D1 Teledetección Satelital

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La teledetección satelital comprende las técnicas que miden desde el espacio la radiación electromagnética emitida o reflejada por la atmósfera y la superficie terrestre. Su principal ventaja es proporcionar una cobertura global, sistemática y repetitiva imposible de alcanzar únicamente mediante instrumentos terrestres. Los satélites meteorológicos utilizan principalmente dos tipos de órbita, cada una con ventajas diferentes en frecuencia de observación y resolución espacial.

Los satélites geoestacionarios orbitan a unos 36.000 km de altura sobre el ecuador y permanecen aparentemente fijos respecto de un mismo punto de la superficie. Esto les permite observar continuamente una extensa región del planeta y generar imágenes cada pocos minutos. Su gran distancia, sin embargo, limita la resolución espacial respecto de satélites situados en órbitas más bajas. Los satélites de órbita polar baja vuelan mucho más cerca de la Tierra, típicamente a varios cientos de kilómetros de altura. Al desplazarse alrededor del planeta ofrecen mayor detalle espacial, pero cada región es observada con menor frecuencia y la cobertura global se construye mediante sucesivas órbitas.

Los satélites geoestacionarios utilizan diferentes canales espectrales. Los canales visibles registran la radiación solar reflejada por las nubes y la superficie. Los canales de infrarrojo térmico detectan la radiación emitida por la Tierra y permiten determinar temperaturas de brillo de superficies y nubes. Los canales sensibles al vapor de agua observan determinadas bandas del infrarrojo, particularmente alrededor de 6 µm, donde este gas absorbe radiación intensamente. Esto permite seguir la distribución y el movimiento de humedad atmosférica incluso en regiones donde no existen nubes claramente visibles.

Los satélites de órbita polar incorporan otros instrumentos especializados. Los radiómetros de microondas observan diferentes frecuencias y proporcionan información sobre la temperatura y humedad atmosféricas, además de variables relacionadas con agua líquida y precipitación. Los escaterómetros transmiten señales de microondas hacia la superficie oceánica y miden su retrodispersión, cuya dependencia con la rugosidad del mar permite estimar la velocidad y dirección del viento superficial. La ocultación de radio utiliza señales procedentes de satélites de navegación: al atravesar la atmósfera estas señales se refractan, y el análisis de esa desviación permite obtener perfiles verticales de propiedades atmosféricas con elevada resolución vertical.

Todos estos instrumentos dependen de principios físicos comunes para transformar las señales registradas en variables meteorológicas. La ecuación de transferencia radiativa describe cómo la radiación es emitida, absorbida y transmitida mientras atraviesa la atmósfera. La radiancia que finalmente alcanza al sensor contiene así información sobre la temperatura y composición de las diferentes capas recorridas. Para la radiación térmica, la ley de Planck establece la relación entre la temperatura de un cuerpo y la radiación que emite, proporcionando la base para convertir una radiancia observada en temperatura de brillo.

Antes de realizar estas conversiones es necesaria la calibración instrumental. Los detectores producen inicialmente señales eléctricas que deben relacionarse con valores físicos de radiancia mediante procedimientos específicos para cada sensor. La precisión final depende, por tanto, de toda la cadena de observación: características orbitales, resolución espacial y espectral, sensibilidad del instrumento, calibración y algoritmos utilizados para recuperar las variables atmosféricas.

Los satélites geoestacionarios destacan por su elevada resolución temporal y permiten seguir rápidamente la evolución de nubes y sistemas meteorológicos, mientras que los satélites polares proporcionan observaciones de mayor detalle espacial y perfiles atmosféricos obtenidos mediante diversos sensores. La combinación de ambas plataformas, junto con las leyes físicas que permiten interpretar la radiación medida, hace posible observar de manera continua y sistemática la evolución de la atmósfera y la superficie terrestre a escala planetaria.

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