Instrumentos e Métodos de Observação II

Universidade Federal do Pará

Faculdade de Meteorologia

Disciplina: Instrumentos e Métodos de Observação II

Professor: Hernani José Brazão Rodrigues

TEODOLITO METEOROLÓGICO

1 – Introdução

        O teodolito do tipo usado pelas estações terrestres para sondagens de balão piloto, é semelhante em muitos aspectos ao do agrimensor, sendo que somente possui certas modificações necessárias para adaptá-lo às necessidades do seguimento do balão piloto. Para as sondagens de ar superior, o teodolito é montado sobre um tripé ou base fixa. O teodolito meteorológico é um instrumento destinado a localizar um objeto a certa distância, mediante medidas de ângulos com relação ao horizonte e pontos cardeais. O teodolito meteorológico foi desenhado de tal maneira a possibilitar o rastreamento de um balão durante sua ascensão. Com as medidas sucessivas de ângulos de elevação e azimute e conhecendo a razão de ascensão do balão, é possível calcular-se a direção e a velocidade do vento para qualquer nível atmosférico.

        O ângulo de elevação é o ângulo vertical obtido a partir do plano horizontal. 0º indica a posição do horizonte e 90º indica a posição do zênite, ou seja, o ponto localizado sobre o observador. O ângulo de azimute, é o ângulo horizontal obtido a partir do norte verdadeiro. Este ângulo será igual a 0º quando apontado para Norte, 90º para Este, 180º para Sul e 270º para Oeste. Observe figura abaixo.

[pic 1]

2 – Descrição

        Consta de um telescópio assentado sobre o centro de um suporte em forma de forquilha, e é montado de tal maneira que pode ser girado tanto no eixo vertical como no plano horizontal, isto é, ele tem rotação sobre um eixo horizontal passando através do circulo vertical e pode ser girado ao redor do eixo vertical que passa através do centro do círculo horizontal. O telescópio do teodolito difere do telescópio do agrimensor por ser dobrado num ângulo de 90 graus (Figuras 1 e 2). Isso faz com que a lente objetiva e a ocular fiquem em ângulo reto. Um prisma transfere a imagem da objetiva para a ocular, a qual permanece estacionária no plano vertical quando a objetiva for movida para baixo e para cima no seguimento do balão, desta maneira o observador pode manter o olho na ocular sem precisar se abaixar ou se levantar para seguir o movimento vertical do balão. Este dispositivo também facilita ao observador seguir o balão quando ele se aproxima da posição vertical. Para o uso de duas lentes adicionais e uma redução conseqüente da luz, os teodolitos são equipados com oculares de imagem não retas, logo a imagem aparece invertida. A ocular é focalizada sobre os fios cruzados do retículo, utilizados na centralização do balão no campo do telescópio. Esta focalização é feita pela rotação de um cone interno de disco curvo.

3 – Classificação dos Teodolitos com Referência à Imagem da Objetiva

        Quanto a imagem da objetiva os teodolitos se classificam em foco fixo e foco ajustável.

        Os teodolitos de foco fixo são ajustados em fábrica, para focalizar objetos distantes.

        Os teodolitos de foco ajustável devem ser refocalizados cada vez que o teodolito for usado e geralmente várias vezes durante o curso da sondagem.

        Em ambos os tipos a ocular deve ser focalizada sobre os fios cruzados da ocular antes do teodolito ser usado.

4 – Teodolitos com Telescópio Secundário de Grande–Angular.

        Alguns teodolitos tem um telescópio secundário de grande-angular, de baixa ampliação, o qual é útil na localização de um balão durante os primeiros minutos de observação. Este telescópio tem uma objetiva de foco curto que é introduzida no campo de visão por meio de um espelho oscilante dentro dela. Os planos focais das duas objetivas coincidem, dado que a mesma ocular é usada e não é necessário nova focalização. A mudança de um campo para outro é feita por meio de um botão localizada no telescópio.

5 – Escalas Vertical e Horizontal

[pic 2]

As escalas vertical e a horizontal, graduadas em graus inteiros, são utilizadas para determinar os rumos do telescópio. Isto é, o ângulo que um objeto faz com a terra num plano vertical e com um ponto de referência, tal como o norte verdadeiro, pode ser lido nas escalas. As escalas são vistas através da ocular com a escala superior representando a elevação e a escala inferior representando o azimute. Os ângulos podem ser lidos até um décimo de grau, e estimado até um centésimo de grau. A leitura dos graus inteiros é feita pela escala móvel e os décimos pela escala fixa graduada de 0 a 10, localizada sob cada escala.

6 – Mira

        A mira está montada sobre o telescópio. É de tal maneira ajustada que quando o telescópio estiver corretamente apontado para um balão, este estará dentro do campo do teodolito e poderá ser visto ao se olhar pela ocular. A mira deve ser utilizada nos segundos iniciais da sondagem e em caso de perda do balão.

6.1 – Acompanhamento através da mira

                Este acompanhamento faz-se nos primeiros segundos do lançamento porque a posição do balão muda bastante próxima a superfície, a mira nos permite fazer um enquadramento do balão muito mais amplo do que se tem no campo visual da ocular. Esta leitura se faz alinhando a parte anterior e posterior da mira em direção ao balão (veja figura abaixo). Apenas uma pessoa mira, a outra deve anotar as leituras que aparecem nas escalas internas. Durante o momento da leitura não se deve movimentar o teodolito em suas escalas e somente após concluída é que se deve voltar a movimentar o teodolito, por essa razão é necessário concentração velocidade e sobretudo calma do observador para não perder o balão do campo de visada.

 

[pic 3]

 

                                        Modo correto de fazer a utilização da mira

7 –  Nivelamento do Teodolito

A base fixa do tripé será ajustada à altura do observador antes do teodolito ser usado. Se for usada a base fixa com altura ajustável, o parafuso de fixação deve ser travado antes do nivelamento.

        A precisão do teodolito depende de estar o instrumento perfeitamente nivelado. Tal procedimento é conseguido girando-se os parafusos niveladores até que a bolha do nível fique centralizada.