Los datos del estado del tiempo son captados por instrumentación de meteorología Davis Instruments instalada en una azotea del CIMAT. Se cuenta con un pluviómetro, un anemómetro, una veleta de viento, así como un sensor exterior de temperatura y humedad. El módulo de recepción de datos se encuentra en la oficina de Miguel Nakamura, y está conectado a su computadora, manteniendo ahí en forma automática una base de datos que data desde junio de 1994.

La información mostrada en el servidor de WWW del CIMAT se actualiza cada 15 minutos. Hay dos formas de consultar datos actualizados: puede accesarse una información detallada o bien un resumen. Por otra parte, también existen resúmenes climatológicos por mes y por año.


El resumen consiste de una sola línea de texto que contiene la información más reciente. Un ejemplo:

5/29/00 4:45pm Rocío: 12.6 ºC Humedad: 56 % Viento: 4.8 km/h NE (41°) Ráfagas: 19.3 km/h
Variación temperatura: -0.9
ºC/h Lluvia: +0.00 mm/h

Aquí, Rocío es la temperatura de rocío a la fecha y hora señalada; Humedad es la humedad relativa; Viento es la velocidad y la dirección media del viento actual; Ráfagas indica el valor máximo de velocidad del viento; Variación temperatura es la variación por hora de temperatura (positivo indica ascenso, negativo descenso); Variación lluvia es la tasa de precipitación horaria actual.


La información detallada consiste de registros por cada 30 minutos del día de hoy y de ayer, permitiendo consultar hoy los pormenores de algún incidente (aguacero, vendaval, onda de calor, o frío extremo) ocurrido el día anterior. Los datos se encuentran identificados con el siguiente encabezado:

Date, Time, TH Index, Temp Out, Hi Temp, Low Temp, Hum Out, Dew Pt., Wind Speed, Hi, Dir, Rain, Bar, Temp In, Hum In, Arc Per

A continuación se explica el significado de los números que aparecen en el cuerpo de la tabla. Todo valor que porte el calificativo medio (empleado en temperaturas, humedad relativa, presión, y velocidad del viento) en el intervalo de 30 minutos es un promedio de valores registrados cada 15 segundos. Los extremos de temperatura (máxima y mínima), y la máxima velocidad del viento (ráfaga) son extremos absolutos ocurridos en el intervalo. La dirección predominante del viento es la dirección modal (es decir, la más frecuente) de las direcciones examinadas cada 15 segundos en el intervalo correspondiente.

Date Time: Fecha y hora que señala el final de un intervalo de 30 minutos. Ejemplo: La línea de las 10:00 representa lo ocurrido durante el intervalo 9:30-10:00.

Arc Per: (Archive Period) Indica que los intervalos son de 30 minutos.

TEMPERATURAS (˚C)

TH Index: Se trata de un índice que es función de la temperatura y de la humedad relativa, que tiene por objeto denotar qué tan caliente se "siente" el aire. Cuando la humedad relativa es alta, la temperatura ambiental se percibe como más alta debido a que la sudoración no puede evaporarse con prontitud para enfriar el cuerpo. Debido a que éste es un índice para condiciones de esfuerzo bajo el calor, no es relevante para temperaturas bajas, por lo que a temperaturas inferiores a 20° C este índice se reporta igual a la temperatura ambiental.

Temp Out: Temperatura ambiental media ocurrida en el intervalo.

Hi Temp: Temperatura máxima ocurrida en el intervalo.

Lo Temp: Temperatura mínima ocurrida en el intervalo.

Dew Pt: Temperatura de punto de rocío (en inglés, dew point) media en el intervalo.

Esta es la temperatura a la cual deberá enfriarse el aire a presión constante para que se condense la humedad que contiene. Esto es, en el momento que la temperatura ambiente llega a igualar la temperatura de rocío, se forma neblina y se diría entonces que el aire se encuentra saturado. El punto de rocío no puede ser mayor a la temperatura del aire, y es usualmente bastante menor. Aunque se trata de una medición expresada en unidades de temperatura, el punto de rocío está íntimamente relacionado con el concepto de humedad. Si el aire se encuentra muy húmedo, habrá que enfriarlo menos para saturarlo; es decir, la temperatura de rocío es mayor.

Como en la superficie de la Tierra la presión varía relativamente poco, el punto de rocío resulta ser un buen indicador del contenido de humedad en el aire, así como una medida útil del nivel de incomodidad humana en clima caliente y húmedo. La mayoría de las personas comienzan a sentirse incómodas cuando el punto de rocío alcanza 20C. A diferencia del punto de rocío, la humedad relativa (ver abajo) no sólo depende del contenido de humedad sino también de la temperatura del aire. En un día soleado, la humedad relativa puede decrementarse hasta en un 50% o más simplemente por el aumento en la temperatura del aire, mientras que el punto de rocío se incrementaría junto con la temperatura, dando así una visión más acertada del grado de incomodidad.

Una nube de base plana cumulus se forma porque el aire que asciende se enfría gradualmente con la altura y se satura (una nube es entonces aire saturado). La base plana delata la altura a la que se alcanzó la temperatura de rocío durante el ascenso. Por esta razón, la diferencia entre la temperatura ambiental y la temperatura del rocío puede relacionarse también con la altura de dichas nubes.

Wind Chill: Temperatura aparente media percibida por el cuerpo humano por exposición al viento.

Esta variable tiene por objeto proporcionar un índice de la cantidad de calor que se pierde a través de la piel, cuando está expuesta a combinaciones distintas de temperatura y velocidad del viento. Por ejemplo, nuestra piel expuesta a 2C acompañado por viento sostenido de 12 km/hr, percibe y pierde calor al mismo ritmo que a -11C con viento en calma (-11C en sería en estas circunstancias el wind chill). Con viento en calma, las temperaturas ambiental y wind chill coinciden.

La exposición al viento remueve con mayor rapidez el calor corporal y nos hace percibir una temperatura inferior a la que realmente posee el aire que nos envuelve. Hablamos entonces de "viento helado" solamente en sentido figurado, pues en realidad el aire que nos pega tiene exactamente la misma temperatura que si estuviera quieto.

Debido a las temperaturas ambientales que imperan en México, no estamos acostumbrados a darle significancia al wind chill ni a buscarlo en los pronósticos del tiempo, pero en otras latitudes del mundo sí resulta muy crucial porque una exposición al viento puede producir congelamiento de la piel tan solo en unos cuantos minutos. Aunque no se llegue a sufrir el extremo de congelamiento de la piel, el hecho es que si se remueve calor con mayor rapidez a la que el cuerpo es capaz de regenerarlo, puede producirse una peligrosa circunstancia llamada hipotermia.

Temp In: Temperatura media en el interior.

PRESION ATMOSFERICA

Bar: Lectura media de presión atmosférica en el intervalo, en pulgadas de mercurio.

Aunque está establecida la creencia de que la lectura de presión atmosférica es por sí misma predictora de lluvia (es decir, que el estado del tiempo invariablemente empeora cuando cae la lectura del barómetro) en realidad puede llover cuando el barómetro se encuentra en 30.32 inHg y puede estar despejado con 29.92 inHg. Si bien es cierto que una zona de baja presión típicamente está acompañada de nubosidad e incremento en el viento mientras que una zona de alta presión típicamente ofrece cielo despejado, la importancia del barómetro no radica en observar el valor numérico actual. Más importantemente, es relevante la tendencia barométrica en las últimas horas o días. Esta tendencia es la que señala la presencia de los centros de alta o baja presión que se mueven sobre nosotros.

Tómese en cuenta una advertencia que es relevante para la interpretación de observaciones barométricas: existen cambios barométricos que ocurren periódicamente cada 24 horas que nada tienen que ver con condiciones locales, que son similares a la ocurrencia de mareas. A las 10am y las 10pm, el barómetro tiende a dar valores altos; a las 4pm y 4am, tiende a dar lecturas bajas.

HUMEDAD

Hum Out: Humedad relativa media en el intervalo (%), en el exterior.

La humedad relativa es el porcentaje de humedad que contiene el aire con respecto al total de humedad que es capaz de contener como función de su temperatura y su presión. El aire es una especie de esponja que puede absorber un máximo de humedad en forma de vapor de agua antes de saturarse (es decir, de formar neblina por no poder ya contener humedad en forma de vapor). Pero la capacidad de absorción de esta esponja depende de la temperatura: a mayor temperatura, el aire es capaz de contener mayor cantidad de vapor de agua. Para una medida complementaria de la humedad en el ambiente, véase arriba el punto de rocío.

El ejercicio físico realizado bajo combinaciones altas de temperatura y humedad relativa es conducente a insolación, ya que se reduce la capacidad del cuerpo humano para enfriarse por sí mismo (ver también el índice llamado temperature-humidity index). No es común experimentar estos extremos simultáneos en el clima al que estamos habituados en el centro de México. En verano, en el N y E de E.U., por ejemplo, no es extraño que se registren 40C de temperatura con 90% de humedad, lo cual, sobra decir, resulta sumamente desagradable.

Hum In: Humedad relativa media en el intervalo (%), en el interior del edificio.

LLUVIA

Rain: Precipitación (lluvia) en milímetros durante el intervalo.

Un mm de precipitación significa que un recipiente abierto con paredes perfectamente verticales, acumula una columna de agua de 1 mm de altura. En particular, 1 mm de precipitación sobre un area de 1m2 sería equivalente a rociar el area con 1 litro de agua; así, 1 mm puede interpretarse como una cantidad de agua equivalente a 1 lt/m2. La resolución del pluviómetro que se está utilizando es de 0.2mm, por lo que bien es posible que una llovizna ligera no logre registrarse. Considere la siguiente referencia: los chubascos en Guanajuato que llegan a depositar piedras en las calles son del orden de 15mm de precipitación en un espacio de media hora, mientras que la media anual en Valenciana es del orden de 600mm (más exactamente, en 1995 llovió en Valenciana 740.0mm; en 1996, 450.2mm; en 1997, 586.2mm; en 1998, 674.4mm; en 1999, 353.0mm).

Según la National Geographic Society, el lugar con mayor precipitación en el mundo es Mount Waialeale, Hawaii, con una precipitación media anual de 11,684mm. Existen varios lugares en el mundo donde la precipitación anual es de 0mm.

VIENTO

Wind Speed: Velocidad media del viento durante el intervalo (km/hr).

Aquí deben observarse tendencias de aumento o disminución en la velocidad del viento a lo largo de varias horas. Si hay aumento, indica que la presión atmosférica está variando rápidamente y que habrá pronto cambios acelerados en el estado del tiempo. Por el contrario, una disminución en la velocidad del viento, o bien carencia de viento, indican una permanencia de las condiciones meteorológicas actuales.

Algunos efectos que producen diversas velocidades de viento en km/h son las siguientes: <1 calma (humo asciende verticalmente); 1-5 aire ligero (hojas apenas se mueven, humo comienza a mostrar flujo del viento); 6-11 brisa ligera (hojas susurran); 12-29 brisa suave (hojas y ramitas en constante movimiento); 20-29 brisa moderada (mueve ramas, levanta polvo, transporta papel); 30-38 brisa fresca (ramas grandes comienzan a mecerse); 39-50 brisa fuerte (ramas grandes en movimiento constante); 51-61 vendaval moderado (árboles enteros en movimiento); 62-74 vendaval fresco (rompe ramas, puede causar dificultad para caminar); 75-86 vendaval fuerte (se aflojan tejas, cubre suelo con ramas rotas); 87-101 vendaval completo (derriba árboles, provoca daño estructural considerable); 102-120 borrasca (daño generalizado); >120 huracán (daño generalizado severo).

Hi: Velocidad máxima del viento durante el intervalo (km/hr).

Dir: Dirección predominante del viento en el intervalo.

A nuestra latitud, los vientos predominantes son los alisios, de dirección NE (NE significa que el viento proviene del noreste). Los vientos alisios constituyen el segmento final de uno de los regímenes de circulación global de aire (llamados celdas): el aire en el ecuador tiende a ascender como resultado del fuerte calentamiento solar; una vez que llega a la parte alta de la atmósfera fluye en dirección NE, perdiendo gradualmente gran parte de su humedad y enfriándose; aproximadamente a latitutud 30N, el mismo aire desciende cálido y seco (produciendo desiertos en muchas partes del mundo en esta latitud); el aire ahora en la capa inferior de la atmósfera que regresa hacia el sur se desvía hacia el oeste debido a la rotación de la Tierra, convirtiéndose así en los predominantes vientos alisios propios de nuestra latitud.

La dirección del viento nos puede indicar si el aire se volverá más caliente o más frío, o bien más húmedo o más seco, que el aire que experimentamos actualmente. Esta dirección de procedencia está relacionada con los tipos de masas de aire que nos pueden afectar en un lugar determinado cuando hay perturbaciones meteorológicas: marítimo tropical (caliente y húmedo); continental tropical (caliente y seco); continental polar (frío y seco), etc. Los cambios bruscos en la dirección del viento (en ocasiones, de 90 grados o más) indican el paso de frentes meteorológicos y zonas de altas o bajas presiones, y pueden presagiar el arribo de una masa de aire con muy distintas características físicas.


El resumen climatológico pretende dar una descripción general de un mes en particular o de un año en particular, utilizando un formato más o menos estándar promovido por NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). Los formatos se explican por sí solos, excepto quizás por los conceptos de heating degree-days y cooling degree-days, los cuales tienen por objeto dar índices de acumulación de frío y calor, respectivamente, a lo largo de un día. El que el término heating degree-days tiene que ver con acumulación de frío (en lugar de calor) se debe a la interpretación de que se vuelve necesario encender la calefacción debido a las bajas temperaturas (si se enciende el calentador durante más tiempo, es porque hizo más frío). Similarmente cooling degree-days tiene que ver con la necesidad de accionar el enfriador de aire (a mayor cooling degree-days, mayor cantidad de calor).

Sea h una temperatura base para calentamiento (heating base temperature). A lo largo de un día, suponga que la curva de temperatura pasa por debajo de h. El area entre h y la curva de temperatura por debajo de h es la cantidad de heating degree-days. Similarmente, sea c una temperatura base para enfriamiento (cooling base temperature). A lo largo del día, suponga que la curva de temperatura pasa por arriba de c. El area entre c y la curva de temperatura por arriba de c es la cantidad de cooling degree-days. De esta manera, una unidad de degree-day se obtiene si la temperatura se encuentra 1C por arriba de c durante un día entero, y también si se encuentra 24C por arriba durante una hora. En países donde es común el empleo de aire acondicionado y calefacción, estas cantidades son útiles para evaluar y anticipar el consumo de electricidad. La selección de h=10 y c=27 en los resúmenes climatológicos es enteramente arbitraria. En la agricultura, la cantidad de cooling degree-days también se conoce como growing degree-days y está relacionada con la maduración de cultivos y pestes (los organismos tienden a madurar más rápidamente cuando hace más calor). Gráficamente, estos conceptos se ilustran con la siguiente figura.


Referencias
Cosgrove, B., La Atmósfera y el Tiempo, Altea, Madrid, 1992.

Ludlum, D. M., The Audobon Society Field Guide to North American Weather, Alfred A. Knopf, New York, 1991.

Musk, L. F., Weather Systems, Cambridge University Press, Cambridge, 1988.

Schaefer, V. J. and Day, J. A., A Field Guide to the Atmosphere, Houghton Mifflin, Boston, 1981.


Realización
Mantenimiento: Miguel Nakamura (la adquisición de la instrumentación fue realizada a nivel personal). Software para elaboración de reportes y gráficas: Ambient Software.


Miguel Nakamura, 6/1/00