Determinación de la temperatura de la superficie terrestre a partir de los datos suministrados por el sensor ATSR de satélite ERS-1
6 pages
Español

Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement

Je m'inscris

Determinación de la temperatura de la superficie terrestre a partir de los datos suministrados por el sensor ATSR de satélite ERS-1

-

Découvre YouScribe en t'inscrivant gratuitement

Je m'inscris
Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus
6 pages
Español
Obtenez un accès à la bibliothèque pour le consulter en ligne
En savoir plus

Description

m wave-lengths to ascertain the advantages of the multi-angle technique in comparison with the currently used multi-channel technique (split-window method) to retrieve both sea surface temperature (SST) and land surface temperature (LSTD). To this end a simple single-channel double-angle viewing model is presented, which relates actual surface temperature to the two brightness tempera-tures measured in the two views of interest (ATSR nadir and forward). The results show that the dou-ble angle technique is capable of producing SST with a standard deviation of 0.3 K if the satellite data are error free and, furthermore, confirm the advantage of the double-viewing angle technique for LST determination if the emissivity`s spectral variation and the emissivity´s angular variation, are of the same order of magnitude.

Informations

Publié par
Publié le 01 janvier 1994
Nombre de lectures 6
Langue Español

Extrait

Revista de Teledetección. 1994
Determinación de la temperatura de la superficie
terrestre a partir de los datos suministrados por
el sensor ATSR de satélite ERS-1
1 2 2 2 1J. A. Sobrino , Z.-L. Li , M. P. Stoll , F. Becker y V. Caselles .
1 Departament de Termodinámica. Facultat de Física. Universitat de Valéncia. 46100 Burjassot.
2 Ecole Nationale Supérieure de Physique de Strasbourg, LSIT. 67000 Estrasburgo. Francia.


RESUMEN ABSTRACT
En el presente trabajo se ha realizado un estudio A study has been carried out using LOWTRA.N-7
comparativo entre la técnica multiangular y la simulations of ATSR data at 11- and 12- µm wave-
corrientemente usada técnica bicanal (método split- lengths to ascertain the advantages of the multi-
window), para determinar la temperatura de la angle technique in comparison with the currently
superficie de la tierra (LST) y del mar(SSP. Los used multi-channel technique (split-window
valores numéricos de los coeficientes, se han calcu- method) to retrieve both sea surface temperature
lado a partir de simulaciones de las medidas reali- (SST) and land surface temperature (LSTD). To
zadas por los canales 3 (11 µm) y 4 (12 µm) del this end a simple single-channel double-angle
ATSR. Con este fin, se propone una ecuación viewing model is presented, which relates actual
monocanal de tipo biangular, que relaciona la surface temperature to the two brightness tempera-
temperatura de la superficie con las temperaturas tures measured in the two views of interest (ATSR
radiométricas, medidas en las dos vistas de interés nadir and forward). The results show that the dou-
(ATSR nadir y forward). Los resultados muestran ble angle technique is capable of producing SST
que la técnica biangular permite estimar la SST con with a standard deviation of 0.3 K if the satellite
un error de 0,3 K. Además, para la determinación data are error free and, furthermore, confirm the
de la LST, se confirman las ventajas del método advantage of the double-viewing angle technique
biangular, siempre que la variación espectral y for LST determination if the emissivity`s spectral
angular de la emisividad sean del mismo orden de variation and the emissivity´s angular variation, are
magnitud. of the same order of magnitude.

PALABRAS CLAVE: Temperatura de la superfi- KEY WORDS: Land surface temperature, multi-
cie de la tierra, técnica multiangular, técnica bica- angle technique, multi-channel technique.
nal.



AVHRR/2 la temperatura de la superficie del mar INTRODUCCIÓN
se ha obtenido con una precisión absoluta de 0,7 K
La determinación de la temperatura de la super-
(May et al, 1992). Sin embargo esta precisión está
ficie terrestre (ST) a partir de las imágenes infra-
lejos de los 0,3 K necesarios en los estudios de
rrojas suministradas por los satélites artificiales es cambio climático, véase, por ejemplo, los requeri-
de gran interés para muchas aplicaciones, princi-
mientos del programa internacional TOGA "Tropi-
palmente, oceanográficas, geológicas, hidrológi-
cal Oceans Global Atmosphere", (Barton, 1992).
cas, estudios de cambio climático, etc. En los últi- En el caso de la temperatura de la superficie terres-
mos años se han desarrollado un gran número de
tre, la determinación se hace mucho más difícil
métodos multicanales de tipo split-window para debido en gran parte a la variabilidad de las condi-
determinar la temperatura de la superficie terrestre ciones de la superficie (especialmente en cuanto a
(LST) y de mar (SST) a partir de las radiancias
la emisividad de la misma se refiere), así resulta
suministradas por los satélites. Las necesidades de normal cometer errores de 2 a 3 K (Price, 1983), lo
una alta resolución espacial y temporal requeridas que evidentemente está lejos de 1 K, requerido
por estos estudios, así como la estructura de los
para estudios de la superficie terrestre.
algoritmos (generalmente una combinación lineal Aparte de la estructura de los algoritmos, a veces
de las temperaturas radiométricas medidas en los inapropiada para dar cuenta de las variaciones de
canales térmicos centrados en los 11 µm y 12 µm) la atmósfera y de la superficie, uno de los motivos
ha determinado el uso del sensor Adyanced Very- principales para cometer tales errores está íntima-
High Resolution Radiometer/2 (AVHRR/2), a mente relacionado con las características técnicas
del sensor AVHRR/2. Weinreb et al. (1990) ads-bordo de los satélites NOAA. A partir de los datos
Nº 3 – Noviembre 1994 1 de 6 J. A. Sobrino, Z.-L. Li, M. P. Stoll, F. Becker y V. Caselles
criben al AVHRR/2 una precisión radiométrica satélite y bajo el ángulo cenital θ, B (T ) es la ra-i s
absoluta del orden de 0.55 K, lo que es inacepta- diancia medida si la superficie fuera un cuerpo
blemente grande para el seguimiento climático negro a la temperatura de la superficie T , τi θ es la s
(Bates y Díaz, 1991). Sin embargo, con el lanza- transmisividad total de la atmósfera bajo el ángulo
miento del primer satélite europeo de teledetección cenital θ, y Rati θ↑ es la radiancia atmosférica
(ERS-1) el 17 de julio de 1991, un nuevo sensor, el ascendente bajo el ángulo cenital θ, que viene dada
Along-Track Scanning Radiometer (ATSR) entra por el teorema del valor medio (McMillin, 1975):
en el mundo de la teledetección. ¿Podrá este nuevo
instrumento satisfacer las precisiones antes men- (2) R =(1 − τ ) B (T )ati θ ↑ i θ i acionadas?. La respuesta a esta pregunta constituye
uno de los objetivos del presente trabajo.
donde T es la temperatura media de la atmósfe-aEl ATSR tiene una sensibilidad radiométrica
ra entre la superficie y el sensor, y siendo R (ref) la i(NE ∆T) de 0.04 K y posee los mismos canales
radiancia atmosférica reflejada, dada por:
térmicos que el AVHRR/2, centrados en 3.7 µm,11

µm y 12 µm, más un canal en 1.6 µm para la eli-
1- εi (3) minación de las nubes. Este radiómetro utiliza una R (ref) = R ↓cos( θ', Φ')d Ω'i ati θ∫πnueva técnica de barrido que consiste en observar,
en un intervalo de dos minutos, el mismo punto de
donde Rati θ↓ es la radiancia descendente (So-la superficie terrestre bajo dos ángulos diferentes
ο ο brino et al, 1991). En (3) asumimos que la superfi-(nadir ≈ 0 , y forward ≈ 53 ). La combinación de
cie es un reflector Lambertiano. Esto constituye estas dos "vistas" a través de caminos ópticos dife-
una buena aproximación para muchas superficies rentes, puede llevarnos a una mejor estimación de
que tan sólo introduce un error inferior al 5% en la temperatura de la superficie terrestre que la que
R (ref) (Schmugge et al, 1991). ien la actualidad nos proporciona el sensor
Si ahora consideramos que la transmisión de la AVHRR/2 a bordo de los satélites NOAA.
radiación difusa es cuantitativamente equivalente a El objetivo de esta comunicación consiste en
la de la directa, a la misma masa de materia absor-realizar un estudio comparativo de las técnicas
bente, pero a 0 ≈ 53º (Kondratyev, 1969), por multicanal, y multiangular. Con este fin, se propo-
integración de la Eq. (3), se tiene ne una ecuación monocanal de tipo biangular, que
relaciona la temperatura real de la superficie te-
R (ref) = (1- ε ) (1- τ )B (T )rrestre con las temperaturas radiométricas, medidas i i θ i53 i a (4)
desde el espacio, en las dos vistas de interés
(ATSR nadir y forward). A continuación, se pre- Como la base del método biangular consiste en
sentan diferentes algoritmos de corrección atmos- utilizar dos medidas a igual longitud de onda pero
férica y de emisividad que permiten determinar la para dos trayectorias diferentes, la Eq. (1) puede
temperatura de la superficie de la tierra (LSI) y del reescribirse para ATSR nadir ( ≈0º), B(T ), y for-0
mar (SSP. En ambos casos, los valores numéricos ward ( ≈53º), B(T ), como (por simplicidad omiti-θ
de los coeficientes, se han calculado a partir de un mos el subíndice de canal),
gran número de simulaciones de las medidas reali-
zadas por los canales 3 (11 µm) y 4 (12 µm) del (5)  B(T ) = ε B(T ) τ + (1- τ ) + (1- ε ) (1- τ ) τ B(T )0 0 s 0 0 0 θ 0 aATSR.   
(6)  B(T ) = ε B(T ) τ + (1- τ ) + (1- ε ) (1- τ ) t B(T )θ θ s θ θ θ θ θ a  TEORÍA

Como es bien conocido, para una atmósfera en eliminando ahora B(T ) entre ambas ecuaciones, a
equilibrio termodinámico, la ecuación de transfe- se tiene,
rencia radiativa proporciona la radiancia 1 medida i
desde el espacio en el canal i bajo un

  • Univers Univers
  • Ebooks Ebooks
  • Livres audio Livres audio
  • Presse Presse
  • Podcasts Podcasts
  • BD BD
  • Documents Documents