lunes, 16 de abril de 2012

Pluviometría

[Portada del último libro de José Miguel Viñas, Curiosidades meteorológicas, un recorrido por la ciencia de la temperie a través de un centenar de aspectos curiosos de la misma, con sus explicaciones, siempre amenas y rigurosas como sabe hacerlas este maestro de la divulgación científica. El libro (Alianza Editorial) es un complemento ideal de Introducción a la Meteorología (Almuzara), del mismo autor. Fuente]



La pluviometría, o medida de la precipitación (variable meteorológica de máximo interés), se realiza con un dispositivo llamado pluviómetro. Si el instrumento dispone de un sistema de grabación para registrar gráficamente la cantidad de lluvia en un cierto intervalo de tiempo (por ejemplo, una semana) hablaríamos de pluviógrafo. Si lo que queremos es medir la precipitación en un lugar remoto de montaña, de difícil acceso, necesitaremos un pluviómetro que nos permita recoger gran cantidad de agua para realizar la medida con menor frecuencia (como una estación o incluso un año completo); llamamos entonces al instrumento totalizador.

La medida de precipitación se expresa en L/m2 o, lo que es lo mismo, en mm. Pero, ¿por qué son equivalentes estas dos unidades aparentemente distintas? Es fácil demostrarlo. Resulta que 1 L/m2 corresponde a una precipitación de 1 L (1 dm3 = 1000 cm3 = 1000 mL) caída en una superficie de 1 m2 (1m x 1m). Y si tuviéramos un depósito de 1 m2 de superficie, la anterior precipitación de 1 L por cada metro cuadrado  alcanzaría una altura en él de, justamente, 1 mm. Veamos: puesto que 1 m2 equivale a 1.000.000 mm2 (hay tres escalones, de unidades cuadradas, que bajar; por tanto, 100 x 100 x 100 = 1.000.000), el volumen del agua depositada cuando alcance una altura de 1 mm en una superficie de 1 m2 será V = 1 mm x 1.000.000 mm2 = 1.000.000 mm3. Si no nos mareamos con tantos ceros veremos que, como un millón de milímetros cúbicos es lo mismo que un decímetro cúbico (1 dm3 = 1.000.000 mm3 ya que hay dos escalones de unidades cúbicas, que van de 1000 en 1000), o sea, equivalente a 1 L (1 dm3 = 1 L), decir que la precipitación es de 1 L/m2  es lo mismo que afirmar que ha sido de 1 mm (altura de agua de 1 mm en una superficie de 1 metro cuadrado). Así, por ejemplo, si leemos que el día con más lluvia en Sevilla, según los registros, fue el 2 de noviembre de 1997 con 109 litros, estaremos indicando que cayeron aquel lluvioso día del otoño sevillano 109 L/m2 o 109 mm (altura del agua en cada metro cuadrado).

Si construimos un pluviómetro deberemos tener en cuenta que habrá que medir con exactitud el diámetro de la abertura superior colectora expuesta a la precipitación. Así podremos calcular fácilmente su área (el área de un círculo se calcula multiplicando el número pi, aproximadamente 3,14, por el cuadrado del radio). El agua recogida es dirigida a un depósito (en los dispositivos comerciales ya graduado y calibrado) a través de un embudo. La tarea es fácil; si queremos ver cuál ha sido la precipitación en un día, determinamos los mL (o L) recogidos en el depósito (en los pluviómetros comerciales, ya calibrados, la lectura es directa en mm) y mediante una proporción directa, conocida la superficie de captación de precipitación de nuestro pluviómetro, hallamos los litros que se recogerían en un colector de abertura superior igual a 1 m2. El resultado lo expresaremos, como es norma, en L/m2 o mm, unidades equivalentes.


[Pluviómetro de Hellmann de una estación meteorológica escolar: Fuente: PNTIC (MEC)]


¿Qué ocurre si la precipitación es en forma de nieve? Habitualmente se acepta que 1 cm de nieve recién caída equivale a 1 L/m2  (1 mm) de agua líquida, si bien José Miguel Viñas nos aclara oportunamente en su libro Curiosidades meteorológicas  que nuevos y precisos estudios de campo han elevado hasta 1,3 dicha equivalencia, valor que sigue siendo una estimación pues la variedad de nieve es grande, desde la liviana nieve seca (cuya densidad se encuentra entre 0,05 y 0,1 g/cm3; valor este último, recordemos, que es la décima parte de la densidad del agua líquida) hasta la llamada húmeda (con densidad superior a 0,2 g/cm3).

La historia de los pluviómetros es muy dilatada (debido a la importancia de las lluvias, sobre todo en agricultura) y hay que remontarse muchos siglos atrás para encontrar los primeros medidores de precipitación en las lejanas tierras orientales. La primera referencia conocida la hallamos en la India en el siglo IV a.C: "Delante del almacén, un tazón de fuente con su boca tan ancha como un Aratni será fijado como un medidor de lluvia" (véase el interesante artículo "Una historia de pluviómetros", de Ian Strangeways, publicado en la RAM; parte I y parte II). Parece ser que la primera pluviometría moderna realizada en Europa fue llevada a cabo por Benedetto Castelli (1578 - 1643), amigo y discípulo de Galileo Galilei, quien utilizó un vaso en forma de cilindro. Y hasta el mismísimo Robert Hooke (1635 - 1703), uno de los científicos experimentales de mayor relieve en la historia de la ciencia, entre los diversos campos que trató estuvo la pluviometría: construyó un medidor de precipitación para la universidad inglesa de Gresham (1695).

Actualmente se utilizan los pluviómetros Hellmann, diseño de Gustav Johann Georg Hellmann (1854 - 1939), meteorólogo alemán.  El depósito se fija a un pequeño mástil de manera que la abertura superior constituye la boca de un embudo que se encuentra en el interior de una carcasa metálica cilíndrica. El embudo tiene la misión de llevar el agua de lluvia hasta otro depósito inferior. El diseño permite minimizar las indeseables pérdidas por evaporación, que de ser relevantes llevarían a cometer un error por defecto.

Es importante medir la lluvia como fundamental dato meteorológico (junto con la temperatura es la variable de mayor significación para los estudios climáticos). Y, a veces, la lluvia, qué evocadora...



 [Música: Erik Satie; Gnossienne No.1]




[Canta Amancio Prada a Rosalía de Castro]