Diseño y construcción de un globo meteorológico cautivo instrumentado

Design and construction of an instrumented meteorological tethersonde

Las observaciones de capa límite planetaria son clave para la realización del pronóstico numérico del tiempo. Los sistemas para perfilar la atmósfera tienen en general un alto precio, lo que los hace con frecuencia inaccesibles. Por ello, la necesidad de contar con instrumentos de medición abajo costo que permitan obtener datos confiables ha llevado al diseño y construcción de un globo meteorológico cautivo instrumentado, comparable a los diversos sistemas existentes en el mercado internacional tales como radio sondeo, perfiladores de viento, SODARS y globos cautivos, entre otros. Al abatir el costo, se abre la posibilidad de realizar un mayor número de mediciones de calidad, útiles en estudios de procesos atmosféricos que determinan el tiempo meteorológico, pero sobre todo para mejorar la condición inicial de los modelos de pronóstico del tiempo. 

En este artículo se describe el diseño de un globo meteorológico cautivo de bajo costo con el cual se pueden mantener mediciones de capa límite de manera continua, útiles en estudios de procesos atmosféricos y en el pronóstico numérico del tiempo. La viabilidad del instrumento quedó demostrada en campañas de medición realizadas a bordo de un buque oceanográfico.

1 INTRODUCCIÓN

En Meteorología es de fundamental importancia conocer la estructura de la capa límite planetaria. Es en esta zona donde los flujos de calor y humedad determinan el tiempo meteorológico dominante, por lo que una descripción adecuada de ésta es clave para el pronóstico numérico del tiempo. Las mediciones de capa límite se pueden realizar por diversos métodos como son: radiosondeos, perfiladores de viento, SODARS y globos cautivos. Sin embargo, los costos de la mayoría de los instrumentos anteriores son elevados y en algunos casos la disponibilidad del equipo y/o su manejo resulta difícil. En la Universidad Nacional Autónoma de México, el uso del globo cautivo del tipo ADAS (Acquisition Data Atmospheric System) resultó adecuado para conocer la estructura de la capa límite sobre el océano cuando los vientos son menores de 10 m/s [1]. Sin embargo, el sistema original ADAS ha desaparecido del mercado por lo que sólo se tienen modelos como el de la compañía Vaisala [2] de costo elevado.

Un globo cautivo o sonda anclada (tethersonda tomado del nombre tethersonde) consiste esencialmente en uno o varios sensores meteorológicos colocados a diferentes alturas de su hilo de sujeción. Conforme se eleva el globo se obtiene el comportamiento de algún parámetro meteorológico en altura con una frecuencia dada. Aunque un globo cautivo tiene la ventaja de que se pueden obtener varios perfiles sin perder la sonda como en el caso del radiosondeo, el alcance vertical se limita por lo general a sólo un kilómetro de altura. El sistema se puede también utilizar como torre, para medir condiciones atmosféricas en un cierto plazo en los niveles múltiples. En general, la capa límite atmosférica se encuentra en este rango.