En El Año 1959 El Satélite Explorer 8

8/15/2019 En El Año 1959 El Satélite Explorer 8

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En el año 1959 el satélite Explorer 8, fué el primero que llevó un instrumento para la observación dela atmósfera desde el espacio a través de un radiómetro de radiación global (E!E"# $os primerossatélites espec%ficamente meteorológicos fueron los &') (&elevision 'nfra*ed bservation )allite",en los comien+os de los años -, que permitieron, a los cient%ficos, una visión global de los sistemasnubosos#

$os satélites meteorológicos constitu.en el )ubsistema espacial del )istema /undial debservación . su principal ob0etivo es completar la información proporcionada por el )ubsistema de)uperficie de una forma económicamente viable# )e an convertido en una de las erramientas m2spr2cticas que a producido la tecnolog%a espacial para la predicción del tiempo#

Clasificación y fines de los satélites

3ctualmente existen dos grandes grupos de satélites meteorológicos4

• El primer grupo de satélites lo componen los de órbita polar o eliosincrónica (que significaque est2n sincroni+ados con el )ol" . que como su nombre lo indica orbitan la &ierra de poloa polo . lo constitu.en principalmente la serie &') de la agencia orteamericana 33(ational ceanic and 3tmosperic 3dministration" . los /E&E de la agencia usa#

• El segundo grupo se compone de los satélites 6eoestacionarios o 6eosincrónicos (quesignifica que est2n sincroni+ados con el movimiento de rotación de la &ierra", que orbitan ama.or altura . se encuentran sobre o mu. cercanos a la l%nea del Ecuador#

)atélites polares . estacionarios

$a utilidad de los satélites meteorológicos es la de poder visuali+ar el con0unto &ierra * 3tmósfera, .extraer la m2xima información posible a través de distintas técnicas . procesos para obtener losproductos cu.o ob0etivo se basa en el an2lisis cualitativo . cuantitativo de las im2genes obtenidas#$as im2genes de los satélites meteorológicos se utili+an principalmente para la visuali+ación denubes, clasificación, observación del vapor de agua existente en la alta . media atmósfera,temperaturas de la superficie de tierra . temperatura superficial del mar, etc#

Satélites de Orbita Polar

$os satélites &'), cu.os nombres figuran como 33 seguido de un n7mero (33*1,33*15, etc#" . los /E&E (/E&E*, /E&E :*5, etc#" son los m2s utili+ados# 3ctualmente


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se encuentran en operatividad el 33*1, 33*15 . el /E&E :*5# &odos estos satélitesobtienen la energ%a necesaria para su funcionamiento, mediante paneles solares que le suministranuna potencia de -- ;atios#

)us caracter%sticas m2s importantes son4

• rbita polar o eliosincrónica, es decir que orbitan de polo a polo, con frecuencia establecidao sincroni+ada#

• rbitan a una altura entre 8-- . 9-- quebarre l%nea por l%nea la superficie de la &ierra a medida que el satélite avan+a#

• ?asan dos veces al d%a por el mismo punto#

• 3l ser de órbita ba0a permiten altas resoluciones#

• peran en dos modos, uno de ba0a resolución 3?& (3utomatic ?icture &ransmition" . otro dealta >?& (>ig esolution ?icture &ransmition"#

• &ransmiten sus datos en dos frecuencias diferentes, una para cada modo#

• $os &') traba0an en cinco bandas, dos en visible . tres en ' (infrarro0o"#

• &ienen un tiempo de operatividad de aproximadamente dos años#

Los satélites TIROS-NOAA (USA)

)on satélites orteamericanos de órbita polar, . operados por la ational ceanic and 3tmosperic 3dministration * 33# $os 33 1 . 33 15, lan+ados respectivamente el 9 dema.o de 199 . el 1: de ma.o de 1998, orbitan a una altitud de 85-


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El satélite METEOR (Rusia)

$os satélites /E&E son satélites rusos de orbita polar . estan operados por la 3gencia Espacialusa * )A# $a altitud de estos satélites es de cerca de 1#--


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El satélite QUIKSCAT

Este satélite fue lan+ado el 19 de Dunio de 1999 desde el comple0o de coetes de la uer+a 3éreade los Estados Cnidos * C)3 en =anderberg (Aalifornia", . orbita a una altitud de 8-:


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$os K*1 son satélites cinos de orbita polar# El operador es el centro meteorológico nacional delos satélites )/A# )e encuentran a una altitud de 8L-


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El sistema /eteosat forma parte de una red internacional de satélites geoestacionarios (en el año199 son seis" situados sobre el ecuador# El /eteosat se encuentra estacionado a una altitud de:#---


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$as im2genes se generan simult2neamente en cada una de las tres bandas# perativamente sede0an en servicio permanente un detector infrarro0o (5#L * L#1 Qm", uno vapor de agua (1-#5 * 1#5Qm" . un par de detectores visible (-#5 * 1#- Qm"#

Ka que los detectores se distribu.en dentro sobre el plano focal del radiómetro, sus respectivoscampos de visión no coinciden sino que se encuentran despla+ados unos de otros# Estosdespla+amientos se corrigen durante el proceso de la imagen, antes de ser distribuida a los usuarios#

3unque el radiómetro describe solamente #5-- pasos, las im2genes visibles tienen 5#--- l%neas dedatos .a que dos detectores de radiación visible exploran 2reas ad.acentes no sobrepuestas4 paracada barrido del radiómetro a. dos muestras visibles . por tanto dos l%neas de imagen# 3l mismotiempo, para cada l%nea, el canal visible es muestreado 5#--- veces, en ve+ de los #5-- muestreospor l%nea que se producen en el canal infrarro0o . en el vapor de agua#

"isi#le ("IS) "a$o% &e a'ua ("A) I!%a%%oa (IR)

ango espectral -#5 * 1#- 5#L * L#1 1-#5 * 1#5

7mero dedetectores (Rredundantes"

(R" 1(R1" 1(R1"

$%neas por imagen 5#--- #5-- #5--

?ixels por l%nea 5#--- #5-- #5--

esolución (puntosubsatélite"

#5


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El satélite /eteosat reali+a barridos cada media ora, comen+ando a las >R-- . >R:- suexploración de )ur a orte . tomando unos 5 minutos para ello# Me esta forma los datos masrecientes corresponden al emisferio norte#

?or latitudes de la ?en%nsula, las exploraciones se reali+an alrededor de la >R- . >R5- aunque laora asignada posterriormente sea la ora de inicio de la exploración en latitudes m2s ba0as#

Aomo se puede observar en las im2genes . dentro del ambito europeo, España (pen%nsula e islas"ocupan una posición privilegiada por tener el satélite un campo de visión mu. aceptable#

Los satélites *OES

El 6E) (6eostationar. perational Environmental )atellites"son los satélites geostacionariosamericanos, operados por 33 (ational ceanic and 3tmosperic 3dministration"# $a altitud de lossatélites es cerca de :5#8--


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El satélite *OMS

$os 6/) (6eostationar. perational /eteorological )atellite" es un satélite geoestacionario rusocu.o operador es )A ?laneta# El satélite fue lan+ado el :1 de octubre e 199 . se encuentra a unaaltitud de cerca de :5#8--


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El 6/) (6eostationar. /eteorologic )atellite" es Daponés, es un satélite geoestacionario 0aponéscu.o operador es el Aentro /eteorológico de Dapón#

$a altitud de este satélite es de :5#8--


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El satélite FY-+B

El K*! es un satélite geoestacionario cino cu.o operador es el Aentro meteorológico nacionalde satélites * )/A# El satélite fue lan+ado el d%a 5 de 0unio del ---# $a altitud del satélite es cercade :5#8--


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Las órbitas de los satélites

$os satélites artificiales giran en torno a la &ierra conforme a la le. de gravitación universal descritapor ePton . descriptivamente cumplen con las $e.es de Teppler#

Leyes de gravitación y de keppler

$a $e. de 6ravitación Cniversal nos dice que la fuer+a de atracción de dos cuerpos est2relacionada con la masa . distancia entre los mismos# 3 ma.or masa . menor distancia, ma.oratracción#

$a primera le. de Teppler dice que las órbitas de los planetas son UelipsesU . que el )ol ocupa unode sus focos# $a segunda, relaciona el recorrido (órbita" del planeta con el tiempo que tarda enrecorrerlo . dice que un planeta barre 2reas iguales en tiempos iguales# $a tercera relaciona eltiempo que tarda un planeta en recorrer su órbita con la distancia media al )ol, manifestando que eltiempo de recorrido es ma.or cuanto ma.or sea la distancia ?laneta*)ol# 3 pesar de estar ablandode planetas, estas le.es rigen para cualquier cuerpo que orbite entorno a otro en el espacio, por

e0emplo los satélites artificiales . la &ierra#

$as órbitas de los planetas son elipses . el)ol ocupa uno de los focos de la elipse

Cn planeta barre 2reas iguales en tiemposiguales


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El tiempo de recorrido es ma.or cuanto ma.or sea la distancia ?laneta * )ol

Tipos de órbitas de los satélites

Me acuerdo a la misión que el satélite deba reali+ar en el espacio se pueden clasificar en cuatrotipos fundamentales de órbitas4

1# >iperbólica o abierta, que se utili+a en el lan+amiento del satélite . le permite escapar delsuelo mediante una velocidad inicial#

# >elios%ncrona o cerrada, en la que el plano de translación del satélite contiene siempre al )ol. compensa la translación de la &ierra independientemente de su rotación#

:# 6eos%ncrona, también cerrada, en la que la velocidad de translación del satélite es igual a lade rotación de la &ierra#

# Me gran excentricidad, que se utili+an como órbitas de transferencia, para saltar a la órbitacerrada#

Los elementos o parámetros orbitales

)on datos numéricos que se utili+an para representar matem2ticamente las órbitas de los satélites. saber en que posición se encuentran# Estos se utili+an generalmente para los polares en donde sedeber2 conocer su orario de paso . posición para lograr el seguimiento# $os elementos orbitales delos &') se envian en partes denominados &!C) . se deben actuali+ar cada cierto tiempo .a quelas órbitas no son perfectas, sufren anoml%as que provocan pequeños despla+amientos de lossatélites# Existen fuer+as que modifican los par2metros orbitales . son el efecto de acatamiento eirregularidades de la &ierra, las atracciones del )ol . la $una, el roce . empu0e de la atmósfera, lapresión . empu0e del viento solar, impresiciones de la puesta en órbita, etc#

Predicción de paso y posición de un satélite

/ediante programas inform2ticos se calculan con los elementos del &!C), las órbitas . se puedenpredecir los pasos de los satélites en futuras épocas# ?ara cada época existen elementos nuevos .éstos son obtenidos . distribu%dos por las entidades (como la 3)3" que siguen minuciosamente elrecorrido del satélite detectando sus anomal%as para aplicarlas a los nuevos elementos#

La teledetección

$os satélites pueden UverU, gracias a los radiómetros que como su nombre lo indica son capacesde detectar la radiación electromagnética proveniente de la &ierra, sea ésta refle0ada o emitida por

ella misma# $a radiación que la superficie de la &ierra refle0a se concentra en el espectro visible de laradiación, mientras que la propia emitida es principalmente del tipo infrarro0a ('"# 3 ésta 7ltima se ladenomina también emisión de cuerpo negro#


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La radiación electromagnética

$a adiación electromagnética es el fenómeno que permite transmitir energ%a sin soporte f%sico,desde la fuente radiante . acia cualquier dirección, en forma de superposición de camposelectromagnéticos# )e puede medir la radiación en términos de potencia . su intensidad como lapotencia sobre una determinada superficie# 6racias a que la radiación se propaga por el espacio,incide sobre la materia . la modifica, es posible la teledetección a través de sensores remotos, quecaptan la radiación . la transforman en intensidades eléctricas que luego pueden ser estudiadas .anali+adas para obtener valores numéricos#

$a radiación que detectan los sensores de los satélites meteorológicos proviene de tres fuentesprincipales4 el sol, la tierra . la atmósfera# $a radiación electromagnética incidente de origen solar esafectada por la atmósfera a través de los procesos de transmisión, absorción, UscatteringU o difusión,. reflexión#

3 su ve+ el sistema tierra*atmósfera constitu.e otro foco radiativo# $a figura muestra los diferentesprocesos, de forma simplificada, que se pueden dar en el sistema tierra*atmósfera . el balanceenergético asociados a los distintos focos emisores de energ%a as% como a los procesos que

b2sicamente tienen lugar en la atmósfera#

$a radiación de onda corta emitida por el sol alcan+a la atmósfera# ?arte de ella es absorbida porlos gases que la componen# tra parte, mu. importante, es refle0ada por las nubes, la tierra, el agua. es reenviada de nuevo al espacio# $a radiación transmitida llega a los diferentes niveles de laatmósfera . a la superficie de la tierra# Estos sistemas se calientan . a su ve+ act7an como fuentesemisoras, pero como elementos de radiación electromagnética de onda larga# Me nuevo los procesosde emisión, absorción, dispersión . transmisión aparecen ligados a la radiación térmica que se dirigeal espacio . se ve interrumpida . alterada por los componentes atmosféricos#

$os sensores de satélites miden la energ%a radiante proveniente de las distintas fuentes emisorasque a sufrido una serie de procesos en el sistema tierra*atmósfera# $as principales fuentes deemisión son la superficie de la tierra las nubes, la propia atmósfera . las +onas acuosas (mares,océanos, lagos, r%os, etc#"#

Las Le,es &e la Ra&iai.! &e u! ue%$o !e'%o


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&odo cuerpo a una temperatura & emite radiación electromagnética que es función de élla# 3ma.or temperatura, ma.or es la energ%a emitida# $a función de ?lanc< constitu.e una de lasecuaciones b2sicas de radiación# ?ropone que la energ%a radiante de un cuerpo a temperatura &, .para una longitud de onda landa, sigue una función que aparece en la figura, donde A1 . A sonconstantes# Cn cuerpo que cumpla la función de ?lanc< se le llama cuerpo negro# bsérvese que laradiancia, !, de un cuerpo negro es independiente de la dirección de emisión#

'ntegrando la función de ?lanc


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?or 7ltimo, indicar que si un cuerpo se encuentra en equilibrio termodin2mico a una temperaturadada, &, tendremos que la cantidad de energ%a emitida es igual a la absorbida, por lo que elcoeficiente de absorción es igual al de emisión ($e. de Tircoff"# Cn eco destacable es que laemisividad de las nubes de gotitas de agua decrece al disminuir la longitud de onda, por lo tanto laemisividad de una nube decrece al ser observada en la ventana del canal : (:#9 µm" frente a laslongitudes de onda en torno a 11 µm# Me acuerdo con la le. de Tircoff las sustancias que son

pobres emisoras son también pobres absorbentes para esas longitudes de ondas ., por tanto, esposible ver UdentroU de las nubes con gotitas en el canal : m2s de lo que lo ar%a el canal centrado en11 µm#

Este 7ltimo eco tiene importancia cuando se combinan dos canales, en este caso 's, paraanali+ar las propiedades de una nube# )i la temperatura de brillo de una nube en el canal de 11 µmes de -@A, por e0emplo, la temperatura de brillo en el canal : ser2 menor, por e0emplo 15@A, al sermenor la emisividad del : frente al 11#

Rele/i.! , &is$e%si.! at0osé%ia

Rele/i.!

6ran cantidad de energ%a solar devuelta al espacio, . observada por los sensores de los satélites,se encuentra en la banda visible (-# *-#L µm"# En esta región las propiedades de reflectividad de latierra . de la atmósfera son fundamentales# El cociente entre la energ%a refle0ada . la radiaciónincidente es conocida como reflectancia o albedo de un ob0eto# El albedo de un ob0eto o de unasuperficie puede variar o cambiar dependiendo de varios factores4

• $a iluminación solar, que depende a su ve+ de, la latitud del lugar, de la época del año, ora,etc#

• 3ngulo geométrico que forme el sol*ob0etoGsuperficie*satélite#

• Me los cambios que experimente la propia superficie reflectora# ?or e0emplo, el agua del marencalmada puede actuar como un espe0o frente a situaciones de fuerte olea0e# )i la propiasuperficie reflectora es una nube, aquellas que estén formadas por gotas ma.ores . que


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existan en ma.or concentración refle0aran m2s que las compuestas por gotas pequeñas .menos concentradas#

• $os cambios de fase que existan en el tope de una nube convectiva4 $as gotitas de aguarefle0an m2s que los cristalitos de ielo en igualdad de condiciones# $a nieve fresca refle0am2s que la Uvie0aU#

)obre el tema de la reflexión . sus consecuencias en la interpretación de im2genes =') sediscutir2 m2s adelante#

is$e%si.!

$a dispersión ocurre cuando la radiación incidente es difundida por los gases que forman laatmósfera# En la dispersión no a. absorción de energ%a# Me nuevo la dispersión es función de lalongitud de onda . del tamaño de las part%culas difusoras# En la aproximación de a.leig laspart%culas o moléculas son m2s pequeñas que la longitud de onda . el grado de dispersión esinversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda# 3s% longitudes de onda corta(=')" son m2s dispersas que las ondas largas (' térmico"# El cielo Ua+ulU se debe a la dispersión

que experimenta la radiación visible solar#

)i el tamaño de las part%culas difusoras es del mismo orden que la longitud de onda, laaproximación de a.leig de0a de cumplirse . a. que seguir la de /ie# Este tipo de dispersiónpuede ser importante cuando se traba0a con part%culas de polvo, umo, etc# ?art%culas del tamaño delas gotitas de agua de las nubes pueden generar la llamada dispersión no selectiva, de forma queafecta a las longitudes de onda =') . del ' cercano# El color blanco de las nubes se debe en granparte a este fenómeno#

En la figura observamos las curvas asociadas a un cuerpo negro que emite a ---@T (el )ol" . otroa :--@T que ser%a equivalente al de la tierra# $os m2ximos de emisión se centran entorno a los -#5µm . 11 µm, respectivamente# $lama también la atención que ambas curvas presentan una +ona de

longitudes de onda en com7n de la cual se aproveca el canal : de los satélites &')*33#=eamos la distribución del espectro electrom2gnetico desde un punto de vista general#

Co0$o%ta0ie!to &e la at0.se%a %e!te a la %a&iai.! elet%o0a'!étia


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$a radiación electrom2gnetica es una forma de transmisión de la energ%a por medio de ondaselectromagnéticas, con o sin la presencia de un medio material . a una velocidad en el vac%o de4

2 +34454+6783198 0:s

$as ondas electromagnéticas se definen como la propagación de un campo eléctrico . un campomagnético en el espacio# $os dos campos son perpendiculares . la dirección de propagación estambién perpendicular a ambos# 3l con0unto de todas las longitudes de onda en que se presenta laradiación electromagnética se llama espectro electromagnético . es un espectro continuo (vergr2fico"#

Aomo se comentó con anterioridad las fuentes de emisión de energ%a electromagnética seencuentran del sol . el sistema*tierra atmósfera en las regiones del =isible (=')" . del 'nfrarro0ocercano ('"# $as diferentes contribuciones de la radiación ultravioleta, que provienen del )ol, soneleminadas casi por completo por la atmósfera terrestre# Me nuevo vemos que existe una porción delongitudes de onda (alrededor de los : µm" que es compartida por los focos emisores que nosinteresan# ?ara longitudes de onda superiores a los 1-- um podemos considerar nula la contribuciónenergética de dicos focos#

Espectro electromagnético

Co0$o%ta0ie!to &e la at0.se%a %e!te a la %a&iai.! elet%o0a'!étia

$a radiación solar, para nuestros propósitos, es aproximadamente igual a la que emitir%a un cuerponegro a una temperatura de ---@T (curva negra en la figura"# El m2ximo de radiación se encuentra

entre -# . micras . el m2ximo absoluto en -#5 micras# Me acuerdo con el espectroelectromagnético el total de la energ%a se distribu.e de la siguiente forma4 el :J radiación visible, el9J infrarro0o cercano ,el LJ al ultravioleta . el 1J restante se reparte entre ra.os N, ra.os 6amma. ondas de radio#

$a radiación solar se origina en la fotosfera, sin embargo, antes de salir el )ol tiene que atravesarotras dos capas4 la cromosfera . la corona# $os gases en estas capas absorben parte de estaradiación . la reemiten de acuerdo a la temperatura que tienen (curva ro0a en la figura"# Mespués dede0ar la atmósfera solar la energ%a via0a 15- millones de


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5J como radiación difusa# )e entiende por radiación difusa aquella que a sufrido procesos dedispersión en la atmósfera# Mepende, en general, del tamaño de las moléculas de los gases . de laspart%culas de polvo en suspensión# Cna representación gr2fica de estos procesos se observaron en lafigura inicial del cap%tulo#

3proximadamente un :-J de la radiación solar que llega al sistema tierra*atmósfera es devuelta

de nuevo al espacio, sin cambio en la longitud de onda (se inclu.e en este apartado la energ%adispersada acia el espacio"# $a fracción de energ%a refle0ada con respecto a la incidente sedenomina albedo# )e suele expresar en tanto por ciento . var%a dependiendo de la cantidad denubes, de las part%culas suspendidas en el aire, del 2ngulo que forman los ra.os al incidir sobre lasuperficie . de la naturale+a de ésta# $as nubes son las que me0or refle0an la radiación solar, mientrasque las superficies de agua son las peoresB sin embargo, a. que mati+ar que en caso de que el )olse encuentre cercano al ori+onte la reflexión del agua puede aumentar considerablemente#

3lrededor del -J de la radiación solar es absorbida en la atmósfera# $os gases atmosféricos sonabsorbentes selectivos, es decir, se comportan de diferente forma dependiendo de la longitud deonda de la radiación incidente# En la figura se observan las bandas de absorción de los principalesgases atmosféricos# El nitrógeno es un pobre absorbente de la radiación solar, mientras que elox%geno, el o+ono . el vapor de agua s% son absorbentes eficientes# $a suma de las contribuciones deestos tres gases pr2cticamente completan el -J de absorción de la radiación solar en la atmósfera#

Mistribución espectral de la radiación solar

Co0$o%ta0ie!to &el siste0a Tie%%a-at0.se%a %e!te a la %a&iai.! elet%o0a'!étia3 "e!ta!asat0osé%ias , &e also%i.!

)e considera al sistema tierra*atmósfera como un cuerpo negro que emite radiaciónelectromagnética en un rango de temperaturas entre -- . :--@T# El intervalo de longitudes de ondade m2xima emisión se encuentra entre : . 1-- µm (infrarro0o", . el m2ximo absoluto en 11 µm#

$os procesos radiativos de m2s interés para el caso de la radiación solar eran la reflexión,dispersión . absorción# ?ara el caso de la radiación terrestre los fenómenos mas importantes son laemisión . la absorción de los distintos tipos de materiales, l%quidos . sólidos, que constitu.en lasuperficie de la &ierra . los constitu.entes de la atmósfera4 polvo, nubes, gases, aerosoles, etc#

/ientras que en general es una buena aproximación considerar a los l%quidos . sólidos comocuerpos negros, absorbiendo toda la radiación que les llega . emitiendo de acuerdo a su temperatura(le. de ?lanc


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$os principales gases absorbentes que afectan a la radiación terrestre, . solar, son el vapor deagua, o+ono . el dióxido de carbono# )olamente el vapor de agua absorbe 5 veces m2s que el restode los gases 0untos#

)e observa en la figura cómo entre 8 . 11 µm la radiación terrestre escapa f2cilmente de latroposfera acia el espacio exterior, debido a que ni el vapor de agua ni el dióxido de carbono, entre

otros gases, tienen bandas de absorción en esa +ona# Este intervalo del espectro se denominaventana atmosférica#

>a. que observar también la existencia de otra ventana atmosférica, como se comentó conanterioridad, en la +ona visible del espectro que afectar%a por lo tanto a la radiación solar, entre -#: .-,L µm, aproximadamente# Estas dos ventanas atmosféricas ser2n aprovecadas por el satélite/eteosat para obtener las im2genes ' . =') respectivamente#

?or otro lado, entre 5 . 8 µm existe una fuerte banda de absorción del vapor de agua, que noexiste en el resto de los componentes atmosféricos, esta banda es la que se aprovecar2 para lasim2genes de vapor de agua (=3"#

=entanas . !andas de absorción

Co0$o%ta0ie!to &el siste0a Tie%%a-at0.se%a %e!te a la %a&iai.! elet%o0a'!étia3 "e!ta!asat0osé%ias , &e a#so%i.!

?or lo tanto, se tienen un con0unto de bandas o ventanas b2sicas de traba0o de las que podemos

obtener una información b2sica del sistema tierra*atmósfera . son las que utili+a el satélite /eteosat4

• Mos ventanas de atmosféricas situadas en la banda del visible (-# *1#1 µm, =')" . en laventana del infrarro0o térmico (1-#5*1#5 µm, '"#

• $a banda de absorción del vapor de agua (5#L*L#1 µm, =3" que es sensible al contenido devapor de agua atmosférico#

3unque aqu% nos emos focali+ados en los canales del /eteosat operativo, otros satélitesmeteorológicos (6E),&')G33,etc" utili+an las propiedades de otros componentesatmosféricos, tanto en sus propiedades ventana como las comple0as bandas de absorción de losgases atmosféricos#


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uentes de emisión e intensidad espectral para los sistemas

)ol . &ierraGatmósfera

Co0$o%ta0ie!to &el Siste0a Tie%%a-at0.se%a %e!te a la %a&iai.! elet%o0a'!étia3

En esta figura se trata de representar los coeficientes de absorción de los diferentes gasesatmosféricos para un rango de longitudes de onda#

En el e0e vertical disponemos de los coeficientes de absorción a través de una atmósfera est2ndaren la vertical# Cn valor próximo a uno indicar2 que la radiación que llega al sensor del satélite es nulao casi nula# El caso opuesto lo constitu.en las ventanas atmosféricas que de0an escapar cualquierinformación de una superficie radiante#

3s% el canal del dióxido de carbono,A, posee una banda de absorción en 1 µm# 3l observar latierra en este canal solo podremos obtener información de niveles superiores, por el contrario elsensor no recibir2 información de niveles de capas ba0as#

Me qué nivel, o niveles, recibe el satélite información es el punto a tratar en los siguientesapartados#


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6ases atmosféricos4 3bsorción parcial . total

Euai.! &e t%a!se%e!ia %a&iati;a , u!i.! &e $eso

En la +ona correspondiente al infrarro0o cercano (all% donde se alncan+an los m2ximos de emisiónpara la &ierra . atmósfera" podemos considerar que la energ%a que recibe el satélite proviene de dosfuentes principales de emisión4

• $a contribución de la superficie terrestre# Esta contribución puede expresarse como elproducto de la radiación que emite la tierra, considerada como un cuerpo gris a una

temperatura &, por la trasmitancia desde la superficie de la tierra asta el tope superior de laatmósfera#

• $a contribución de las diferentes capas que componen la atmósfera# )i dividimos laatmósfera en varias capas, o en una multitud de estratos, tendremos la primera expresión desumatoria, o en la forma integral, respectivamente#

?ara introducir el concepto de funciones de peso, o de contribución, es me0or mane0ar estasegunda expresión# En ella encontramos un factor que representa la variación de la trasmitancia,para una longitud de onda data, con la presión# 3 este factor de peso que modula la contribución deun estrato atmosférico, a una temperatura & dada, se le denomina función de peso para dicalongitud de onda#

Aomentamos que los procesos de radiación en la atmósfera est2n fuertemente modulados por losgases atmosféricos# $a radiación que emite la superficie terrestre es absorbida parcialmente pordicos gases# $a cantidad de absorción que se produce en la atmósfera depender2 de la capacidadde absorción del gas, para una longitud de onda dada . del camino que lleve la radiación acia elsatélite# En ve+ de representar el grado de absorción atmosférica con la presión, lo que se suelerepresentar es su variación con la altura o, me0or a7n, con la presión que es lo que emos llamadofunción de peso o de contribución#


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Fu!i.! &e $eso , su si'!iia&o


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unción de peso de contribución para el =3

Sensores remotos en los satélites

$os sensores ubicados en los satélites meteorológicos, tanto polares como geoestacionarios, sellaman radiómetros . est2n fabricados especialmente para detectar radiación electromagnética en lasbandas correspondientes a la lu+ visible (refle0ada por el )ol" e 'nfrarro0a que es la radiación naturalemitida por la &ierra# tra banda de absorción infrarro0a es utili+ada también en los geoestacionarios,para la detección del vapor de agua# En los dos primeros casos se traba0a con espectros de emisión. en el tercero con la +ona del infrarro0o absorbida por el vapor de agua#

Capacidad de los radiómetros

Ra&i.0et% o

Ba!&as Ca!alesResolui.

!Ba!&a 1 Ba!&a + Ba!&a = Ba!&a 6 Ba!&a 7

/E&E)3&adiómetropasivo

=isible(=')"

;E3N 1-#5 Tm

-# a1#1Qm(=')"

5#L aL#1Qm('"

1-#5 a1#5Qm(=3"

--- ---

>' #5 ?& 1#1


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modificaciones con el tiempo . todos estos fenómenos, obligan a reali+ar una calibración queconsiste en discriminar estas anomal%as para que se obtengan datos que se acerquen lo m2s posibleal los no alterados# &odas las variables an de tenerse en cuenta en el momento de la teledetecciónpor lo que los sensores ubicados en los satélites deben adaptarse . calibrarse seg7n lascaracter%sticas de absorción . emisión de los componentes de la atmósfera . el suelo terrestre# 3demas, los datos del radiómetro deben transformarse en unidades f%sicas 7tiles4 temperatura,

radiancia, albedo, etc#

La transmisión de datos

$os radiómetros, toman las im2genes l%nea a l%nea, formando luego en la estación de &ierra unaimagen compuesta por puntos o pixels, cu.os tonos de gris corresponde a un valor de temperaturade brillo determinado, en los canales ' . a un valor de albedo en los visibles# $os radiómetros enbruto, toman los datos como radiancia, se envian como señal radioelectrica, luego se calibran . seobtienen datos en unidades representativas, como temperatura de brillo# Me esta forma a cada puntode la imagen le corresponde una temperatura o un albedo asociados a un tono de gris#

Sistemas de transmisión de datos

En general todos los satélites meteorológicos poseen sistema similares adaptados a uno u otrocaso# En las dos clases fundamentales (polares . geoest#"los datos se toman a través de un barrido,l%nea por l%nea asta completar una imagen# Me acuerdo al tipo de imagen que se procese, pore0emplo ma.or o menor resolución, abr2 que tratar a los datos de diferente manera, pero elprocesamiento fino . la calibración la reali+an las estaciones de &ierra# $os geoestacionarios barrenl%nea a l%nea, las que se graban en cinta asta completar la imagen . luego la env%an a &ierra# Esteproceso toma su tiempo por lo que sólo es posible obtener im2genes cada media ora# $os polaresen cambio no graban sus im2genes . emiten cada l%nea a medida que barren la superficie de la&ierra en su recorrido, se pueden obtener entonces im2genes compuestas casi en tiempo real#

!"##$ PT y "#PT de los satélites polares

El sensor ubicado en los 33 se llama 3=> (3dvanced =er. >ig esolution adiometer",adiómetro avan+ado de mu. alta resolución# 3?& (3utomatic picture transmition", traba0a en labanda 1:L /+# En el caso de los 33, emiten en dos canales =') e ', con resoluciones de 5Tm,. 55 tonos de grises# El modo >?& (>ig esolution ?icture &ransmition", &raba0a en la banda de1-- /+# en cinco bandas espectrales, dos para visible, tres para infrarro0o . resoluciones entre 1 .5 Tm#

%&'( y "#) de los satélites geoestacionarios

;efax (;eater acsimile" es el modo de ba0a resolución con un m2ximo de 5 Tm# )e utili+anpara im2genes a los fines observacioneales de sistemas nubosos# El modo >' (>ig esolution

'mage", de resolución de 5 Tm# para el /E&E)3& . de 1,1 T/ para el 6E)# $os dos modosoperan en la banda de 1-- /+#

"orarios de paso y frecuencias

)e pueden efectuar tablas en donde se especifica el nombre del satélite, ora de comien+o detransmisión . de paso, ora final, posición geogr2fica, . frecuencia de traba0o# Estas tablas puedenobtenerse para el futuro mediante el uso de los elementos orbitales antes descritos#

F%eue!ias &e Satélites Meteo%ol.'ios

Satélite F%eue!ia e! M>3 O#se%;aio!es


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33 1- 198#- /+ >?& ?olar

33 11 1L-L#- /+ >?& ?olar

33 1 1:L#5-- /+(bali+a 1:#LL- /+"

3?& ?olar

198#- /+ >?& ?olar 33 1 1:L#5 /+

(bali+a 1:L#LL- /+" 3?& ?olar

198#- /+ >?& ?olar

33 15 1:L#5-- /+ 3?& ?olar

1L-#5 /+ >?& ?olar

33 1 1:L#- /+ 3?& ?olar

1L-L#- /+ >?& ?olar

33 1L 1:L#- /+ 3?& ?olar

6E) 8 191#- /+ ;E3N

185#L /+ A=3 ?MC)

6E) 1- 191#- /+ ;E3N

185#L /+ 6=3 ?MC)

/eteor G1 1:L#85- /+ 3?& ?olar

/eteor :G5 1:L#:-- /+ 3?& ?olar

?&4 >ig esolution ?icture &ransmission (Emisión de 'm2genes de alta resolución" 3?&4 3utomatic ?icture &ransmission (Emisión autom2tica de im2genes"

Sistemas de recepción de datos

Sistemas utili*ados para los satélites polares

En el caso de los polares, estos .a est2n equipados para la obtención de im2genes cualitativas ode ba0a resolución (3?&" . datos con una cabecera de calibración para el procesamiento de lasim2genes cuantitativas (>?&" en &ierra# ?ara el primer modo sólo es necesario que la estacióndisponga de una antena omnidirecional est2tica, pero para el segundo es necesario contar con unaantena parabólica de no menos de tres metros de di2metro#

Sistemas utili*ados para los satélites geoestacionarios tipo +&T&OST

* )MC) ()econdar. Mata Cser )tation"4 est2 configurada para obtener im2genes con calidadfotogr2fica (;E3N", visuali+ables directamente en el monitor de un ordenador personal# Es elsistema de menor costo# Aada punto (pixel" de la imagen obtenida por éste tipo de estaciones nolleva consigo un valor espec%fico calibrado de temperatura de brillo, sólo es un valor asociado a unrango de 55 tonos de grises# 3 ma.or temperatura, m2s oscuro, a menor, m2s claro# Estos sondatos cualitativos#


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-tilidad de las imágenes

$a interpretación de las im2genes que proporcionan los satélites meteorológicos ., de formaespecial, la relación que puede inferirse entre lo que se observa en las im2genes (en sus diferentescanales" . los procesos din2micos . termodin2micos que tienen lugar en la atmósfera terrestre, se aconvertido, desde el lan+amiento de los primeros satélites meteorológicos, en una erramientafundamental de todos los centros dedicados a la predicción meteorológica# Aonforme se a idoavan+ando en el an2lisis e interpretación de los datos de los satélites, su uso se a ido extendiendor2pidamente, sobre todo por lo que respecta a las tareas de vigilancia, diagnosis, SnoPcastingS .predicción a mu. corto pla+o# Esto se a debido, b2sicamente, a que las im2genes de satéliteproporcionan una a.uda inestimable en la identificación del estado de desarrollo de los distintosfenómenos meteorológicos#

Utili&a& &e las i0?'e!es &e alta , #aa %esolui.!3

3l ser las im2genes de los canales 3?& . ;E3N de menor resolución . de datos que carecen deprecisas calibraciones, sólo son 7tiles a los fines observacionales . para la meteorolog%a sióptica# 3n2lisis de nubes, formas, frentes, estimaciones globales, etc#, son los productos posibles# $a

im2genes cuantitativas en cambio, que contienen gran cantidad de información porque son de altaresolución . las componentes de la imagen est2n sumamente procesadas, pueden utili+arse para laobservación, an2lisis . estudio m2s exacto de la atmósfera . el suelo#

)mágenes en el espectro visible .!)S/

$as im2genes visibles captan la energ%a solar refle0ada desde el sistema &ierra*3tmósfera entre laslongitudes de onda -#5 . -#9 micras# )e visuali+an como una escala de grises desde el negro alblanco# $a resolución en el punto subsatélite es de ,5 x ,5 Tm por lo que si la estructura aidentificar es mas pequeña el radiómetro integra la señal para todo el pixel apreciendose un 7nicotono de gris# $os cuerpos aparecer2n mas o menos brillantes en la im2gen dependiendo de sureflectividad, de la intensidad de la radiación solar . del 2ngulo de elevación del sol con respecto al

ori+onte terrrestre#

$a reflectividad es el factor principal# Cn cuerpo aparecer2 mas brillante cuanto ma.or sea sureflectividad . viceversa# En la tabla se muestra el albedo medio para diferentes superficies# )eobserva como, en general, las nubes de gran desarrollo vertical son las me0ores reflectoras# Esto esdebido a que la reflectividad en las nubes est2 fuertemente condicionada por su espesor# 3s% seobserva en la tabla como a medida que las nubes van siendo menos espesas su reflectividad vadisminu.endo# En menor medida, la reflectividad en las nubes depende tambien de la naturale+a . eltamaño de las part%culas nubosas, refle0ando me0or las gotas de agua que los cristales de ielo#

En cuanto a la intensidad . el 2ngulo de elevación de la radiación solar abr2 variacionesimportantes dependiendo del lugar, ora . época del año# El caso extremo ser%a durante la noce,periodo en el que no existen las im2genes visibles al situarse el sol por deba0o del ori+onte# Esposible suavi+ar este efecto normali+ando la imagen ( este proceso ser2 explicado con mas detalle alfinal de ete cap%tulo"# tro fenómeno relacionado es la aparición de Uim2genes especularesU4 aunquelas superficies de agua en condiciones normales son mu. malas reflectoras, cuando se produce estefenómeno la cantidad de energ%a refle0ada puede aumentar considerablemente# )uele darse ensituaciones de viento mu. flo0o, con la superficie del mar ligeramente rugosaB sobre esa superficie seproduce una fuerte reflexión de los ra.os solares, pero con suficiente scattering como para dispersarel efecto en un 2rea de 1-- o -- Tm#


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Eeto &e las &ie%e!ias &e ilu0i!ai.! e! u!i.! &e la o%a &el &


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formadas por cristales e ielo, como es el caso de los cirros, que dan mu. poca señal en este canal,a veces se pueden detectar gracias a la sombra que pro.ectan sobre la tierra (en concreto, cuandoesta tiene un coeficiente de reflexión alto como es el caso de los desiertos"#

En las oras centrales del d%a, cuando la inclinación de los ra.os solares es practicamente nula, elcontraste entre el brillo de las diferentes estructuras es un aspecto fundamental que nos a.udar2 a

identificarlas# En la im2gen se observa, por e0emplo, el fuerte contraste que existe en general entrelas nubes . la tierra . el mar, . cómo el contraste entre el mar . la tierra es ma.or cuando la tierra esbuena reflectora (costa norte de 3frica" que cuando es mala reflectora (costa occidental de la mitadsur de 3frica"# Estas diferencias son debidas a las diferentes caracter%sticas del terreno, de lavegetación, etc# &ambien es posible observar los distintos brillos dependiendo del tipo de suelo (mitadnorte de 3frica"#

)in embargo aunque la diferencia de brillo es mu. grande entre las nubes . la tierra, si por encimade ésta a. una capa de nieve o ielo el contraste puede llegar a ser nulo# Cn caso extremo ser%anpor e0emplo las nieblas de valle . la nieve, ambas con igual reflectividad e igual forma dendr%tica#?ara identificarlas por separdo es necesario recurrir a una secuencia de im2genes, buscando señalesde disipación o movimiento en las nieblas, frente a la nieve que permanecer%a completamenteest2tica#

Me igual forma para los cirros el contraste puede servirnos de gran a.uda# Estos se observanme0or cuando por deba0o tienen la superficie del mar (mu. mala reflectora en condiciones normales" .peor si tienen la superficie de la tierra (. dentro de esta el caso extremo ser%an superficies deserticas"u otro tipo de nubes#

En general el contraste entre nube . nube suele ser bastante malo . es por ello que para suidentificación es necesario a.udarse con el canal ' o bien recurrir a otro tipo de caracter%sticas comosu forma, tamaño o textura#

En el primer apartado de este cap%tulo se mencionaba como es posible aplicar correcciones a laimagen visible para evitar la variación en la intensidad de iluminación produciendo una imagen

Unormali+adaU, en las cuales se supone que el sol tiene, para cada uno de los puntos de la imagen, lamisma elevación#

Esto se consigue modificando los valores de brillo de las distintas partes de la imagen en funcióndel angulo de elevación solar, de forma que los valores normali+ados sean independientes del angulode elevación solar en im2genes sucesivas, . puedan as% ser comparados . usados de formacuantitativa#

En la figura puede verse, a la i+quierda, la imagen visible sin normali+ar ., a la dereca, la imagennormali+ada# bservar como la diferencia de brillo que existe entre las nubes situadas sobre lapen%nsula . las que est2n sobre el 3tl2ntico desparece practicamente al normali+ar la imagen# Elaumento de brillo que produce la normali+ación de las nubes situadas sobre el 3tl2ntico es el mismo

que se producir%a seg7n el sol fuera elev2ndose sobre el ori+onte#


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)mágenes en el espectro infrarro0o .)#/

$a &ierra . la atmófera emiten radiación térmica confinada dentro del intervalo espectral : a 1--Qm, donde se encuentra la banda infrarro0a media (: a :- Qm"# En estas longitudes de onda lareflectividad es virtualmente nula . la radiación solar despreciable, por eso se considera comoradiación de cuerpo negro . se relaciona con la temperatura, medida en grados Telvin# En losproductos >' . >?& los componentes de las im2genes ' se expresan en OT . se le relaciona un

tono de gris# $as im2genes en ', se utili+an principalmente para la observación de las estructurascuando no a. radiación solar, es decir de noce# En estas im2genes, los puntos c2lidos aparecenoscuros . los frios blancos#

$as im2genes ' est2n formadas por un con0unto de pixels con un valor entre - . 55 dentro deuna escala de grises desde el blanco al negro . constitu.en un mapa térmico de la superficie de latierra . de los topes nubosos, donde los valores ba0os de radiancia son equivalentes a ba0astemperaturas# Aon ob0eto de poder compararlas con las im2genes =') . de que su presentación seamas familiar al o0o umano los valores de radiancia se invierten, de forma que las superficies contemperaturas mas ba0as aparecen m2s brillantes . las m2s c2lidas mas oscuras#

$a resolución que actualmente posee el radiómetro del /E&E)3& en este canal es de 5 x 5


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)ecuencia de im2genes infrarro0as de en oras,desde las -4--V de la mañana del d%a 9 de 0ulio de 199 asta las 184--V

bservar en la imagen, en movimiento, como a medida que los ra.os solares van calentando lassuperficies de tierra, el contraste de las l%neas de costa va en aumento# En general, durante el d%a, latierra est2 mas caliente que el mar . se ver2 m2s oscura, mientras que durante la noce lastemperaturas se igualan o incluso puede llegar a invertirse viendose m2s clara la superficie del latierra que la del mar# ?or supuesto este contraste no siempre se puede observar, depender2 de laépoca del año, la latitud, ora del d%a . condiciones meteorológicas del 2rea de interés# ?or e0emplo,

observar las costa del orte de 3frica . ?en%nsula 'berica donde existe una situción de verano, concielos despe0ados, por lo que el papel del calentamiento diurno es fundamental#

En las im2genes =') el contraste entre nubes es generalmente pobre por lo que aislar e identificarunas de otras podr%a resultar en ocasiones dificil# En el canal ' las capas nubosas se distinguen m2srapidamente .a que se encuentran a alturas distintas ., por consiguiente, tienen diferentestemperaturas# bservar en esta imagen por e0emplo como la estructura frontal que existe en elemisfero sur entre las costas de 3frica . 3mérica del sur, cambia de tonalidad a medida quedesciende la latitud, dando una idea de la dimensión en la vertical del frente# En latitudes mas altassus topes son muco mas fr%os que cerca de las costas americanas donde el frente parece afectarsólamente a niveles m2s ba0os#

Aomo el radiometro es un medidor efectivo de las diferentes temperaturas dentro de su campoóptico . no de la energ%a refle0ada, algunas superficies que son mu. malas reflectoras . que en lasim2gens =') apenas se apreciaban, en las im2genes ', sin embargo, pueden ser facilmenteidentificados# Esto ocurre, por e0emplo, con los cirros, compuestos por cristales de ielo . de pocoespesor . que dificilmente se distinguen en el canal visible# En cambio en ', al encontrase mu. altosen la atmósfera, la temperatura que poseen es mu. fr%a . emitir2n mu. poca radiación, por lo queaparcer2n mu. brillantes#

$as superficies de agua, que en =') se ven mu. oscuras (salvo cuando se da el fenómeno de laUimagen especularU" .a que son mu. malas reflectoras, en ' pueden aparcer con diferentes tonos degris dependiendo de la temperatura de su superfice, siendo posible observar corrientes marinas .afloramientos de aguas con distinta temperatura#


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El contraste entre nubes mu. ba0as . la superficie de la tierra o el mar es en general mu. malo .aque practicamente se encuentran a la misma temperatura, es por ello que el canal visible es mas 7tilen estos casos#

Cn e0emplo de un proceso posterior que se puede acer a las im2genes de satélite en este canalson los realces# Aonsiste en colorear las diferentes temperaturas de brillo que tienen las superficies

emisoras#

riginalmente aparecen con tonalidades de grises, con el realce se puede utili+ar una ampliagamma de colores, combinandolos con el ob0eto de resaltar de forma mas familiar a la vista elfenómeno que se quiere estudiar# En este e0emplo se muestra nubosidad convectiva con distintosgrados de desarrollo locali+ada en la +ona de convergencia intertropical africana#

En la imagen de la i+quierda aparece la nubosidad sin real+ar . en la dereca real+ada# $adiferencia es notable, a simple vista podemos distinguir las 2reas donde se est2n produciendo losmovimientos convectivos mas fuertes# ?or otro lado se observan también nubes sin real+ar rodeandola nubosidad de desarrollo, estas nubes o bien estan mas ba0as con lo que su temperara es ma.or de*:@A o bien corresponden a cirros de poco espesor, que aunque s% pueden tener temperaturas mas

ba0as de *:@A, la contaminación de la radiación que les llega de capas m2s ba0a los ace aparecerm2s c2lidos de lo que realmente est2n# ?ara este tipo de realce este eco representa una venta0a.a que lo que se quiera destacar es la nubosidad de tipo convectivo#

?ueden diseñarse multitud de realces para diferentes propósitos4 nubosidad convectiva, nubosidadde tipo frontal, diferenciación de nubes ba0as, medias . altas, temperaturas del agua del mar, etc#

Colo% Te0$e%atu%a

Ma%%.! -=+:-=@C

Na%a!a -=@:-69C

A0a%illo -69:-66C

"e%&e -66:-68C


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A>ul la%o -68:-7+C

A>ul osu%o -7+:-7@C

Roo -7@:-@9C

!lanco -@9:-@6C

*%is -@6:-@8C

Ne'%o -@8:-89C

"isi#les I!%a%%oas

$as im2genes del espectro visible secaracteri+an porque representan la cantidad de

lu+ que es refle0ada acia el espacio por lasnubes . la superficie de la &ierra# El agua . la&ierra se ven oscuras#

$as im2genes del infrarro0o representan laradiación infrarro0a emitida por las nubes o la

superficie de la tierra# )on medidas detemperatura#

Es dif%cil en estas im2genes discernir entrenubes altas . ba0as

En una imagen infrarro0a, los ob0etos m2scalientes aparecen m2s oscuros que los fr%os#

$as nubes espesas refle0an m2s la lu+ por lo queéstas son las que me0or se visuali+an#

$as +onas sin nubes ser2n normalmenteoscuras, pero también las nubes mu. ba0as . laniebla pueden aparecer oscuras# El resto de lanubosidad se presentar2 clara#

El espacio se ver2 de color negro dada su faltade iluminación#

El espacio se ve de color blanco, dada su ba0atemperatura#

o se pueden obtener con ausencia de lu+ solar# o necesita de la lu+ solar para poder obtenerse#

)mágenes de vapor de agua .!/

$as im2genes en visible e infrarro0o térmico, utili+an las bandas del espectro electromagnéticodonde la absorción por los gases atmosféricos es pequeña, sin embargo son de interés también losintervalos espectrales donde la radiación infrarro0a emitida por la &ierra es absorbida por el vapor deagua de la atmósfera# $as im2genes en =3 son en su ma.or%a representativas dela umedad de lamedia . alta tropósfera# En definitiva el canal de =3 se utili+a en la banda de absorción de Qmdentro de la radiación ' . en general la im2genes representan la umedad media de la tropósfera#

Este canal posee ciertas propiedades seme0antes al ' pero también diferencias importantes#/ientras que los canales visible e infrarro0o se encuentran en bandas del espectro electromagnético

donde la absorción por los gases atmosféricos es pequeña, el canal de =3 se encuentra en unabanda (entre 5#L . L#1 µ m" en la que la radiación terrestre resulta parcialmente absorbida por el


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vapor de agua atmosférico# En los canales de absorción resulta mu. simple . efectivo anali+ar cuales la UcontribuciónU o peso de las capas atmosféricas a la señal que le llega al satélite para un perfilvertical de temperatura . umedad dado#

El e0emplo que se presenta, es la función de contribución para el =3 . una atmósfera est2ndar#)eg7n esta curva, la ma.or cantidad de radiación que llega al satélite en el espectro del =3 provienede las capas centradas en torno a los :-- mb# ?or el contrario no existe contribución alguna de

niveles inferiores de la atmósfera, incluso si la superficie radiante posee una temperatura elevada# Eneste sentido la radiación emitida por niveles ba0os sufre, mu. significativamente, los procesos deabsorción de las capas que posean vapor de agua . que se encuentran sobre élla# El resultado finales que ninguna señal de capas ba0as llega al satélite# En niveles mu. altos la temperatura es tan ba0a. el contenido de vapor de agua es tan pequeño que a partir de los 1-- mb las contribuciones de losestratos superiores son despreciables# bsérvese que en este caso la contribución a la señal quellega al satélite proviene de una capa m2s o menos profunda en ve+ de un nivel determinado depresión# )i la atmósfera fuera m2s 7meda (seca" el m2ximo de contribución ascender%a levemente(descender%a"#

En las im2genes =3 los tonos gris oscuro a negro se corresponden con las +onas donde llega grancantidad de radiación al satélite ., por lo tanto, poseen temperaturas de brillo m2s altas# Estasregiones est2n ligadas a +onas donde existe poco contenido de vapor de agua en niveles medios .

altos# $os tonos grises medios se corresponden con temperaturas intermedias (umedad media en latroposfera media . alta"# $os tonos blanco a blanco brillante lo acen con temperaturas m2s ba0ascomo consecuencia del alto contenido de umedad en niveles troposféricos superiores# Este es elcaso de las nubes altas mu. espesas . los Ab con grandes desarrollos verticales# bsérvese que noes necesario la presencia de nubes para que podamos tener una señal en este canal# Mico de otromodo, en mucas situaciones donde no existen nubes en niveles medias*altos, el canal de =3 nospuede suministrar información mu. 7til sin m2s que exista umedad en dicos niveles#

$as im2genes =3 son, generalmente, representativas del contenido umedad de la media . altatroposfera . son como verdaderas radiograf%as atmosféricas# 3 grandes rasgos se puede afirmar queel intervalo de contribución m2xima se encuentra, com7nmente, entre 5-- . :-- mb, variando laaltura del nivel de contribución media desde 8


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utilidad de este canal se basa en la información sobre las estructuras . circulaciones de la media .alta troposfera, incluso de la ba0a estratosfera#

En la igura se representa un gr2fico ilustrativo sobre ciertas propiedades comparativas de los trescanales en una escala del blanco al negro# ubes mu. espesas (Ab, imbostratos*b, Ai mu.espesos, etc#" aparecer2n mu. blancas en los tres canales (en el =') por ser nubes reflectoras, en '

por poseer topes altos . fr%os, . en =3 por sus altos contenidos de umedad"# En el otro extremotenemos el mar, ciertas +onas terrestres . nubes ba0as de poco espesor# ?ara estos elementos loscanales =') e ' son fundamentales, siendo nula la información que podemos obtener en el =3#Metalles de los fenómenos ligados a la capa limite planetaria . terrestres sólo son observables en loscanales =') e '#

Cua&%o o0$a%ati;o e!t%e i0?'e!es ;isi#les i!%a%%oas , ;a$o% &e a'ua

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Ca!al "isi#le I!%a%%oo "a$o% &e a'ua

Lo!'itu&es &e o!&a&el es$et%oelet%o0a'!étio uea$ta!333

Entre -,5 . -,9 micras Entre 1-#5*1#5 micras(aproveca la UventanaUatmosférica que existeentorno a las 11micras"# )ólo afectadapor una pequeñaabsorción debidafundamentalmente alvapor de agua

Entre 5,L . L,1 micras(radiación terrestreabsorbida por el vaporde agua atmosférico"

DQué !os 0uest%a! $a ma.or o menor

reflectividad de lassuperficies (dependen

$a temperatura de las

superficies radiantes#

El ma.or o menor

contenido de vapor deagua en la troposfera

http://asrv-a.akamaihd.net/sd/apps/adinfo-1.0-p/index.html?bj1QbHVzSEQuMSZoPWFzcnYtYS5ha2FtYWloZC5uZXQmYz1ncmVlbiZvPXdzYXImZD0mdD0xOzI7Mzs0OzU7Njs3Ozg7OTsxMDsxMTsxMjsxMzsxNCZhPTE3MDAmcz0xMDM3Jnc9d3d3LnByb3RlY2Npb25jaXZpbC5vcmcmYj1iZDImcmQ9JnJpPQ==http://asrv-a.akamaihd.net/sd/apps/adinfo-1.0-p/index.html?bj1QbHVzSEQuMSZoPWFzcnYtYS5ha2FtYWloZC5uZXQmYz1ncmVlbiZvPXdzYXImZD0mdD0xOzI7Mzs0OzU7Njs3Ozg7OTsxMDsxMTsxMjsxMzsxNCZhPTE3MDAmcz0xMDM3Jnc9d3d3LnByb3RlY2Npb25jaXZpbC5vcmcmYj1iZDImcmQ9JnJpPQ==http://asrv-a.akamaihd.net/sd/apps/adinfo-1.0-p/index.html?bj1QbHVzSEQuMSZoPWFzcnYtYS5ha2FtYWloZC5uZXQmYz1ncmVlbiZvPXdzYXImZD0mdD0xOzI7Mzs0OzU7Njs3Ozg7OTsxMDsxMTsxMjsxMzsxNCZhPTE3MDAmcz0xMDM3Jnc9d3d3LnByb3RlY2Npb25jaXZpbC5vcmcmYj1iZDImcmQ9JnJpPQ==http://asrv-a.akamaihd.net/sd/apps/adinfo-1.0-p/index.html?bj1QbHVzSEQuMSZoPWFzcnYtYS5ha2FtYWloZC5uZXQmYz1ncmVlbiZvPXdzYXImZD0mdD0xOzI7Mzs0OzU7Njs3Ozg7OTsxMDsxMTsxMjsxMzsxNCZhPTE3MDAmcz0xMDM3Jnc9d3d3LnByb3RlY2Npb25jaXZpbC5vcmcmYj1iZDImcmQ9JnJpPQ==


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del albedo, laintensidad de laradiación solar, lainclinación de los ra.os

solares, la composiciónde las nubes, elespesor de las nubes"

media . alta

Lo 0?s osu%o es333 $o menos reflectivo(&ierra, bosques,céanos . agua"

$o m2s caliente (&ierra,nubes ba0as"

$o m2s seco (sequedaden niveles medios .altos"

Lo 0?s la%o es333 $o m2s reflectivo (Ab,

nieve fresca"

$o m2s fr%o (&ope de

nubes altas, Ab"

$o m2s 7medo (alto

contenido de umedaden niveles medios .altos . nubes altas"

I!o!;e!ie!tes 'm2genes especulares4aumenta la energ%arefle0ada (aunque lassuperficies de agua encondiciones normalesson mu. malasreflectoras"# )uele

darse en situaciones deviento mu. flo0o, con lasuperficie del marligeramente rugosa#o a. im2genes denoce

$a superficie nubosa, sino es continua,parecer2 m2s c2lida delo que realmente es, alde0ar pasar energ%a dela superficie que a.deba0o#

3pariencia m2s c2lidade las nubes altas depoco espesor, alcontaminarse con laenerg%a que llega detodas las superficiesque tiene por deba0o#

Otros tipos de )mágenes

'm2genes 3')3& en las que se puede obtener mediante diversas técnicas de comparación de

bandas . aplicación de matrices (obtenidas por combinacion de datos de satélite . radar" . algoritmos+onas de intensidad de lluvia . +onas de probabilidad de precipitaciones# 3 través de otras técnicas

de comparación de bandas, filtrados, etc# es posible obtener productos relacionados con latemperatura del mar, del suelo o indices de vegetacion, entre otros#

)dentificación de nubes desde satélites

1ubes cumuliformes

En una atmósfera inestable se pueden elevar libremente burbu0as de aire dando lugar a nubes enforma de UcoliflorU, compactas . de forma globular# ?ueden ocupar grandes proporciones en laori+ontal ., sobre todo, en la vertical llegando a alcan+ar sus topes nubosos los niveles de la

tropopausa (convección mu. profunda"# En su con0unto se les denominan nubes cumuliformes# =anasociadas, como se a dico, a situaciones atmosféricas con cierto grado de inestabilidad,


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movimientos ascendentes . descendentes mu. intensos# Entre ellas tenemos los c7mulos de buentiempo, los c7mulos congestus, los cumulonimbus . los altos c7mulos (estos 7ltimos ligados anubosidad de tipo medio"# Mependiendo del espesor, tamaño en la ori+ontal en relación con la

resolución del satélite . la altura a la que se encuentre el tope nuboso o grado de desarrollo,presentar2n diferentes caracter%sticas en los diferentes canales# &omaremos como referencia las que

llegan a tener grandes desarrollos en la vertical4 los cumulonimbus (Ab"#

Este tipo de nubosidad convectiva est2 asociada con 2reas de moderada a fuerte inestabilidad#)on nubes de gran desarrollo vertical, que pueden aparecer aisladas o agrupadas formando

estructuras ma.ores como l%neas de turbonada, tormentas multicelulares o sistemas convectivos demesoescala# En los tres canales dan mu. buena señal, con tonos blancos brillantes, lo que indica

que son nubes espesas . con topes mu. fr%os# Auando los Ab desarrollan .unques cirrosos dan unaseñal de ma.or extensión ori+ontal en ' . =3 que en ='), aunque un realce adecuado en ' nospuede delimitar la +ona de m2xima actividad convectiva# $os .unques asociados se extienden en ladirección del viento en niveles altos# $a forma . rapide+ con que se expandan estas estructuras son

de gran a.uda en la determinación de la dirección e intensidad del viento en niveles altos# )i laci+alladura es fuerte, los Ab resentar2n a barlovento un borde bien marcado . a sotavento el .unquede cirros formar2 un +ona difusa . amplia de aspecto fribrosa# En ocasiones, en la fase final del ciclode vida de los Ab, los cirros cumulonimbogenitus pueden seguir mostrando una buena señal en los

canales ' . =3, mientras que en =') la señal es muco m2s débilB esto es una indicación de que elAb se encuentra .a en fase de disipación# 3l amanecer . atardecer, cuando la inclinación solar es

relativamente ba0a, pueden dar sombras all% donde existen UtorreonesU ligados a las +onas confuertes corrientes ascendentes#

En la imagen se presenta un e0emplo de Abs# )e aprecian claramente las caracter%sticasanteriormente comentadas# En =') se observan como una nubosidad mu. blanca, compacta .globular# En ' . en =3 presentan una tonalidad blanca brillante# En este caso los bordes est2n

relativamente bien marcados, por lo que se puede inferir que la ci+alladura del viento existente esdébil# El =3 e ' nos permiten anali+ar aquellos que llegan a dar señal en niveles superiores

(convección profunda" frente aquellos Abs que se est2n desarrollando todav%a, como ocurre al sur de&7ne+# $lama la atención la me0or resolución espacial del =') frente al ' . =3#

1ubes estratiformes


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$as nubes estratiformes ofrecen en general una textura suave . continua# =an asociadas, engeneral, a enfriamientos amplios en medios estables, limitadas en sus cimas por una inversión# Elenfriamiento suele ser debido a la expansión adiab2tica, aunque en algunos casos también puededeberse al contacto con una superficie fr%a# Estas nubes se forman por enfriamientos radiativos en

situaciones anticiclónicas con cielos despe0ados, por condensación de precipitación que previamentese a evaporado, ligadas a situaciones frontales o por advección de una masa m2s o menos 7meda

sobre una superficie mas fr%a (nieblas de advección"# En este tipo de nubes podemos incluir losestratos . nieblas, estratoc7mulos . la combinación de nimbostratos, altostratos . altoc7mulos (.aque, aunque pueden presentarse de forma independiente, a menudo aparecen combinados en los

sistemas frontales"# =eremos un e0emplo de estratos*nieblas#

Mesde la visión del satélite es imposible distinguir entre estratos . nieblas# orman capas nubosasgeneralmente extensas con topes bastante uniformes adapt2ndose a los accidentes topogr2ficoscuando se desarrollan sobre tierra o en la costa# Est2n compuestos por gotitas mu. pequeñas deagua ., si tienen suficiente espesor, pueden generar llovi+na# )i las temperaturas son mu. fr%as

puede formarse cristalitos o prismas de ielo#

)on f2cilmente observables en =') con tonos blancos, m2s o menos brillantes, dependiendo delespesor de la capa, con bordes bien definidos coincidiendo en tierra con las caracter%sticas del

relieve# 3 veces dan una señal parecida a la nieve, con forma dendr%tica en +onas de montaña, o2reas uniformes en llanuras# )in embargo, observando una secuencia de im2genes se puede

anali+ar la diferencia en el momento en que las nieblas comiencen a disiparse#

En ' dan mu. poca señal, en general, con tonos grises# 3l ser nubosidad mu. ba0a las diferenciastérmicas con el suelo son mu. poco significativas por lo que dan tonalidades mu. parecidas# Me

noce, . con una inversión sobre ellas, pueden llegar a verse m2s oscuras que la superficiecircundante (Sniebla negraS o Sestratos negrosS", al contrario de lo que ocurre durante el d%a# En el

canal del =3 no existe señal alguna de este tipo de nubosidad#

$a imagen es un e0emplo de nieblas*estratos al oeste de la pen%nsula . en las +onas costeras#Aomo se observa en las im2genes, la me0or señal proviene del =') con +onas m2s claras . brillantes

donde la capa es m2s espesa# $a presencia de puntos brillantes en la nubosidad situada m2s al

oeste nos indica la presencia de estratoc7mulos sobre el mar# El ' apenas dan señal, solamente seven +onas ligeramente m2s clara que los alrededores# Auando el calentamiento diurno sobre tierraaumenta las diferencias se acen m2s notorias# En el =3 no se observan# $a no disponibilidad de


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datos =') durante la noce es un gran problema para identificar este tipo de nubes cuando se utili+aexclusivamente datos del satélite /eteosat#

1ubes cirriformes

)on nubes altas formadas por part%culas de ielo . confinadas en alturas superiores a --- m#?ueden tener su origen en este nivel o provenir de niveles m2s ba0os (cirros de origencumulogenitus"# recuentemente se forman por congelación directa del vapor de agua del aire claro#

)u importancia radica en que est2n asociadas con elementos . sistemas relacionados con ladin2mica atmosférica de niveles altos como, por e0emplo, corros polares . subtropicales, turbulenciaen niveles altos, +onas de deformación, etc# )on nubes en general de poco espesor, dif%ciles de ver

en ='), a veces 7nicamente identificables por la sombra que pro.ectan, . f2cilmente identificables en' ó =3, aunque cuando aparecen combinadas con otro tipos de nubes su identificación es m2scomplicada# )e pueden agrupar en cuatro tipos4 cirrostratos, cirros fibratus, cirros spissatus, . uncaso especial de los spissatus, los cirros cumulonimbogenitus o cirros ligados al .unque# o se

inclu.en los cirroc7mulos .a que sus elementos globulares son m2s pequeños que la resolución delsatélite si anali+amos im2genes del /eteosat# =eremos un e0emplo de cirros spissatus#

Estos suelen formar bandas de 1-- a --


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$os elementos que forman la banda son pr2cticamente perpendiculares a ésta . al m2ximo deviento en altura# En los tres canales se pueden observar pequeñas l%neas con orientación E*);# Enla imagen =') se aprecian algunas sombras que pro.ectan estos elementos sobre la superficie (sur

de la ?en%nsula 'bérica"#

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