicas personalizadas con un conjunto de mediciones que satisface las necesidades de sus grupos de interés. Así, además de medir los parámetros meteorológicos normales, los usuarios pueden añadir cosas como:
Existe un número casi infinito de mediciones que los investigadores pueden integrar en una columna vertebral de adquisición de datos. Por eso, en el continuo precio-prestaciones de la Figura 1, estos sistemas de estaciones meteorológicas personalizadas se encuentran dispersos a lo largo de cualquiera de los dos ejes. A menudo verá estos sistemas de vigilancia meteorológica utilizados en redes meteorológicas que no son redes de muestreo ni nacionales.
En las dos últimas décadas, hemos asistido a una proliferación de estaciones meteorológicas "todo en uno". Esto significa que, en lugar de montar estaciones meteorológicas con sensores personalizados integrados en una columna vertebral de adquisición de datos, muchos fabricantes integran ahora los distintos sensores meteorológicos en una estación todo en uno de pequeño tamaño.
Existen diferentes tipos de estaciones meteorológicas "todo en uno", lo que significa que hay muchas opciones diferentes en cuanto a conjunto de medidas y precio. Las estaciones meteorológicas "todo en uno" cuestan entre 1.000 y 5.000 dólares, dependiendo del conjunto de medidas y de si se trata de un instrumento para tres estaciones o para cuatro. Las ventajas de las estaciones meteorológicas "todo en uno" son que su instalación y mantenimiento son mucho menos complejos que los de los sistemas de vigilancia meteorológica personalizados o de la OMM. Esto las convierte en una buena opción para redes densas de estaciones meteorológicas. A menudo verá que las estaciones de clase OMM constituyen la columna vertebral de una red. Y luego las estaciones meteorológicas todo-en-uno rellenan los huecos espaciales entre esas estaciones de clase OMM para una red más densa con información mucho más rica. El inconveniente de las estaciones meteorológicas "todo en uno" es que no pueden seguir estrictamente las recomendaciones de la OMM porque sólo realizan mediciones a una altura. Así pues, las estaciones meteorológicas todo-en-uno tienen su nicho al igual que las estaciones de la OMM tienen el suyo.
Las estaciones meteorológicas para aficionados suelen estar destinadas a propietarios de viviendas y edificios comerciales. Estas estaciones no son especialmente robustas ni adecuadas para la investigación o el seguimiento a largo plazo.
Una ventaja de estas estaciones es que el sistema de adquisición de datos y comunicación transmite la información a una consola para realizar mediciones meteorológicas localizadas en una casa o lugar de trabajo. Una búsqueda en Amazon arrojará muchos de estos tipos de estaciones meteorológicas en los resultados de búsqueda.
Explore los siguientes casos prácticos para saber cómo seleccionan los investigadores y cultivadores la estación meteorológica científica adecuada para su aplicación concreta.
La evapotranspiración de referencia de Penman-Monteith es una medición que se realiza habitualmente en la agricultura de regadío. La ecuación de Penman-Monteith es la ecuación de base mecánica que cuantifica la cantidad de evapotranspiración o pérdida de agua de una superficie de hierba o de alfalfa. Por ejemplo, si se tiene una superficie de hierba o alfalfa bien regada, se pueden introducir variables meteorológicas en la ecuación para saber cuánto vapor de agua se perdería en la atmósfera.
La medición se utiliza generalmente en la agricultura de regadío de alto rendimiento, como los viñedos y, y los árboles frutales, pero también se utiliza en aplicaciones de pivote central para la agricultura. Los agricultores necesitan conocer el balance hídrico (cuánta agua se ha perdido o ganado en el sistema) para poder reponer la pérdida neta con agua de riego. Por ello, para esta medición concreta, los agricultores pueden necesitar mediciones localizadas en muchos lugares distintos.
Un cultivador no suele necesitar un complejo sistema de control meteorológico para realizar esta medición. Necesitan algo fácil de configurar, fácil de instalar, con pocos requisitos de mantenimiento, acceso remoto a los datos y un uso reducido de la batería. Por ejemplo, el registrador de datos de la Figura 10 sólo tiene un pequeño panel solar que hará funcionar esta estación meteorológica indefinidamente.
El factor clave a la hora de elegir un sistema de vigilancia meteorológica para la evapotranspiración de referencia FAO 56 es la necesidad tanto de radiación solar como de precipitaciones. Los agricultores necesitan conocer la cantidad de precipitación que repone el agua en el suelo, y necesitan una medición de la radiación solar para las mediciones de evapotranspiración de referencia Penman Monteith (FAO 56). Algunas estaciones "todo en uno" no disponen tanto de la precipitación como de la radiación solar. Sin embargo, la estación meteorológica todo-en-uno ATMOS 41 sí mide tanto la radiación solar como la precipitación. Por lo tanto, es una buena elección para este tipo de seguimiento meteorológico en el entorno agrícola.
La figura 11 es un gráfico del software de gestión de datos ZENTRA Cloud que funciona con los registradores de datos ZL6 .
ZENTRA Cloud realiza automáticamente mediciones de evapotranspiración de referencia diarias y acumulativas. Permite añadir los coeficientes de cultivo para convertir la evapotranspiración de referencia en evapotranspiración real. Esto convierte a la estación meteorológica ATMOS 41 todo en uno, el registrador de datos ZL6 y el software ZENTRA Cloud en un valioso sistema llave en mano para los cultivadores.
A diferencia del caso práctico anterior, en el que la facilidad de instalación y mantenimiento para unas pocas mediciones especializadas era importante, Campbell Scientific, Inc. participa en un proyecto de ingeniería de estaciones meteorológicas desplegadas en el Monte Everest. Una de esas estaciones es la estación meteorológica de mayor altitud activa en el mundo. Las condiciones en el Monte Everest son extremadamente duras, por lo que la robustez de esta estación es el factor clave que impulsa el rendimiento para esta necesidad de medición en particular.
Estas estaciones del Monte Everest son ultra robustas, estaciones de cuatro estaciones, porque miden constantemente las condiciones invernales. Incluyen anemómetros especializados redundantes con revestimientos para desprenderse del hielo y la nieve en caso de que uno se congele. También hay redundancia en otras mediciones. Así que no se trata de un proyecto impulsado por consideraciones de precio. La robustez es el factor clave, porque el coste de subir a mantener el sistema de vigilancia meteorológica empequeñece el coste del sistema en órdenes de magnitud.
La Universidad Estatal de Washington gestiona la AgWeatherNet del Estado de Washington. Cada punto verde de la Figura 13 es la ubicación de una estación meteorológica de nivel 1 de la Ag weather Net. Estas estaciones se concentran principalmente en las regiones agrícolas del Estado de Washington, en los manzanares y otros cultivos de alto valor que (junto con California) alimentan a gran parte de Estados Unidos.
Las estaciones meteorológicas de nivel 1 de AgWeatherNet disponen de un conjunto de mediciones hecho a medida para los cultivadores de esta región concreta. AgWeatherNet recibe datos de estas estaciones y genera una serie de parámetros modelizados, como modelos de enfermedades, modelos de plagas, predicción de heladas y control de heladas. Estos modelos son muy valiosos para los productores de la región, que son quienes pagan el sistema.
Lo interesante de AgWeatherNet es que, aunque parezca una red espacial densa, estas estaciones están separadas por muchos kilómetros. Así, una estación precisa de nivel 1 situada en un valle puede medir 2 °C distintos que las de un huerto en lo alto de la colina. Esto significa que si controlan continuamente la temperatura y la humedad en el valle y dan una predicción para una enfermedad fúngica, esa predicción será diferente de la realidad en lo alto de la colina.
Para resolver este problema, AgWeatherNet permite a los agricultores adquirir e instalar sistemas de nivel 2 (Figura 14).
La figura 14 muestra una estación meteorológica ATMOS 41 all in one utilizada en la AgWeatherNet. No tiene las especificaciones de precisión de las estaciones de nivel 1, pero la falta de precisión a escala puntual es casi intrascendente comparada con la diferencia espacial de los parámetros meteorológicos a medida que uno se aleja de los emplazamientos de nivel 1. Estas estaciones de nivel 2 llenan los vacíos de las observaciones de nivel 1 y AWN puede utilizar la inteligencia artificial junto con estas observaciones para realizar observaciones hiperlocales. Estas estaciones de nivel 2 cubren las lagunas en las observaciones de nivel 1 y AWN puede utilizar la inteligencia artificial junto con estas observaciones para realizar predicciones hiperlocales para los productores que instalan estas estaciones. Esta estrategia ha tenido éxito a la hora de ayudar a predecir la aparición de moho, brotes de plagas o heladas en la ubicación de un productor concreto. Es fácil ver cómo cada tipo de estación meteorológica desempeña un papel clave a la hora de proporcionar a las partes interesadas datos fundamentales para la toma de decisiones.
Es difícil predecir el tiempo si ni siquiera se puede observar el tiempo. Fuera del país de Sudáfrica, casi no existen sistemas de vigilancia meteorológica en todo el continente del África subsahariana. Esto tiene muchas repercusiones negativas en la predicción meteorológica para el seguro de cosechas y para el agricultor africano. Es una de las razones por las que ha sido difícil conseguir que se adopten prácticas agrícolas eficientes en África. Para ayudar a resolver este problema, METER se ha asociado con el Observatorio Hidrometeorológico Transafricano(TAHMO) para instalar 20.000 estaciones meteorológicas en África.
TAHMO tenía importantes consideraciones que determinaban el valor de rendimiento de las estaciones meteorológicas que querían instalar. En primer lugar, necesitaban una instalación sencilla porque el personal de tierra no es especialmente cualificado. También necesitaban una estación meteorológica de bajo mantenimiento porque en muchas regiones de África es extremadamente difícil realizar visitas sobre el terreno debido a los disturbios civiles, la inestabilidad política y las actividades malintencionadas. Así que los viajes de mantenimiento rutinario a los campos con menos de un año de intervalo son difíciles y muy caros.
La estación meteorológica todo en uno ATMOS 41 se diseñó específicamente pensando en el proyecto TAHMO para que fuera ultrarrobusta a pesar de las inclemencias del tiempo, sin piezas móviles que pudieran romperse. TAHMO ha instalado ya más de 500 de estas estaciones meteorológicas en África y es, en este momento, la mayor red meteorológica operativa del continente africano. Estas estaciones han tenido un tiempo de actividad de aproximadamente el 95%, mientras que, curiosamente, los sistemas meteorológicos de la aviación en el África subsahariana suelen funcionar en torno al 67%.
En Estados Unidos, el Servicio Meteorológico Nacional (una división de la NOAA) suele instalar una red de sistemas de vigilancia meteorológica repartidos por todo el país, cuyos datos se introducen en modelos prospectivos que ayudan a predecir el tiempo. Los investigadores están descubriendo que la instalación de una red dispersa de sistemas de vigilancia meteorológica muy caros ha dado muy buenos resultados. Pero las lagunas espaciales de esas redes de vigilancia meteorológica son un problema, sobre todo para los productores agrícolas y ganaderos. Necesitan saber lo que ocurre allí donde están.
Las Mesonets presentan una solución práctica a la necesidad de colmar lagunas de datos entre grandes y complejos sistemas de vigilancia meteorológica. La Montana Mesonet cuenta actualmente con 57 estaciones meteorológicas repartidas por todo el estado y, gracias a la colaboración con los sectores público y privado, cada año añade más estaciones. En cada lugar, el equipo de Montana Mesonet instala estaciones meteorológicas METER todo en uno, sensores de humedad del suelo, NDVI
sensores y registradores de datos que se integran con ZENTRA Cloudun software web fácil de usar que se integra perfectamente en aplicaciones de terceros a través de una API. Kevin Hyde, Coordinador de Mesonet del Estado de Montana, afirma que el sistema permite una mejor distribución espacial y una mayor fiabilidad. "A la hora de decidir los equipos nos preguntamos: ¿Qué tipo de tecnología debemos utilizar? Tenía que proporcionar una alta integridad de los datos. Tenía que ser fácil de implantar y mantener. Y tenía que ser rentable. No hay mucha gente en ese sector. Los sistemas METER son discretos, asequibles y fiables. Observo otras mesonets, y no pueden permitirse ampliar más porque dependen de sistemas grandes, complejos y caros. Ahí es donde entra en juego el sistema METER".
Lea el estudio de caso completo de Montana Mesonet->.
En resumen, sus necesidades de medición y su aplicación definen el rendimiento y el valor requeridos de una estación meteorológica concreta. Las preguntas importantes que debe hacerse antes de comprar son:
Si piensa en los distintos factores que determinan el rendimiento en relación con sus necesidades de medición, le resultará mucho más fácil decidir qué es lo importante y podrá encontrar el mejor valor.
Nuestros científicos cuentan con décadas de experiencia ayudando a investigadores y cultivadores a medir el continuo suelo-planta-atmósfera.
Un invernadero es un entorno interesante para medir. Algunas estaciones "todo en uno" son adecuadas para el invernadero. El truco está en encontrar un conjunto de medición que no incluya la precipitación, para no tener que pagar más por esa medición. Parte del problema del invernadero es la iluminación artificial. Si se trata de medir la radiación fotosintéticamente activa, hay que prestar atención al sensor cuántico, ya que la mayoría de los invernaderos se iluminan con LED, que emiten en bandas discretas. Si tu sensor cuántico no mide en esa banda, obtendrás una respuesta errónea. Pero hay muchas opciones si sólo buscas temperatura y humedad. Incluso el viento es importante a veces. Pero yo sugeriría una de las estaciones meteorológicas todo-en-uno para esa aplicación.
Se trata de una cuestión compleja porque la mayor parte del gasto energético de los sistemas de vigilancia meteorológica se debe a la transmisión de los datos a cloud. Si se necesita una observación casi en tiempo real, la mayoría de las estaciones meteorológicas pueden registrar cada 5 a 15 minutos. Pero la mayoría de las personas que realizan un estudio de campo en el continuo suelo-planta-atmósfera recogen datos cada 30-60 minutos. Puedes programar tu registrador y algunas estaciones meteorológicas están preprogramadas para proporcionarte las velocidades máxima y mínima de las ráfagas de viento, de modo que no tengas que sobremuestrear, lo que te evitará tener que hacer el postprocesado de terabytes de datos.
Las estaciones "todo en uno" están hechas a medida para esta aplicación. Se pueden encontrar estaciones "todo en uno" por valor de 2.000 dólares que realizan mediciones precisas. Puedes colocar varias de ellas en el viñedo en función de la topografía para comprender las diferencias espaciales que van a determinar tus decisiones de riego en ese viñedo.
Puedes comprar un sensor de nivel 1, como un piranómetro meteorológico de nivel 1 con trazabilidad a Davos, y comparar tus mediciones de radiación solar con ese estándar. También puede comprar un termómetro de resistencia de platino bien calibrado con un escudo de radiación aspirado para medir la temperatura del aire. Entonces compararía sus mediciones de la temperatura del aire con eso. Si se realizan estos estudios a largo plazo, se puede cuantificar la deriva de un sensor concreto y formular recomendaciones razonables para su recalibración. En METER, pasamos mucho tiempo haciendo eso con nuestra estación meteorológica ATMOS 41. Cuantificamos la deriva observada y formulamos recomendaciones razonables de recalibrado o reacondicionamiento.
Los costes de mantenimiento pueden ser importantes. Enviar personal a mantener las estaciones meteorológicas en grandes redes es caro. La mayoría de los fabricantes de estaciones meteorológicas ofrecen un buen servicio de asistencia. Si tienes un problema, encontrarás la respuesta. Sin embargo, si acudes a las reuniones de la Sociedad Meteorológica Americana y echas un vistazo a la nueva instrumentación, hay varias empresas nuevas con ofertas que parecen similares a la instrumentación de empresas reputadas con un largo historial. Estas nuevas estaciones pueden no tener el mismo rendimiento. Por lo tanto, hay que asegurarse de comprar a una empresa reputada.
Es muy importante saber cuándo se fabricaron y calibraron los distintos sensores, así como conocer su altura y ubicación. Las recomendaciones de la OMM garantizan que se disponga de los metadatos de apoyo adecuados, pero incluso en las aplicaciones de investigación, los metadatos pueden ser decisivos para un estudio. Puede que un colega se marche y, de repente, su cuaderno de laboratorio haya desaparecido. Te llegan datos, pero no sabes qué significan porque has perdido toda la información de apoyo. En METER hemos dedicado mucho tiempo a hacer que los metadatos estén disponibles desde el sensor, pasando por el registrador de datos ZL6 , hasta ZENTRA cloud . De este modo, los metadatos se encuentran en todos los registros permanentes.
La estación meteorológica todo en uno ATMOS 41 es un instrumento para las tres estaciones, por lo que no se calienta. En invierno, el principal inconveniente es que el embudo se llenará de nieve y no obtendrá mediciones de precipitaciones durante la parte helada del año. También existe la posibilidad de que la nieve y el hielo obturen la abertura del anemómetro sónico y atenúen la velocidad del viento, así como la temperatura del aire. Una buena medición de la precipitación en invierno es un proceso bastante intensivo. Por lo general, se necesita un indicador de pesaje calentado al que se le pone un poco de aceite y anticongelante encima para asegurarse de que no se congela ni se evapora. Así que requiere mucha energía y es bastante difícil hacerlo bien.
De la Tabla 1 de "Prácticas de Medición y Reporte para Estaciones Meteorológicas Agrícolas Automáticas", la secuencia de medición interna de ATMOS 41 cumple con las pautas de intervalo de muestreo para las variables meteorológicas listadas. El registrador de datos ZL6 puede ser configurado para reportar valores cada hora, como se indica en la Tabla 1; sin embargo, algunos valores instantáneos min/max no están disponibles cuando se utiliza el ZL6 para la adquisición y entrega de datos. Consulte el manual de usuario de ATMOS 41 para más detalles sobre los valores de salida procesados en los registradores de datos METER.
El ATMOS 41 es un sensor de microclima, por lo que debe colocarlo de forma que sea representativo del clima relevante para las preguntas de investigación que se plantee. La FAO56 da directrices para la colocación y el tamaño del campo de los sensores, por lo que si pretende utilizar el sensor para el ET de referencia, siga esas directrices. La huella de una medición micrometeorológica depende de la altura del sensor o sensores, de la velocidad del viento y del flujo de calor sensible, y no es un cálculo sencillo.
ZL6 realiza una medición de cada uno de los puertos de sensor en uso cada 60 s. Sin embargo, el intervalo de medición mínimo es de cinco minutos para cargar datos en ZENTRA Cloud . El intervalo de medición de un minuto es posible si desactiva la carga de datos a ZENTRA Cloud , y estas instrucciones están disponibles bajo petición.
El ATMOS 41 mide la radiación solar y la temperatura una vez cada 10 s y registra los valores instantáneos. Cuando se consulta, ATMOS 41 emite la media de las mediciones instantáneas desde la última consulta.
ATMOS 41 mide la velocidad y la dirección del viento una vez cada 10 s y registra las componentes instantáneas del vector viento. Cuando se le consulta, el ATMOS 41 emite la media de las mediciones instantáneas desde la última consulta para la velocidad y la dirección del viento y el valor instantáneo máximo de la velocidad del viento para la ráfaga de viento.
Si se utiliza un registrador no-METER, el ATMOS 41 puede escanearse cada tres segundos, pero no es necesario sobremuestrear el ATMOS 41 y calcular promedios, acumulaciones y máximos en sistemas de datos externos porque el ATMOS 41 tiene una secuencia de medición interna [véase la guía del integrador para más información]. Un muestreo menos frecuente tiene la ventaja adicional de disminuir el consumo de energía de los sistemas de adquisición de datos y de ATMOS 41.
Sí. No hay forma de obtener datos significativos del ATMOS 41 sin encenderlo continuamente y dejar que funcione su secuencia de medición interna. Se podría encender el ATMOS 41 a un intervalo determinado, dejar que realice la primera serie de mediciones y, a continuación, emitirlas. Pero este esquema pasaría por alto casi toda la precipitación, casi todos los relámpagos, y tomaría un único valor instantáneo de la velocidad y dirección del viento, que casi no tiene sentido teniendo en cuenta la variabilidad inherente al viento. Hay que tener en cuenta que el ATMOS 41 ha sido diseñado específicamente para consumir la menor cantidad de energía posible en el modo normal de potencia continua. El consumo medio de corriente es del orden de 200 microamperios. Incluso si el dispositivo de adquisición de datos no-METER funciona con unas pocas pilas AA, debería poder mantener este consumo de energía durante mucho tiempo.
Consulte las pruebas comparativas de ATMOS 41 y los datos de variabilidad entre sensores aquí.
El límite inferior práctico de la velocidad del viento es de unos 0,03 m/s para nuestro anemómetro sónico. Esto es mucho mejor que los anemómetros de cazoleta, por ejemplo, que tienen dificultades para realizar mediciones por debajo de 0,5 m/s como mínimo debido a la dificultad para arrancar y parar. Los anemómetros sónicos pueden leer cinco veces menos que eso, aunque no necesariamente leen el cero absoluto.
The ATMOS 41 collects all of the information necessary to correct for absorbed radiation in a biophysical model. Because the ATMOS 41 also measures wind speed and solar radiation, it is possible to use a simple energy balance calculation to correct the Tair measurement. After correction, error decreases to < 0.5 °C and yields better accuracy than commonly used passive ventilation radiation shields.
La ecuación y los resultados experimentales están disponibles en nuestra nota de aplicación y en el siguiente vídeo.
1. 1. Ubicación: Asegúrese de que la ubicación que elija para cualquier sistema de vigilancia meteorológica le dará respuestas a las preguntas que desea responder. Si lo que busca es una monitorización meteorológica general, asegúrese de que la ubicación está alejada (al menos 3 veces la altura de la obstrucción más alta) de cualquier obstrucción al viento. Asegúrate de que la vegetación es representativa, y asegúrate de que la ubicación topográfica es representativa. Los tejados suelen ser bastante malos, al igual que los valles profundos o las cimas de las colinas. Si busca ET de referencia, querrá desplegar en el campo con al menos unos metros de cultivo a todos los lados de la instalación. Asegúrese también de que nada vaya a hacer sombra al sensor de radiación solar.
2. 2. Altura: Muchos grupos montan el ATMOS 41 a 2 m de altura, porque es la norma para la evapotranspiración de referencia. Otros van más alto para observaciones meteorológicas. Algunos incluso lo instalan en el dosel para cuestiones de investigación especializadas. Se puede instalar fácilmente a la altura que se desee siempre que se disponga del aparato de montaje adecuado.
3. Aparato de montaje: La ATMOS 41 está diseñada para montarse en una varilla vertical (consulte las dimensiones exactas en el manual del usuario y en la guía de inicio rápido ). A menudo se instala en un poste vertical anclado con vientos o con un trípode de buena calidad. Algunos incluso se montan en postes en T, preferiblemente con cables tensores para añadir estabilidad.
4. Nivel: Esto es importante para el ATMOS 41. Usted necesita tenerlo nivelado dentro de 2 grados tanto en X como en Y. Hay un nivel de burbuja debajo del embudo de lluvia que se puede ver desde abajo y utilizar para obtener el nivel. El ATMOS 41 también emite el nivel X e Y como salidas estándar, por lo que puede asegurarse de que está dentro de 2 grados de cero. Tendrás que utilizar los cables tensores para nivelar el aparato de montaje o añadir algunas cuñas para conseguir el nivel adecuado.
5. Comprueba el flujo de datos antes de abandonar el campo: Lleva un ordenador portátil (o un dispositivo de mano si utilizas el registrador de datos ZL6 ) y el software adecuado para asegurarte de que todas las conexiones son buenas y de que tu sistema de adquisición de datos está registrando y/o transmitiendo los datos correctamente. Una buena práctica es configurarlo todo primero en el laboratorio o la oficina, solucionar cualquier problema y, a continuación, salir al campo.
6. Lleve siempre un juego de herramientas completo: Nunca sabes realmente lo que vas a necesitar cuando solucionas situaciones únicas.
7. Ordene los cables: El mayor fallo de los sensores medioambientales en un sistema de vigilancia meteorológica es el cableado. Atar con una cremallera el cable sobrante al mástil de montaje puede evitar que se enganche en los animales o que se desconecte del registrador de datos en caso de vendaval. Proteger el cableado en una jaula u otro contenedor es estupendo si tienes la posibilidad de hacerlo. Cualquiera de estas cosas hace que la instalación parezca más profesional, lo cual es una ventaja añadida.
8. Para más información: Vea el seminario web a continuación-7 errores de instalación de estaciones meteorológicas que debe evitar
Nuestros científicos cuentan con décadas de experiencia ayudando a investigadores y cultivadores a medir el continuo suelo-planta-atmósfera.
Hemos realizado pruebas comparativas de ATMOS 41 frente a sensores de alta calidad no pertenecientes al programa METER y pruebas de series temporales para comprobar la variabilidad entre sensores. He aquí los resultados.
Comparación de los métodos habituales de vigilancia meteorológica, ventajas e inconvenientes, y qué tecnología podría aplicarse a los distintos tipos de investigación de campo.
Los instrumentos de laboratorio y de campo utilizados conjuntamente pueden proporcionar a los investigadores una sinfonía de información y pueden utilizarse como potentes herramientas para comprender los datos y predecir el comportamiento de un suelo a lo largo del tiempo.
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