En meteorología (y climatología ), una mesonet , acrónimo de red de mesoescala, es una red de (típicamente) estaciones de monitoreo meteorológico y ambiental automatizadas diseñadas para observar fenómenos meteorológicos de mesoescala . [1] [2] Las líneas secas , las líneas de turbonada y las brisas marinas son ejemplos de fenómenos que pueden ser observados por las mesonetas. Debido a las escalas espaciales y temporales asociadas con los fenómenos de mesoescala, las estaciones meteorológicas que comprenden una mesonet se espaciarán más juntas y notificarán con más frecuencia que las redes de observación a escala sinóptica , como ASOS . El término mesonet se refiere al grupo colectivo de estas estaciones meteorológicas, y normalmente son propiedad y están operadas por una entidad común. Las mesonets suelen registrar observaciones meteorológicas de superficie in situ , pero algunas involucran otras plataformas de observación, en particular perfiles verticales de la capa límite planetaria (PBL). [3]
Las características distintivas que clasifican una red de estaciones meteorológicas como mesonet son la densidad de la estación y la resolución temporal. Dependiendo de los fenómenos que se pretenden observar, las estaciones mesonet utilizan un espaciamiento espacial de 1 a 40 kilómetros (0,62 a 24,85 mi) [4] e informan las condiciones cada 1 a 15 minutos. Micronet s (ver escala de tormenta y microescala ), como en áreas metropolitanas como Oklahoma City , [5] St. Louis y Birmingham , Reino Unido , pueden ser incluso más densas en resolución espacial. [6]
Propósito
Tormentas eléctricas , líneas de turbonada, drylines, [7] brisas marinas y terrestres, brisa de la montaña y el valle brisas , las ondas de montaña , mesolows y mesohighs , mínimos vigilia , mesoescala vórtices convectivos (VCM), los ciclones tropicales y ciclones extratropicales bandas de lluvia , macrobursts , frentes de ráfagas y Los límites de los flujos de salida , las ráfagas de calor , las islas de calor urbano y otros fenómenos de mesoescala pueden hacer que las condiciones climáticas en un área localizada sean significativamente diferentes de las dictadas por las condiciones ambientales a gran escala. [8] [9] Como tal, los meteorólogos deben comprender estos fenómenos para mejorar la habilidad de pronóstico. Las observaciones son fundamentales para comprender los procesos mediante los cuales estos fenómenos se forman, evolucionan y se disipan.
Las redes de observación a largo plazo ( ASOS , AWOS , Coop ), sin embargo, son demasiado escasas y reportan con poca frecuencia para la investigación de mesoescala. Las estaciones ASOS y AWOS suelen estar espaciadas entre 50 y 100 kilómetros (31 a 62 millas) y reportan solo cada hora en muchos sitios. La base de datos del Programa Cooperativo de Observadores (COOP) consta únicamente de informes diarios. Los fenómenos meteorológicos de "mesoescala" ocurren en escalas espaciales de decenas a cientos de kilómetros y escalas temporales (de tiempo) de minutos a horas. Por lo tanto, se necesita una red de observación con escalas temporales y espaciales más finas para la investigación de mesoescala. Esta necesidad llevó al desarrollo de la mesonet.
Los humanos utilizan directamente los datos de Mesonet para la toma de decisiones, pero también aumentan la habilidad de la predicción numérica del tiempo y son especialmente beneficiosos para los modelos de mesoescala de corto alcance. Las mesonets, junto con las soluciones de teledetección ( asimilación de datos de radares meteorológicos , satélites meteorológicos , perfiladores de viento ), permiten una resolución temporal y espacial mucho mayor en un modelo de pronóstico. Como la atmósfera es un sistema dinámico no lineal caótico (es decir, efecto mariposa ), este aumento de datos aumenta la comprensión de las condiciones iniciales y mejora el rendimiento del modelo . Además de los usuarios de meteorología y climatología, los departamentos de transporte, los productores y distribuidores de energía, otros intereses de servicios públicos y las entidades agrícolas también necesitan información meteorológica a escala fina. Estas organizaciones operan docenas de mesonets dentro de los EE. UU. Y a nivel mundial. Los intereses del medio ambiente, la gestión de emergencias y la seguridad pública y los seguros también son grandes usuarios de la información de mesonet.
En muchos casos, las estaciones de mesonet pueden (por necesidad) ubicarse en posiciones donde las mediciones precisas pueden verse comprometidas; por ejemplo, esto es especialmente cierto en el caso de las estaciones construidas para la red de WeatherBug , muchas de las cuales estaban ubicadas en edificios escolares. El sesgo potencial que pueden causar estas ubicaciones debe tenerse en cuenta al ingresar los datos en un modelo, para que no ocurra el fenómeno de " basura adentro, basura afuera ".
Operaciones
Las mesonets nacieron de la necesidad de realizar investigaciones a mesoescala. La naturaleza de esta investigación es tal que las mesonets, al igual que los fenómenos que deben observar, son de corta duración. Sin embargo, los proyectos de investigación a largo plazo y los grupos ajenos a la investigación han podido mantener una mesonet durante muchos años. Por ejemplo, el campo de pruebas de Dugway del ejército de EE. UU . En Utah ha mantenido una mesonet durante muchas décadas. El origen de las mesonets basado en la investigación ha llevado a la característica de que las estaciones de mesonet tienden a ser modulares y portátiles, capaces de trasladarse de un programa de campo a otro.
Ya sea que la mesonet sea temporal o semipermanente, cada estación meteorológica es típicamente independiente y obtiene energía de una batería y paneles solares . Una computadora a bordo toma lecturas de varios instrumentos que miden la temperatura , la humedad , la velocidad y dirección del viento y la presión atmosférica , así como la temperatura y la humedad del suelo , y otras variables ambientales consideradas importantes para la misión del mesonet, siendo la irradiancia solar una parámetro no meteorológico. La computadora guarda periódicamente estos datos en la memoria y transmite las observaciones a una estación base por radio , teléfono (inalámbrico o fijo) o transmisión por satélite . Los avances en la tecnología informática y las comunicaciones inalámbricas en las últimas décadas hicieron posible la recopilación de datos de mesonet en tiempo real. La disponibilidad de datos de mesonet en tiempo real puede ser extremadamente valiosa para los pronosticadores operativos, ya que pueden monitorear las condiciones climáticas desde muchos puntos en su área de pronóstico.
Historia
Las primeras mesonetas operaban de manera diferente a las mesonetas modernas. Cada instrumento constitutivo de la estación meteorológica era puramente mecánico y bastante independiente de los otros sensores. Los datos se registraron de forma continua mediante una aguja entintada que giraba alrededor de un punto sobre un tambor giratorio cubierto por una funda de papel graficado llamado gráfico de trazas, muy parecido a una estación de sismógrafo tradicional. El análisis de datos podría ocurrir solo después de que se recopilaron los gráficos de seguimiento de los diversos instrumentos.
Una de las primeras mesonets operó en el verano de 1946 y 1947 y fue parte de una campaña de campo llamada The Thunderstorm Project . [10] Como su nombre lo indica, el objetivo de este programa era comprender mejor la convección de tormentas.
Ejemplos de
La siguiente tabla es una lista incompleta de mesonets que han operado en el pasado y en el presente:
Años de funcionamiento | Nombre de la red, lugar | Espaciado | No. de estaciones (año) | Objetivos |
---|---|---|---|---|
1939-1941 | Lindenberger Böennetz | , Lindenberg , Tauche , Alemania3 a 20 km (1,9 a 12,4 mi) | 19-25 | investigación sobre riesgo convectivo, líneas de turbonada y ráfagas de viento, para la aviación [9] |
1940 | Maebashi , Japón | 8 a 13 km (5,0 a 8,1 mi) | 20 | investigación sobre peligros convectivos para la aviación, estructura examinada de tormentas eléctricas [9] |
1941 | Cuenca Muskingum | 10 km (6.2 mi) | 131 | investigación sobre precipitaciones y escorrentías [9] |
1946 | El Proyecto Tormenta, Florida | 1 mi (1,6 km) | 50 | investigación de convección de tormentas [11] |
1947 | El Proyecto Tormenta, Ohio | 3,2 km | 58 | investigación de convección de tormentas [11] |
1960 | New Jersey | 10 km (6.2 mi) | 23 | investigación sobre sistemas de presión de mesoescala [9] |
1960 | Fuerte Huachuca , Arizona | 20 km (12 millas) | 28 | Investigación de operaciones del ejército ( meteorología militar ) [9] |
1961 | Fuerte Huachuca, Arizona | 3 km (1,9 millas) | 17 | investigación sobre la influencia de la orografía [9] |
1961-presente | Campo de pruebas Dugway , Utah | 9 mi (14 km) | 26 | Modelado de la calidad del aire y otras investigaciones de áreas desérticas. |
1961 | Asta de bandera | 8 km (5,0 millas) | 43 | investigación de convección de cumulonimbus [9] |
1961 | Proyecto Nacional de Tormentas Severas (NSSP) | 20 km (12 millas) | 36 | investigación sobre la estructura de tormentas severas [9] |
1962 | Proyecto Nacional de Tormentas Severas (NSSP) | 60 km (37 millas) | 210 | investigación sobre líneas de turbonada y saltos de presión [9] |
1972-Actualidad | Enviro-Weather, Michigan (ahora también secciones adyacentes de Wisconsin ) | Varía | 81 | centrado en la agricultura; archivo, varía de 5-60 min observaciones [12] |
1981 al presente | Nebraska Mesonet, Nebraska | Varía | 69 (2018) | originalmente centrada en la agricultura, ahora polivalente; archivo, observaciones casi en tiempo real [13] [14] [15] |
1983-actualidad | Dakota del Sur Mesonet, Dakota del Sur | Varía | 27 | archivo, observaciones de 5 minutos en tiempo real [16] |
1986 al presente | Kansas Mesonet, Kansas | Varía | 72 | archivo, observaciones en tiempo real [17] |
1986 al presente | Red meteorológica de Arizona (AZMET), Arizona | Varía | 27 | centrado en la agricultura; archivo, observaciones en tiempo real, 15 min - 1 hr [18] |
1988-presente | Washington AgWeatherNet, Washington | Varía | 177 | centrado en la agricultura; archivo, observaciones en tiempo real, 5 y 15 min [19] [20] |
1989 al presente | Sistema Meteorológico del Centro de Investigación y Desarrollo Agrícola de Ohio (OARDC), Ohio | Varía | 17 | centrado en la agricultura; archivo, observaciones por hora [21] |
1990 al presente | Red meteorológica agrícola de Dakota del Norte (NDAWN), Dakota del Norte (también áreas adyacentes de NW- Minnesota y NE- Montana ) | Varía | 91 | centrado en la agricultura; archivo, observaciones en tiempo real [22] |
1991 al presente | Oklahoma Mesonet , Oklahoma | Varía | 121 | seguimiento integral; archivo, observaciones en tiempo real [23] [24] |
1991 al presente | Red meteorológica automatizada de Georgia (AEMN), Georgia | Varía | 82 | agricultura e hidrometeorología; archivo, observaciones en tiempo real, 15 min [25] [26] |
1993-presente | Missouri Mesonet, Misuri | Varía | 35 | centrado en la agricultura; archivo, observaciones en tiempo real en 21 estaciones [27] [28] |
1994 al presente | ** WeatherBug (AWS), en Estados Unidos | Varía | > 8.000 | observaciones en tiempo real para escuelas y estaciones de televisión [29] [30] |
1997 al presente | Red meteorológica automatizada de Florida (FAWN), Florida | Varía | 42 | centrado en la agricultura; archivo, en tiempo real [31] [32] |
1999 hasta el presente | West Texas Mesonet, Oeste de Texas | Varía | 63+ | archivo, observaciones en tiempo real [33] [34] |
2001 al presente | Iowa Environmental Mesonet, Iowa | Varía | 469 * | archivo, observaciones en tiempo real [35] [36] |
2002-actualidad | Solutions Mesonet, Este de Canadá | Varía | 600 + * | archivo, observaciones en tiempo real [37] |
2002-actualidad | Western Turkey Mesonet, Turquía | Varía | 206+ | predicción inmediata, hidrometeorología [38] |
2003-actualidad | Sistema de Observación Ambiental de Delaware (DEOS), Delaware | Varía | 57 | archivo, observaciones en tiempo real [39] [40] |
2004-actualidad | South Alabama Mesonet (Estados Unidos Mesonet), Alabama | Varía | 26 | archivo, observaciones en tiempo real [41] |
2004-2010 | Foothills Climate Array (FCA), sur de Alberta | Promedio de 10 km (6.2 mi) | 300 | investigación sobre la variación meteorológica espacio-temporal, y sobre el rendimiento de los modelos meteorológicos y climáticos , en topografías contiguas de montañas , colinas y praderas [42] |
2007-presente | Kentucky Mesonet, Kentucky | Varía | 68 | archivo, observaciones en tiempo real [43] [44] [45] |
2008-presente | Quantum Weather Mesonet, área metropolitana de St. Louis, Missouri | Varía (promedio ~ 5 millas (8.0 km)) | 100 | utilidad y predicción inmediata ; archivo, observaciones en tiempo real [46] |
Regalo | ECONet de Carolina del Norte, Carolina del Norte | Varía | 99 | archivo, observaciones en tiempo real [47] |
2012-actualidad | Laboratorio de clima urbano de Birmingham (BUCL) Mesonet, Birmingham, Reino Unido | 3 por km 2 | 24 | vigilancia de la isla de calor urbano (UHI) [48] [49] |
2015-actualidad | Mesonet del estado de Nueva York , Nueva York | Varía, un promedio de 20 millas (32 km) | 126 | observaciones en tiempo real, pronóstico mejorado [50] |
2016-actualidad | TexMesonet, Texas | Varía | 64+ en la red; 3,151 en total | red enfocada en hidrometeorología e hidrología operada por la Junta de Desarrollo del Agua de Texas, más una red de redes; algunas observaciones en tiempo real, archivo [51] |
Regalo | New Jersey Weather & Climate Network (NJWxNet), Nueva Jersey | Varía | 66 | observaciones en tiempo real [52] |
Regalo | Keystone Mesonet, Pensilvania | Varía | observaciones en tiempo real, archivadas; variedad de usos, red de redes [53] |
* No todas las estaciones son propiedad de la red.
** Como se trata de estaciones privadas, aunque se toman medidas de QA / QC, estas pueden no ser de grado científico y pueden carecer de ubicación, calibración, sensibilidad, durabilidad y mantenimiento adecuados. La red AWS / Weatherbug es una colección de múltiples mesonets, cada una típicamente centrada en el mercado de medios de una estación de televisión anfitriona .
Aunque no está etiquetada como mesonet, la Agencia Meteorológica de Japón (JMA) también mantiene una red de observación de superficie a nivel nacional con la densidad de una mesonet. JMA opera AMeDAS , que consta de aproximadamente 1300 estaciones con un espaciamiento de 17 kilómetros (11 millas). La red comenzó a funcionar en 1974. [54]
Las mesonets permanentes son redes estacionarias que consisten principalmente en estaciones automatizadas; sin embargo, algunos proyectos de investigación utilizan mesonets móviles. Ejemplos destacados incluyen los proyectos VORTEX . [55] [56]
Ver también
- Programa de Observadores Meteorológicos Ciudadanos (CWOP)
- MesoWest
- Sistema de información meteorológica vial (RWIS)
- TAMDAR
- Análisis meteorológico de superficie
- Estación meteorológica aeroportuaria automatizada
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enlaces externos
- Proveedores de datos mesonet integrados de superficie meteorológica MADIS ( MADIS )
- Resumen de datos de National Mesonet / UrbaNet (Operaciones centrales de NCEP)
- Redes hidrometeorológicas en los Estados Unidos
- MesoWest
- Red de estaciones meteorológicas personales ( meteorología subterránea )
- Programa Citizen Weather Observer (CWOP) (wxqa.com)
- FindU.com ( APRS )
- Mesonets del medio oeste y sitios instrumentados especializados (Centro regional del clima del medio oeste)
- FAESR: Redes In-Situ de Superficie (Instalaciones de NCAR para la Investigación de Ciencias de la Tierra y la Atmósfera)
- Tecnologías emergentes y remotas de superficie