Las boyas meteorológicas son instrumentos que recopilan datos meteorológicos y oceánicos dentro de los océanos del mundo, así como también ayudan durante la respuesta de emergencia a derrames químicos , procedimientos legales y diseño de ingeniería . Las boyas amarradas se han utilizado desde 1951, mientras que las boyas a la deriva se han utilizado desde 1979. Las boyas amarradas se conectan con el fondo del océano mediante cadenas , nailon o polipropileno flotante . Con el declive del barco meteorológico, han asumido un papel más importante en la medición de las condiciones en mar abierto desde la década de 1970. Durante las décadas de 1980 y 1990, una red de boyas en el Océano Pacífico tropical central y oriental ayudó a estudiar El Niño-Oscilación del Sur . Las boyas meteorológicas amarradas varían de 1,5 a 12 metros (5 a 40 pies) de diámetro, mientras que las boyas a la deriva son más pequeñas, con diámetros de 30 a 40 centímetros (12 a 16 pulgadas). Las boyas a la deriva son la forma dominante de boyas meteorológicas en gran número, con 1250 ubicadas en todo el mundo. Los datos de viento de las boyas tienen un error menor que el de los barcos. Existen diferencias en los valores de la temperatura de la superficie del mar mediciones entre las dos plataformas también, relacionadas con la profundidad de la medición y si el agua es calentada por el barco que mide la cantidad.
Historia
La primera propuesta conocida de observaciones meteorológicas de superficie en el mar se produjo en relación con la aviación en agosto de 1927, cuando Grover Loening declaró que "las estaciones meteorológicas a lo largo del océano, junto con el desarrollo del hidroavión para tener un alcance igualmente largo, darían lugar a vuelos oceánicos regulares dentro de diez años ". [1] A partir de 1939, los barcos de la Guardia Costera de los Estados Unidos se estaban utilizando como barcos meteorológicos para proteger el comercio aéreo transatlántico. [2]
Durante la Segunda Guerra Mundial, la Armada Alemana desplegó boyas meteorológicas ( Wetterfunkgerät See - WFS) en quince posiciones fijas en el Atlántico Norte y el Mar de Barents . Fueron lanzados desde submarinos a una profundidad máxima de océano de 1000 brazas (1800 metros), limitada por la longitud del cable de anclaje. La altura total del cuerpo era de 10,5 metros (de los cuales la mayor parte estaba sumergida), coronado por un mástil y una antena extensible de 9 metros. Los datos (temperatura del aire y del agua, presión atmosférica y humedad relativa) se codificaron y transmitieron cuatro veces al día. Cuando las baterías (pilas secas de alto voltaje para las válvulas y níquel-hierro para otras fuentes de energía y para subir y bajar el mástil aéreo) se agotaron, después de unas ocho a diez semanas, la unidad se autodestruyó. [3] [4]
El casco de 6 metros (20 pies) del dispositivo automático meteorológico oceanográfico de la Marina (NOMAD) fue diseñado originalmente en la década de 1940 para el programa de recopilación de datos en alta mar de la Marina de los Estados Unidos . La Marina de los Estados Unidos probó estaciones meteorológicas marinas automáticas para condiciones de huracán entre 1956 y 1958, aunque el alcance de la transmisión de radio y la duración de la batería fueron limitados. [5] Entre 1951 y 1970, se construyeron y desplegaron en el mar un total de 21 boyas NOMAD. [6] Desde la década de 1970, el uso de boyas meteorológicas ha reemplazado el papel de los barcos meteorológicos, ya que son más baratos de operar y mantener. [7] El primer uso reportado de boyas a la deriva fue para estudiar el comportamiento de las corrientes oceánicas dentro del Mar de los Sargazos en 1972 y 1973. [8] Las boyas a la deriva se han utilizado cada vez más desde 1979, y en 2005, 1250 boyas a la deriva vagaban por la Tierra. océanos. [9]
Entre 1985 y 1994, se desplegó una amplia gama de boyas amarradas y flotantes a lo largo del Océano Pacífico ecuatorial para monitorear y ayudar a predecir el fenómeno de El Niño . [10] El huracán Katrina volcó una boya de 10 m (33 pies) por primera vez en la historia del Centro Nacional de Boya de Datos (NDBC) el 28 de agosto de 2005. [11] El 13 de junio de 2006, la boya a la deriva 26028 terminó su recopilación de datos a largo plazo de la temperatura de la superficie del mar después de la transmisión durante 10 años, 4 meses y 16 días, que es el tiempo de recopilación de datos más largo conocido para cualquier boya a la deriva. [12] La primera boya meteorológica en el Océano Austral fue desplegada por el Sistema Integrado de Observación Marina (IMOS) el 17 de marzo de 2010. [13]
Instrumentación
Las boyas meteorológicas, al igual que otros tipos de estaciones meteorológicas, miden parámetros como la temperatura del aire sobre la superficie del océano, la velocidad del viento (constante y racheado), la presión barométrica y la dirección del viento. Dado que se encuentran en océanos y lagos, también miden la temperatura del agua , la altura de las olas y el período dominante de las olas . [14] Los datos brutos se procesan y se pueden registrar a bordo de la boya y luego se transmiten por radio, comunicaciones celulares o satelitales a los centros meteorológicos para su uso en el pronóstico del tiempo y el estudio del clima. Se utilizan tanto boyas amarradas como boyas a la deriva (a la deriva en las corrientes marinas abiertas). Las boyas fijas miden la temperatura del agua a una profundidad de 3 metros (9,8 pies). [15] Existen muchas boyas a la deriva diferentes en todo el mundo que varían en diseño y la ubicación de los sensores de temperatura confiables varía. Estas mediciones se transmiten a los satélites para una distribución de datos automatizada e inmediata. [15] Aparte de su uso como fuente de datos meteorológicos, sus datos se utilizan en programas de investigación, respuesta de emergencia a derrames químicos, procedimientos legales y diseño de ingeniería. [14] Las boyas meteorológicas amarradas también pueden actuar como ayuda a la navegación, como otros tipos de boyas.
Tipos
Las boyas meteorológicas varían en diámetro de 1,5 a 12 metros (5 a 40 pies). Los que se colocan en aguas poco profundas son de menor tamaño y están amarrados solo con cadenas, mientras que los que se encuentran en aguas más profundas usan una combinación de cadenas, nailon y polipropileno flotante. [14] Dado que no tienen un significado directo para la navegación, las boyas meteorológicas amarradas se clasifican como marcas especiales según el esquema de la IALA , son de color amarillo y muestran una luz amarilla intermitente durante la noche.
Las boyas para disco son redondas y están amarradas en ubicaciones oceánicas profundas, con un diámetro de 10 a 12 metros (33 a 39 pies). [16] [17] La boya de aluminio de 3 metros (10 pies) es una plataforma oceánica meteorológica muy accidentada que tiene capacidad de supervivencia a largo plazo. La vida útil esperada de la plataforma de 3 metros (10 pies) supera los 20 años y se mantiene adecuadamente; estas boyas no se han retirado debido a la corrosión. El NOMAD es una boya de monitoreo ambiental de aluminio amarrada única diseñada para despliegues en condiciones extremas cerca de la costa y a través de los Grandes Lagos . [16] Los NOMAD amarrados frente a la costa atlántica canadiense comúnmente experimentan tormentas invernales con alturas máximas de olas que se acercan a los 20 metros (66 pies) en el Golfo de Maine.
Las boyas a la deriva son más pequeñas que sus contrapartes amarradas, y miden de 30 a 40 centímetros (12 a 16 pulgadas) de diámetro. Están hechos de plástico o fibra de vidrio, y tienden a ser bicolores, con blanco en una mitad y otro color en la otra mitad del flotador, o completamente negros o azules. Mide un subconjunto más pequeño de variables meteorológicas en comparación con su contraparte amarrada, con un barómetro que mide la presión en un tubo en la parte superior. Tienen un termistor (termómetro metálico) en su base, y un submarino de tronco de cono , o ancla de mar, situado a 15 metros (49 pies) por debajo de la superficie del océano conectada con la boya por una larga, delgada correa de sujeción. [18]
Despliegue y mantenimiento
El Centro Nacional de Boya de Datos mantiene una gran red de boyas costeras cerca de los Estados Unidos, [19] con el despliegue y el mantenimiento a cargo de la Guardia Costera de los Estados Unidos. [20] Para Sudáfrica , el Servicio Meteorológico de Sudáfrica despliega y recupera sus propias boyas, mientras que el Servicio Meteorológico de Nueva Zelanda realiza la misma tarea para su país. [21] Environment Canada opera y despliega boyas para su país. [22] La Oficina Meteorológica de Gran Bretaña despliega boyas a la deriva en los océanos Atlántico norte y sur. [23]
Comparación con los datos de los barcos
Los informes de viento de las boyas amarradas tienen un error menor que los de los barcos. Para complicar la comparación de las dos mediciones, las boyas NOMAD informan vientos a una altura de 5 metros (16 pies), mientras que los barcos informan vientos desde una altura de 20 a 40 metros (66 a 131 pies). [24] La temperatura de la superficie del mar medida en el puerto de entrada de los barcos grandes tiene un sesgo cálido de alrededor de 0,6 ° C (1 ° F) debido al calor de la sala de máquinas. [25] Este sesgo ha llevado a cambios en la percepción del calentamiento global desde 2000. [26] Las boyas fijas miden la temperatura del agua a una profundidad de 3 metros (10 pies). [15]
Referencias
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enlaces externos
- Centro nacional de boyas de datos de EE. UU.
- Ubicación de los barcos y boyas meteorológicas
- Panel de cooperación de boyas de datos (DBCP)
- Huracán Rita y las boyas