GRUPO 7_Informe

Tecnólogo en Cartografía
Captura de Datos por Precepción Remota
Informe de Satélites Oceanográficos y
Meteorológicos de la NASA
-Abril 2016-
Leticia Barona Garré
María Alejandra Ferreiro Ferreiro
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Abstract
El propósito de este informe es una reseña sobre Satélites Meteorológicos y
Oceanográficos de la NASA.
Índice
1.
Introducción...................................................................................................................................................... 3
2.
Satélites Oceanográficos ............................................................................................................................... 3
2.1. Historia………………………………………………………………………………...3
2.2. Plataforma…………………………………………………………………………….3
2.3. Sensor, Resoluciones, Disponibilidad…………………………………………………4
3.
Satélites Oceanográficos ............................................................................................................................... 5
3.1. Historia y Actualidad…………………………………………………………………..5
3.2. Tipos de Satélites…………………………………………………………………….. 5
3.3. GOES y TIROS - NOAA…………………………………………………………..… 5
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1. Introducción
Los Océanos controlan el clima de la Tierra: calor, humedad, velocidad y dirección del viento. El
tiempo no solo determina lo que vestiremos para ir a trabajar en la próxima semana sino también
si la cosecha de mandarinas en canelones recibe suficiente lluvia para madurar, si la temporada
de huracanes en el Atlántico será débil, o si el Niño tendrá un impacto en la región oriental de la
pesca de anchoa del Pacífico. Las condiciones climáticas a largo plazo influyen en el suministro
de agua, suministro de alimentos, los envíos comerciales, y los valores de propiedad. Incluso
pueden fomentar el crecimiento de las civilizaciones, o matarlos. No se puede escapar del clima,
o incluso cambiarlo pero ser capaz de predecirlo hace que su impacto sea menor. Y sólo mediante
la comprensión de los océanos podemos empezar a predecir sus impactos en nuestras sociedades.
2. Satélites Oceanográficos
2.1. Historia
Jason-1 lanzado el 7 de diciembre de 2001 y se diseñó para que durara entre tres y cinco años,
creó un registro revolucionario de más de 20 años sobre la topografía de la superficie oceánica
mundial, que comenzó en 1992 con el lanzamiento del satélite Topex/Poseidon de la NASA y el
CNES. Jason-1 trazó mapas de los niveles marítimos, la velocidad del viento y la altura de las
olas. La misión proporcionó perspectivas nuevas acerca de la circulación oceánica, rastreó el
aumento del nivel del mar y permitió realizar pronósticos meteorológicos y previsiones
climáticas y oceánicas más precisas. Recientemente, retiraron del servicio al satélite después de
que perdiera su último transmisor restante. El dispositivo había observado los océanos del mundo
durante 11 años. En 2008, se lanzó Jason-2 operado por las agencias de meteorología de Estados
Unidos y Europa. Jason-3 se lanzò en Febrero de 2016.
2.2. Tipos de Satélites
La percepción remota del océano puede ser llevada a cabo desde una variedad de plataformas.
Dependiendo de la distancia entre el sensor y el objeto, se pueden
identificar cuatro categorías:
a) Buques, percepción remota por más de 50 años, principalmente con ecosondas y sonares.
b) Globos, ya sea de vuelo libre o anclado, usados para aérea de cuerpos acuáticos tales como
bahías o lagos, para trazar circulación, sedimentación, etc.
c) Aviones, usados como plataformas de percepción remota, para mapeo de costa y estudios
oceanográficos como el avistamiento de cardúmenes de peces. Pueden ser equipados con una
gran gama de sensores y permiten programar los distintos parámetros de la observación (altura,
velocidad, periodicidad, etc.), aunque también cuenta con inconvenientes como la inestabilidad
de la plataforma, la limitada cobertura geográfica, el alto coste o la dependencia de condiciones
de clima favorable. En definitiva, son usados en casos donde el tiempo es muy importante, ya que
cuando se trata de una observación repetitiva o se dispone de más tiempo se prefiere el uso de los
satélites con un costo menor.
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Satélites, pueden monitorear la superficie completa del planeta de forma periódica, cubriendo una
superficie considerable en cada revolución.
2.3. Sensor, Resoluciones, Disponibilidad
Se entiende como resoluciòn de un sistema sensor la habilidad del mismo para obtener y
dicriminar informaciòn de detalle.
En la obtenciòn de sensores remotos existen varios tipos de resoluciones con diferentes
caracterìsticas:
RESOLUCIÒN ESPACIAL: que involucra al objeto mas pequeño que puede distinguirse en la
imagen.
Se darà en funciòn de la altitud, tamaño y nùmero de detectores, tamaño focal del sensor.
RESOLUCIÒN ESPECTRAL: que estarà relacionado con la anchura y el nùmero de las bandas
espectrales (espectro-magnètico) que es capaz de discriminar o registrar el sensor
RESOLUCIÒN RADIOMÈTRICA: tiene que ver con la capacidad de determinar las
variaciones en la radiancia espectral que el sensor recibe.
Es la sensibilidad de un sensor para registrar la radiaciòn.
RESOLUCIÒN TEMPORAL: tendrà referencia con la frecuencia de cobertura que posee el
sensor en definitiva a la periodicidad con la que este adquiere una imagen de la misma porciòn de
superficie de la cobertura terrestre.
RESOLUCIÒN ANGULAR: que se define como la capacidad de observar una misma zoande la
cobertura terrestre desde diferentes àngulos.
En el caso de los sensores y satèlites metereològicos tendràn una mejor resoluciòn temporal a
costa de la resoluciòn espacial.
Los satélites de la NOAA llevan entre otros instrumentos un radiómetro de barrido (AVHRR)
que transmite sus datos en formato HRPT. El Radiómetro AVHRR (Advanced Very High
Resolution Radiometer) fue inicialmente diseñado para la observación meteorológica
(determinación de cobertura de nubes y temperatura de la superficie).
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Posteriormente, los datos que suministra han encontrado numerosas aplicaciones en el campo de
la observación terrestre tales como: Temperatura superficial de tierra y mar (SST), Cobertura de
nubes y precipitaciones. Detección de frentes, Erupciones volcánicas, Cobertura de hielo y nieve,
Índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI), etc.
Este sistema tiene una resolución 13 veces mayor que el sistema APT, además de tener 5 bandas
espectrales y los datos digitales que transmiten son de 10 bits lo que permite visualizar 1024
tonalidades de gris. El sistema HRPT es complejo, se requiere una antena de 1 metro de diámetro
la cual debe tener un mecanismo motorizado para seguir al satélite a medida que este se órbita en
el espacio. Este proceso es automatizado generalmente por un controlador dedicado alimentado
con los datos orbitales. La imagen completa de estas "cámaras" se transmite en modo digital y en
formato de alta resolución (HRPT) en 1,7 GHz. Para el modo analógico en 137 MHz, se
seleccionan 2 de los 5 canales y se retransmiten rebajados en resolución, uno a continuación del
otro (multiplexado en tiempo). Los canales del radiómetro son: CANAL 1: 0,58 a 0,68 µm que
corresponden a la luz; CANAL 2: 0,725 a 1,1 µm que corresponden al rojo visible y cercano;
CANAL 3: 3,55 a 3,93 µm que corresponde al infrarrojo; CANAL 4: 10,3 a 11,3 µm que
corresponde al lejano; CANAL 5: 11,5 a 12,5 µm que corresponde al lejano.
Las observaciones de teledetección del sensor AVHRR se caracterizan por tener una espacial
relativamente alta (1,1 x 1,1 Km en el nadir), optimizada para el estudio de las estructuras de
mesoescala y por tiempos de revisita diarios o inferiores, lo que permite hacer un seguimiento de
las estructuras hidrográficas en términos de series temporales.
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3. Satélites Meteorológicos
3.1. Historia y Actualidad
El 1 de abril de 1960, el primer satélite meteorológico del mundo despegó de Cabo Cañaveral
(Florida) y abrió una nueva dimensión en el campo de las previsiones meteorológicas. La primera
fotografía de TIROS-1 (Satélite de Observación Infrarroja para Televisión) fue una imagen
difuminada de gruesas bandas y grupos de nubes sobre Estados Unidos. El satélite de órbita
polar pesaba 121 kilogramos y llevaba dos cámaras y dos grabadoras de vídeo. Aunque el satélite
sólo duró 78 días, abrió las puertas a una nueva era de la meteorología. El satélite fue el producto
de una colaboración eficaz entre la NASA (la incipiente agencia espacial de Estados Unidos) y la
Administración para Asuntos Oceánicos y Atmosféricos del Departamento de Comercio
(NOAA). Para 1975 se realiza el lanzamiento del Satélite GOES, primer satélite geoestacionario
operacional del Medio Ambiente de la serie. Entre los productos de la NASA Y la NOAA,
podemos encontrar los siguientes satélites GOES, NOAA, TIROS, HIMAWIRI, METEOSAT.
3.2. Tipos de Satélites
Los satélites meteorológicos proveen información sobre el movimiento, ubicación de nubes y
estado del tiempo alrededor del mundo. Existen dos tipos de Satélites: los Geoestacionarios y los
de Órbita Polar.
Los Geoestacionarios se encuentran a 36.000km de altura de la tierra. Completan una órbita cada
24 horas (mismo tiempo que la tierra tarda en girar sobre su eje), monitoreando siempre el mismo
lugar de la tierra. Por tal motivo es necesaria una constelación de 4 satélites para lograr cubrir el
mundo. Ejemplo de este tipo de Satélites es el GOES.
Los de Órbita Polar se desplazan de polo a polo orbitando a baja altitud (800 KM), un buen
ejemplo de ellos son la serie TIROS. Cada vez que completan una vuelta, la Tierra ha
rotado 25º de longitud, por lo que monitorean una franja diferente en cada órbita. Este tipo de
satélites cuentan con radiómetros que perciben la intensidad de la luz o el calor, transformándose
en imágenes en las estaciones procesadoras.
3.3. GOES Y TIROS – NOAA
GOES:
Los satélites geoestacionarios (satélites GOES) proporcionan el tipo de control
permanente necesario para el análisis intensivo de datos. Ellos dan vuelta a la Tierra en
una órbita geoestacionaria, lo que significa que orbita el plano ecuatorial de la Tierra a
una velocidad correspondiente a la rotación de la Tierra. Esto les permite permanecer
en forma continua sobre la misma posición respecto a la superficie.
Posee 5 Bandas: Visible, Onda Corta, Vapor, Infrarrojo 1 e Infrarrojo 2. Además cuenta
con un radiómetro (sensor) que barre línea por línea la superficie de la tierra a medida
que el satélite gira o rota sobre su eje. Con respecto a la resolución es la siguiente
para cada una de las bandas:
Banda 1 Visible: 0.55-0.75 um resolución de 1 KM
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Banda 2 Onda Corta: 3.8-4.00 um resolución de 4 KM
Banda 3 Vapor: 6.55-7.00 um resolución de 8 KM
Banda 4 IR1: 10.22-11.2 um resolución de 4 KM
Banda 5 IR2: 11.55-12.5 um resolución de 4 KM.
Cuenta con una Resolución Temporal de 20 a 30 Minutos.
Es importante a destacar que cuenta con una disponibilidad permanente y gratuita de
sus imágenes para el primer nivel de uso.
TIROS – NOAA:
TIROS: Los satélites TIROS, cuyos nombres figuran como NOAA seguido de un
número (NOAA -14, NOAA-15, etc.) son muy utilizados y los que se encuentran
operativos son NOAA-14 y NOAA-15. Como ya dijimos son de órbita polar por lo tanto
tienen una localización baja de aproximadamente 800 km. En este sentido su
disponibilidad temporal es baja, cada 24 horas obtenemos imágenes de su
relevamiento. A bordo cuenta con sensores como TOVS y AVHRR. Gracias a los
anteriores es que podemos decir que tiene lectura en bandas de nubes, vegetación y
temperaturas. Los usos de los datos del sensor AVHRR son: Índices normalizados de
vegetación (NDVI), Mapas de temperatura del mar (SST), aplicaciones hidrológicas:
cartografía de zonas de nieve, etc.
VIDEOS SUGERIDOS:
TIROS 1960: https://www.youtube.com/watch?v=5fj49RTUdv4
Jason: https://www.youtube.com/watch?v=ddpJ0KcuwRE
IMÁGENES SATELITALES:
http://www.smn.gov.ar/vmsr/general.php?dir=YVcxaFoyVnVaWE12YzNWa1lXMWxjbW
xqWVM5cGJtWT0=
https://www.eumetsat.int/jason_es/print.htm
BIBLIOGRAFÍA
http://www.goes.noaa.gov/
http://weather.msfc.nasa.gov/GOES/
http://www.meteorologia.com.uy/
http://science.nasa.gov/missions/tiros/
http://iipdigital.usembassy.gov/st/spanish/article/2010/04/20100405182754abretnuh0.9034693.ht
ml#ixzz44OfA2pKO
https://www.jcoppens.com/sat/tech/n17.php
http://dimoni.orgfree.com/noaa.htm
http://www.goes-r.gov/users/comet/goes_r/envmon_es/print.htm
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