Las imágenes térmicas de MODIS que estáis poniendo últimamente son muy interesantes. De eso no cabe ninguna duda.
Pero, tal y como han advertido algunos foreros, hay que interpretarlas con cuidado.
- Lo que mide en realidad el satélite, no es la temperatura del aire, sino la radiancia (energía) emitida por la superficie terrestre en una región del espectro electromagnético conocida como "infrarrojo térmico" (MODIS, en concreto, en el intervalo de longitudes de onda de 10 a 12 micrómetros)
- Para convertir esa radiancia en temperatura de la superficie terrestre (TST, que no es la temperatura del aire) se utiliza la "ecuación de transferencia radiativa"(ETR). Sin entrar en detalles de fórmulas, para que el error en la estimación de la TST sea pequeño, es necesario corregir la contribución de la atmósfera a la señal observada y conocer la emisividad de la superficie.
- La emisividad de la superficie terrestre es una medida de la capacidad que posee una superficie de convertir el calor en energía radiante. La emisividad es una medida relativa. Es igual a 1 en un emisor ideal, conocido en física como "cuerpo negro". Pero en las superficies reales su valor es siempre inferior a la unidad y varía además con la longitud de onda de la radiación emitida.
- En las "bandas" o canales térmicos de MODIS (bandas 31 y 32, entre 10 y 12 micrómetros), las superficies como la nieve, el agua o la vegetación verde (zonas forestales, praderas), se caracterizan por una emisividad alta y constante (en torno a 0,96 - 0,98). La emisividad baja bastante en la vegetación seca (en torno a 0,90) y es también baja y muy variable en las zonas rocosas, dependiendo de su naturaleza (el granito o las calizas tienen emisividades en torno a 0,88 - 0,90, por ejemplo).
- Simplificando la ETR, la radiancia que mide un sensor como MODIS es:
Lsens = t*e*LB*Ts + Latm (ecuación 1)
Donde:
Lsens = radiancia que mide el sensor (W*m-2*sr-1)
t = transmisividad de la atmósfera (0 a 1). Indica lo "transparente" que es la atmósfera a esa radiación
e = emisividad de la superficie
LB = radiancia del cuerpo negro
Ts = temperatura de la superficie
Latm = radiancia atmosférica
Reordenando nos queda:
Ts = (Lsens - Latm) / t*e*LB (ecuación 2)
- Es evidente que si cometemos errores en la estimación de los términos atmosféricos (t y Latm), estaremos dando una estimación errónea de la temperatura de la superficie. Pero estos errores afectarán de forma parecida a todos los píxeles de la imagen (que tengan la misma atmósfera por encima). Por tanto, aunque el valor absoluto pueda ser erróneo, la imagen nos valdría para analizar diferencias relativas entre píxeles.
- Sin embargo, la emisividad varía píxel a píxel, porque depende del tipo de superficie. Si en la ecuación 2 introducimos una emisividad de 0,96, por ejemplo, en un píxel que tiene en realidad una emisividad más baja (del 0,90), el valor de Ts que obtenemos puede ser algún grado inferior al real.
- Hay varias formas de estimar la emisividad. Los productos "rápidos" de MODIS la calculan a partir de una clasificación previa de la cobertura del suelo. A cada clase (agua, bosques, praderas, cultivos...) le asignan una emisividad, basada en bibliotecas de espectros. El problema es que hay superficies cuya emisividad varía mucho a lo largo del año. El caso más claro es el de los cultivos herbáceos o las áreas de pastos. Un pastizal puede tener asignada una emisividad de 0.97, pero cuando está seco debería ser 0,91, por ejemplo. En ese caso, la temperatura estimada será inferior a la real. Algo parecido pasa en zonas cultivadas en las épocas en las que el suelo está desnudo.
No sé si me he explicado...
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