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Medida del viento.
La velocidad del viento es una magnitud vectorial, v, cuya principal característica es una extraordinaria variabilidad tanto en el espacio como en el tiempo. Suele escribirse como v(u,v,w), con: u(x,y,z,t); v(x,y,z,t); w(x,y,z,t).
Normalmente se caracteriza el viento por su velocidad y dirección. Solo en caso de presentarse ráfagas se recurre a dar su rafagosidad, que puede evaluarse mediante el Factor de Rafagosidad, FR, que se define, para promedios de diez minutos como :
V
V
FR max min
V
Se utilizan diferentes unidades para medir la velocidad del viento: m.s-1, km.h-1, kt, nudo (milla naútica/hora), km.día- 1 m.s-1=3,6 km.h- 1 kt=1,852 km.h-
La dirección del viento se mide en grados, indicando la dirección desde la que viene.
Se indica por medio de una línea la dirección hacia la que sopla el viento. Esta línea tiene en su extremo final una serie de líneas perpendiculares que indican la velocidad del viento. Una línea corta indica 5 nudos, una larga 10 nudos y un triángulo 50 nudos. Símbolo Descripción Símbolo Descripción
5 nudos del S
10 nudos del SW
15 nudos del W
20 nudos del NW
25 nudos del N
30 nudos del NE
35 nudos del E
40 nudos del SE
50 nudos
60 nudos
70 nudos
0 – Calma (0-0,2 m/s)
1- Ventolina (0,3-1,5 m/s)
2 – Flojito. Brisa muy débil (1,6-3,3 m/s)
3 – Flojo. Brisa débil (3,4-5,4, m/s)
4-Bonancible. Brisa moderada (5,5-7,9 m/s)
5 – Fresquito. Brisa fresca (8,0-10,7 m/s)
6 – Fresco. Brisa fuerte (10,8-13,8 m/s)
7 – Frescachón. Viento fuerte (13,9-17,1 m/s)
8 – Temporal (17,2-20,7 m/s)
9 – Temporal fuerte (20,8-24,4 m/s)
10 – Temporal duro (24,5-28,4 m/s)
11 – Temporal muy duro (28,5-32,6 m/s)
12 – Temporal huracanado (32,7 m/s en adelante)
Anemómetros termodinámicos:
Anemómetro de hilo caliente
Anemómetro sónico
Se desarrollaron a principios de los años 70 y se basan en el empleo de
ultrasonidos para la medida de la velocidad del viento que determinan por efecto
Doppler en sus tres componentes.
Son especialmente adecuados para la medida de la turbulencia ya que tienen una resolución temporal muy alta (20 Hz) debido a que no existen partes móviles. Por el contrario producen distorsión en el flujo debido a su estructura. En determinadas aplicaciones, como estaciones meteorológicas, navegación marítima y aviación se utilizan en dos dimensiones (velocidad y dirección)
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La ley de radiación de Planck, que nos da la distribución espectral de la radiación emitida por un cuerpo negro, se puede simplificar para longitudes de onda superiores a 1mm, deduciéndose la ley de Rayleigh-Jeans: 2
2
KT L
Esta aproximación es de utilidad en la zona de las microondas y nos da información sobre el comportamiento de la materia en esta región espectral. Podemos hablar de una fuente natural “pasiva” de microondas
La región espectral de las microondas tiene una aplicación actual mucho mas amplia como fuente “activa”, en la técnica conocida como radar (radio detecting and ranging). Ello se debe a varias características de las microondas:
La información que proporcionan es diferente a la suministrada en las regiones espectrales solar y térmica. Las microondas son fácilmente polarizables y por tanto fáciles de dirigir. Se pueden polarizar, tanto en emisión como en recepción
Las microondas
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La aplicación del radar a la meteorología se basa en la emisión discontínua de microondas y la detección de los ecos (reflexiones), que tienen lugar en una dirección determinada
El radar esta compuesto por tres elementos: transmisor, antena y receptor. El transmisor genera impulsos de energía, Pe (10<Pe <5.10^3 kw), cortos, т(0.1<т<5 μs). Estos impulsos se repiten con una frecuencia de repetición, fr(200< fr<2000 s-^1 ) La anchura del haz viene determinada por la longitud de onda y el tamaño y forma de la antena
El receptor registra la potencia devuelta por el blanco
Radar meteorológico
La distancia a la que se encuentra el blanco retrodispersor es: r = ct/ y el alcance máximo del radar será: rmax = c/2fr
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Ecuación del radar meteorológico
Las gotitas nubosa, las gotas de lluvia, los copos de nieve son blancos dispersores. Se caracterizan por ser conformar un volumen compuesto por muchos elementos dispersores alcanzados simultáneamente por el haz de radiación. El volumen queda definido por la anchura del haz y la longitud del impulso.
4 π r
G λ La potenciamedia registrada porelreceptores: P P (^34)
2 2 e
_ __ r
donde G es la ganancia de la antena y Σσ la suma de las secciones eficaces de retrodispersión, extendida a todas las partículas contenidas en el volumen determinado por el haz.
