Flauta dulce Campbell-Stokes
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La grabadora Campbell-Stokes (a veces llamada esfera de Stokes ) es un tipo de grabadora solar . Fue inventada por John Francis Campbell en 1853 y modificada en 1879 por Sir George Gabriel Stokes . El diseño original de Campbell consistía en una gran lente esférica colocada en un cuenco de madera con el sol quemando un rastro en el cuenco. El refinamiento de Stokes fue hacer la carcasa de metal y tener un portatarjetas colocado detrás de la esfera.
La unidad está diseñada para registrar cuántas horas de sol brillante se experimentaron en un día determinado.
Esta unidad básica todavía se utiliza hoy en día con muy pocos cambios. Su uso está muy extendido fuera de los Estados Unidos (el registrador solar Marvin es el instrumento que utiliza generalmente el Servicio Meteorológico Nacional de Estados Unidos ).
Tecnología
La bola de cristal tiene un diámetro típico de 10 cm (4 pulgadas) y está diseñada para enfocar los rayos del sol sobre una tarjeta montada en la parte posterior y colocada sobre un soporte. La tarjeta se mantiene en su lugar mediante ranuras de las cuales hay tres series superpuestas, para permitir la altitud del sol durante las diferentes estaciones del año. La grabación de cada día se realiza en una tarjeta. En el hemisferio norte, las tarjetas de invierno se utilizan del 15 de octubre al 29 de febrero, las tarjetas de equinoccio del 1 de marzo al 11 de abril y del 3 de septiembre al 14 de octubre. Por lo tanto, las tarjetas de verano se utilizan del 12 de abril al 2 de septiembre. Cada tarjeta está marcada con la hora, con el mediodía local en el centro, y se lee en décimas.
En el hemisferio norte , la unidad se coloca en un soporte orientado al sur para permitir que se registre la máxima cantidad de luz solar. Es importante colocar la unidad en un área donde el sol no quede bloqueado por edificios, árboles o mástiles.
Una modificación a la unidad estándar para las regiones polares es la adición de una segunda esfera y tarjeta orientadas al norte para registrar la luz solar durante el verano, cuando permanece en el cielo durante 24 horas.
Ventajas
La principal ventaja de este tipo de registrador es su simplicidad y facilidad de uso. No tiene piezas móviles y, por lo tanto, requiere muy poco mantenimiento. La unidad se puede utilizar en cualquier parte del mundo con poca o ninguna modificación del diseño. Los piranómetros operados eléctricamente pueden realizar el mismo trabajo, pero el registrador Campbell-Stokes utiliza energía solar.
Desventajas
Cuando el sol está bajo en el cielo, puede que no tenga suficiente fuerza para quemar la tarjeta correctamente y, por lo tanto, solo puede medir la cantidad de luz solar brillante en lugar de la luz solar visible. Esto suele ocurrir al amanecer y al anochecer. La lluvia puede hacer que la tarjeta se rompa al retirarla y, por lo tanto, dificultar su lectura. En áreas con fuertes heladas y durante períodos de lluvia helada, la esfera puede ser difícil de limpiar y es posible que no se pueda retirar antes de que vuelva a brillar el sol. También es susceptible a factores externos no relacionados con el clima, como polvo, suciedad o excrementos secos de pájaros que se acumulan en la esfera de vidrio, lo que requiere una inspección y limpieza frecuentes.
El mayor problema radica en la lectura de las tarjetas. En los días en que el sol está alternativamente cubierto y expuesto por nubes, la cantidad de quemaduras en la tarjeta puede ser la misma durante 30 segundos que durante 5 minutos. Por lo tanto, la lectura de la tarjeta puede diferir de un observador a otro. Las comparaciones con instrumentos automáticos en estaciones alemanas revelaron que durante el verano las diferencias entre los dos sistemas de medición pueden alcanzar hasta 4 h por día. La diferencia media fue de -0,23 h, es decir, las mediciones del registrador Campbell-Stokes son mayores que las del automático. [1]
Los instrumentos cuestan entre 500 y 2000 dólares estadounidenses.
Referencias
- ^ Hannak, L., Friedrich, K., Imbery, F. y Kaspar, F.: Comparación de mediciones manuales y automáticas de la duración diaria de la luz solar en estaciones de referencia climática alemanas, Adv. Sci. Res., 16, 175–183, https://doi.org/10.5194/asr-16-175-2019, 2019.
Lectura adicional
- Departamento de Transporte – División Meteorológica (Canadá) – Registradores de luz solar – Manual 81, segunda edición, 1966.
Enlaces externos
Medios relacionados con Grabadoras de luz solar en Wikimedia Commons- Notas del manuscrito de Campbell
- Vista 3D de una grabadora Campbell-Stokes (requiere QuickTime) – Alistair Fraser, Universidad Estatal de Pensilvania
- Glosario de meteorología de la AMS: registrador Campbell-Stokes – Sociedad Meteorológica Estadounidense
- Estación meteorológica de Pierce College en Los Ángeles: ofrece ejemplos de tarjetas de registro expuestas y fotografías de la unidad de registro
- Fotografía de una versión de 1876 de la grabadora Campbell – Museo Marítimo Nacional, Reino Unido
- Fotografía de la grabadora Campbell-Stokes – Environment Canada
- Sitio web de Blake-Larsen Sun Recorder – Blake Larsen Sun Recorder
