SENSORES EN LAS BANDAS:1. TÉRMICA REFLECTIVA (3-5µµµµm) y2. TÉRMICA IR (8-14µµµµm)

--------------------------Algunas aplicaciones

1. Térmica reflectivaDía: Emisión y ReflexiónNoche: Emisión

Curvas de radiancia del cuerpo negro, para el sol y la tierra.

2. Térmica IRDía: EmisiónNoche: Emisión

� Los canales 3.7µm (NOAA-AVHRR) y 3.9µm (GOES) se corresponden con la región común de la radiación solar reflejada y la radiación emitida por la superficie terrestre la atmósfera y las nubes.

� Durante el día, en estos canales se detecta una mezcla de radiación de origen solar con la de origen terrestre, dominando la componente solar.

� En esta longitud de onda la superficie del mar aparece más oscura que la terrestre.

� El brillo de las nubes varía del blanco al negro. Esta variación tan alta es debido a la fuerte absorción de los cristales de hielo.

� Durante el día la nieve, el hielo y los cirrus aparecen negros.

� Por la noche, este canal suministra el doble de información que el canal del infrarrojo sobre los focos de calor.

(4.05) (4.020 - 4.080)23

(3.96) (3.929 - 3.989)22*

(3.96) (3.929 - 3.989)21*

(3.75) (3.660 - 3.840)20MODIS

NOAA - Canal 3 (3.7 µm) (3.55 - 3.93 µm)

http://www.oso.noaa.gov/poesstatus/

GOES - Canal 2 (3.9 µm) (3.78 - 4.04 µm)

http://www.oso.noaa.gov/goesstatus/

⇒⇒⇒⇒ Dos aspectos a considerar:1. Escala de presentación como el VIS o como IR?2. Imagen de DÍA o de NOCHE?

http://modis.gsfc.nasa.gov/

* Saturan a distintas Tr

Ley de Kirchoffελ=αλ

Sin transmisión

ρλ+αλ=1

⇒ analizamos ρλ versus αλ = ελ

9.39.39.3 BL ε=

7.107.107.10 BL ε=

9,37.10 ? BB

Recordar

T3.9 ? T10.7

Día o noche?

Banda IR reflectiva / Banda IR emisiva

Tabla de Emisividades para distintos

tipos de suelo en función de λ en µm.

Noche

Si Bλ(T) es conocida se puede calcular TBB..

Los SR miden Lλ≠ Bλ(TBB),

pero Lλ= ελ Bλ(Ts)

→ TBB < TS

Lλ = radiación emitida en una ventana

atmosférica sin reflexión y sin absorción por la atmósfera.

La reflectividad en estas λ es sensible al tamaño de las pertículas y a su fase

400 K 273 K

larcor BB λλ ∆>>∆

La respuesta a cambios en la temperatura de la escena es mucho mayor a λ cortos.

⇒

En una presentación basada en energía se discrimina mejor en onda corta.

Dos píxeles contiguos

A la misma temperatura, la radiancia en 3,9 µm es mayor que en 10.7 µm.

La radiancia en 3.9 µm aumenta mucho con respecto a la radiancia en 10.7 µm cuando aumenta la T de la escena (píxel)

⇒ un foco caliente dentro de un píxel puede dominar la respuesta del píxel, o sea su radianza y consecuentemente su TBB.

Detección de fuego o focos calientes (píxel mixto)

suelosuelofuegofuego areaLareaLL ∗+∗= 9.39.39.3

500 K 300 K

La radiancia emitida es una combinación lineal de las radiancias por separado, pesadas por su proporción de área, pero NO de sus temperaturas (recordar que la respuesta de la radiancia no es lineal con la temperatura).

⇒⇒⇒⇒ La temperatura del píxel será distinta medida en 3.9 µm que en 10.7 µm.

)( fuegofuego TBL λλ = )( suelosuelo TBL λλ =

7.10λ9.3λ ∆L∆L >>

Respuesta de un Píxel Mixto(suelo – nube)

suelosuelonubenube areaLareaLL ∗+∗= λλλ

)( nubenube TBL λλ = )( suelosuelo TBL λλ =

7.10λ9.3λ ∆L∆L >>

De noche260 K 300 K

Detección y Monitoreo de INCENDIOS

Díaλλλλ ==== VIS* Localización de incendios por plumas de humo.* “Loops” animaciones. (GOES)

λλλλ ==== 3.9 µm* Las plumas son difíciles de localizar por la baja resolución

(1km VIS/ 4 km 3.9 µm) y baja reflectividad.* Los focos calientes se caracterizan por la alta respuesta

de la radiancia al aumento de TS.

Noche3.9 µm* Los focos calientes se caracterizan por la alta respuesta de la radiancia al aumento de TS.

“Islas” de calor urbano

� Las imágenes en 3.9 um permiten localizar las “Islas” de calor urbano en condiciones de cielo despejado especialmente durante la noche.

� Hay que tener en cuenta que en las ciudades y suburbios puede haber variaciones de la T en distancias de fracciones de km. Entonces el GOES IFOV sobre las ciudades puede ser pensado con el mismo sentido que un píxel parcialmente cubierto por fuego.

� El resultado se debe a que durante la noche, sobre las ciudades la Tr(3.9 um) será > Tr (10.7 um).

Identificación de Nieblas y Stratus de NOCHE(“fog product”)

9.37.10TT −

> 0 ⇒ nieblas, St

≅ 0 ⇒ cielo totalmente cubierto o totalmente despejado (suelo)

Se basa en que la ε3.9agua < ε10.7agua , y además:

TTB4

1

λε= TT 4

1

7.104

1

9.3εε < 7.109.3

TT <⇒⇒⇒⇒ ⇒⇒⇒⇒

Identificación de Cirrus delgados de NOCHE

9.37.10TT − < 0 ⇒ Ci delgados

�La radiación proveniente de los niveles inferiores a los cirrus delgados los atraviesan y producen una Tr (10.7 µm ) medida en el satélite mayor que la Ttope real.

�Este efecto es mayor en 3.9 que en 10.7 µm debido a la respuesta más fuerte en 3.9 µm a la radiación más cálida que viene de los niveles inferiores.

�Además, los cirrus delgados suelen aparecer en parches llenando parcialmente el IFOV y consecuentemente realza la respuesta en 3.9 µm. Es decir van a aparecer con una Tr >Ttope real, diferencia aún mayor que usando 10.7 µm.