Archivo de la categoría: Teledetección

El impresionante Huracán Dorian visto desde el espacio

El astronauta Nick Hague, que esta a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS), tomó una impresionante fotografía del destructivo huracán Dorian el 2 de septiembre de 2019. El ojo del huracán tiene un diámetro de unos 75 km.

Créditos: Nick Hague (ISS)

También podéis ver este impresionante vídeo del huracán desde la ISS ya que tiene unas cámaras que están gravando continuamente a nuestro planeta, se puede observar la majestuosidad y fuerza que tiene este tremendo huracán.

El huracán en ese vídeo se le observa acercándose a Florida, con vientos catastróficos sostenidos de 250 kilómetros por hora . Se mueve con un movimiento lento lo que lo hace más destructivo. Dorian es un huracán que ha llegado a ser de la máxima categoría, la 5 en la escala de viento de huracanes Saffir-Simpson.

¿Qué es un huracán?

Reciben el nombre de huracanes aquellas borrascas tropicales que se  producen sobre el Atlántico Norte o la parte oriental del Pacifico Norte y que originan vientos cuyas velocidades máximas son superiores a los 120 km/h, cuando se originan en el Pacífico Oeste o en Océano índico se les denomina Tifones. A causa de los grandes daños que ocasionan en tierra tanto de vidas como materiales y del peligro que suponen para la navegación, se presta mucha atención a la predicción de su desarrollo y movimiento.

Las características principales de los huracanes son baja presión en su centro y la elevada velocidad del viento. Un huracán típico consiste en un vórtice casi circular de unos 500 km de diámetro, que dura varios días y algunos incluso más de una semana.

Huracán María sobre Puerto Rico. Créditos: NOOA-NASA

Puesto que la presión aumenta mucho desde el centro hasta la parte exterior existe una intensa diferencia en la presión con lo que se generan vientos de velocidades muy elevadas. Los vientos más fuertes se producen normalmente a unos 30 km del centro de la borrasca. El enorme desarrollo vertical de cumulonimbos (nubes de desarrollo vertical) con la parte superior situada por encima de los 12 km refleja la enorme actividad convectiva del sistema, las células convectivas están organizadas en bandas que giran siguiendo una trayectoria en espiral hacia el centro del huracán.

En los 20 a 40 km más interiores de la borrasca, los vientos son flojos y se ven pocas nubes en el cielo, esta parte se denomina ojo de la borrasca. El aire de la parte interna de la borrasca desciende y es seco y más cálido que el aire situado en la parte exterior del vórtice, por esa razón se describe también a los huracanes como depresiones de núcleo cálido. Las velocidades ascendentes más elevadas se registran en el exterior de la región de los vientos máximos y son zonas de nubes convectivas y tormentas. Estas zonas no están distribuidas simétricamente alrededor de la borrasca, sino que generalmente son bandas espirales de precipitación, y su concentración es mayor en el cuadrante delantero derecho del huracán. En esta región es donde hay más probabilidad de que se formen tornados.Para que se forme un Huracán son necesarias, aunque no siempre suficientes ciertas condiciones. Una de ellas es una gran extensión del océano con una temperatura superficial superior a los 27ºC, por tanto se producen en aguas cálidas. Los ciclones raras veces se forman en latitudes comprendidas entre los 5º y el ecuador, ya que son zonas de menor circulación atmosférica. También se forman cuando hay presencia en un anticiclón en la troposfera superior.

El número de huracanes atlánticos varía mucho de unos años a otros, y algunas veces es superior a 10, con el cambio climático que esta sufriendo la Tierra se predice que los huracanes irán en aumento, así como su intensidad.

Los recorridos más frecuentes de los huracanes vienen determinados por la configuración de los vientos prevalecientes. Las borrascas son transportadas por vientos alisios del Este y se curvan hacia el polo a medida que se aproximan a los continentes. Un huracán es transportado por la corriente principal en la que se encuentra, y al mismo tiempo, se mueve a través de la corriente, aunque con menor velocidad.

trayectoria
Trayectoria del huracán Irma en 2017. Créditos: NOOA-NASA

A medida que los huracanes se mueven sobre tierra o sobre océanos de latitudes más altas se debilita, esto ocurre principalmente porque se reduce la entrada de energía cuando la borrasca se aleja de regiones cálidas. Además cuando un huracán pasa sobre un continente, el terreno ejerce sobre él una fuerza adicional de rozamiento que hace reducir las velocidades del viento.

Pero aun así aunque en tierra pierdan fuerza no pierden poder destructivo, y pueden causar victimas y muchísimos daños materiales. La causa principal de estos daños es la gran ola que producen los vientos cuando la borrasca se aproxima a la costa, a veces se puede formar una pared de agua de más de 3 metros de altura, que barre las tierras bajas, y junto con lluvias torrenciales puede causar grandes inundaciones. Cuando entran tierra adentro pierden fuerza del viento pero siguen siendo fuertes, también si se encuentran con terrenos ondulados o montañosos pueden producir una intensa precipitación.

Clasificación de los huracanes

Podemos clasificar los huracanes en cinco categorías según su intensidad:

Categoría    Presión central(mb)     Viento (km/h)     Oleaje (m)

1                          >=980                              120-153                 1.5

                       965-979                             154-177               2-2.5

                       945-964                             178-210               2.5-4

                       920-944                             211-250               4-5.5

                           <920                               >250                    >5.5

También reciben nombres que pueden ser de hombre o de mujer, estos se asignan para todo un año en orden según los huracanes que vayan apareciendo. Por ejemplo el huracán Florence, el Andrew, Jose, Dorian …

Los huracanes son auténticos fenómenos extremos de la naturaleza, muy peligrosos y destructivos, su estudio es clave para salvar vidas, tanto desde tierra como desde el espacio mediante satelites son observados continuamente para predecir su movimiento, el futuro de estos fenómenos extremos es que vayan en aumento de intensidad debido al calentamiento global, por tanto el ser humano debe empezar a tomarse muy enserio el cambio climático y que los países que más contaminan empiecen a concienciarse de que deben dejar de estropear el futuro de los habitantes del planeta.

Para saber más:

National Hurricane center

Resúmenes históricos de huracanes

Los terribles incendios del amazonas desde el espacio

El mes de agosto de 2019 está siendo terrible para la zona del amazonas brasileño y países colindantes (hasta cuatro países afectados), terribles incendios están asolando parte de una de las zonas más importantes para la Tierra, el pulmón de nuestro planeta.  

Créditos: imágenes del Observatorio de la Tierra de la NASA de Joshua Stevens, utilizando datos MODIS de NASA EOSDIS / LANCE y GIBS / Worldview,

Normalmente entre julio y agosto es una temporada seca para la zona y suelen ocurrir incendios, el problema es que muchos están siendo provocados para abrir camino en la selva a las plantaciones de agricultores que no son conscientes del daño que están provocando a la biodiversidad y a la atmósfera planetaria.

Photo by Guduru Ajay bhargav on Pexels.com

La NASA tiene una serie de satelites que están observando la Tierra continuamente, algunos de ellos pueden determinar las áreas quemadas, esto lo hace la sonda espacial MODIS.

Esto se hace mediante el análisis de las reflectividades en distintas zonas del espectro electromagnético, así podemos detectar cambios en la superficie terrestre, por ejemplo se pueden detectar zonas quemadas de forma precisa. Utilizando diversos índices como puede ser el NDVI, y mediante la sustracción de las imágenes posteriores y anteriores a un determinado incendio, se puede localizar y realizar la cartografía de la zona quemada.  Otros índices como el NBR nos dan una visión más directa del área quemada sin necesidad de restar imágenes, os explicaré a continuación qué son esos índices.

Satélite MODIS, créditos: NASA

Para el cartografiado de incendios hay diversas metodologías, todas se basan en la identificación de incendios y posterior delimitación del área quemada. Entre las muchas metodologías podemos hablar de:

a)      Uso de índice BAIM (Burned Area Index) e información tipo “hotspot” (F.Gonzalez et al. 2007).

b)      Determinación de umbrales en la banda del infrarrojo cercano y anomalías térmicas (M. Huesca et al. 2008).

c)      Estimaciones visuales de variación de índices espectrales de la cubierta terrestre, de forma global o regional.

d)      Análisis de separabilidad entre áreas quemadas y no quemadas, a partir del estudio de la separabilidad espectral (S. Opazo et al. 2007).

e)      Métodos multitemporales de detección de cambios. En este estudio se utilizaran índices espectrales para la determinación del área quemada.

      Los índices espectrales son buenos indicadores del efecto de los incendios en el ecosistema y buenos discriminantes del área quemada, por ejemplo:

– 1.- NDVI (Índice de Vegetación de Diferencias Normalizadas) que ya viene implementado en el producto MODIS. Y que se define como:

Captura

 Donde irc es la reflectividad en la banda del infrarrojo cercano y swir la reflectividad en la banda del infrarrojo de onda corta.

– 2.- NBR (Normalized Burnt Ratio) que se trata de un cociente normalizado tipo NDVI, pero con información del infrarrojo cercano y del infrarrojo de onda corta.

Captura

Para estos estudios se utilizan normalmente imágenes del sensor MODIS/TERRA que se pueden adquir gratuitamente desde la página Reverb/echo/Nasa, concretamente se suele utilizar (entre otros) el producto MOD13Q1, que posee una resolución espacial de 250 m y una resolución temporal de 16 días. Este producto incluye las medidas de los índices NDVI y EVI, además de cuatro bandas de reflectividades (azul, rojo, NIR y MIR). También para el proceso de los datos se puede considerar la banda de calidad VI Quality implementada en el producto.

Con todo esto se puede saber exactamente desde el espacio que áreas se han quemado. Aunque lo más importante es que no se produzcan incendios y que no tengamos que delimitar las áreas quemadas, sí nos quedamos sin vegetación nos quedamos sin vida en nuestro precioso planeta.

Para saber más:

Cartografía de áreas quemadas desde el espacio

Página MODIS

Viaja por la Tierra y escucha emisoras de radio

Existe un curioso programa online con el que puedes escuchar, solo desplazándote con el ratón de tu ordenador o con el móvil, sobre cualquier punto del planeta Tierra emisoras de radio.

Se presenta como un globo terráqueo sobre el que hay muchos puntos verdes, cada punto es una emisora de radio, podemos viajar por el mundo y acercarnos o alejarnos de cualquier lugar, y solo con pulsar en cualquier puntito verde escuchar la emisora de cualquier parte de la Tierra.

El programa se llama Radio Garden y lo podéis ver y usar aquí:

http://radio.garden/

Pulsando en cada punto verde es una emisora de radio, podemos viajar con el ratón del móvil o con nuestro móvil por el planeta y escuchar miles de emisoras de radio.

Es bastante adictivo porque es curioso lo fácil que es moverse por el mapa y elegir cualquier emisora de cualquier país del mundo, no os dejará indiferentes y podréis comparar la música, noticias, programas, idiomas y culturas del planeta Tierra, un planeta muy diverso y maravilloso, nuestro maravilloso planeta azul.

Los Huracanes, la fuerza extrema de la naturaleza

Reciben el nombre de huracanes aquellas borrascas tropicales que se  producen sobre el Atlántico Norte o la parte oriental del Pacifico Norte y que originan vientos cuyas velocidades máximas son superiores a los 120 km/h, cuando se originan en el Pacífico Oeste o en Océano índico se les denomina Tifones. A causa de los grandes daños que ocasionan en tierra tanto de vidas como materiales y del peligro que suponen para la navegación, se presta mucha atención a la predicción de su desarrollo y movimiento.

huracán isabelHuracán Isabel, año 2008. Créditos: NOOA-NASA

Las características principales de los huracanes son baja presión en su centro y la elevada velocidad del viento. Un huracán típico consiste en un vórtice casi circular de unos 500 km de diámetro, que dura varios días y algunos incluso más de una semana.

Huracán María sobre Puerto Rico. Créditos: NOOA-NASA

Puesto que la presión aumenta mucho desde el centro hasta la parte exterior existe una intensa diferencia en la presión con lo que se generan vientos de velocidades muy elevadas. Los vientos más fuertes se producen normalmente a unos 30 km del centro de la borrasca. El enorme desarrollo vertical de cumulonimbos (nubes de desarrollo vertical) con la parte superior situada por encima de los 12 km refleja la enorme actividad convectiva del sistema, las células convectivas están organizadas en bandas que giran siguiendo una trayectoria en espiral hacia el centro del huracán.

En los 20 a 40 km más interiores de la borrasca, los vientos son flojos y se ven pocas nubes en el cielo, esta parte se denomina ojo de la borrasca. El aire de la parte interna de la borrasca desciende y es seco y más cálido que el aire situado en la parte exterior del vórtice, por esa razón se describe también a los huracanes como depresiones de núcleo cálido. Las velocidades ascendentes más elevadas se registran en el exterior de la región de los vientos máximos y son zonas de nubes convectivas y tormentas. Estas zonas no están distribuidas simétricamente alrededor de la borrasca, sino que generalmente son bandas espirales de precipitación, y su concentración es mayor en el cuadrante delantero derecho del huracán. En esta región es donde hay más probalidad de que se formen tornados.

huracán desde la ISSHuracán Florence año 2018, observado desde la Estación espacial internacional. Créditos: NASA-ISS.

Para que se forme un Huracán son necesarias, aunque no siempre suficientes ciertas condiciones. Una de ellas es una gran extensión del océano con una temperatura superficial superior a los 27ºC, por tanto se producen en aguas cálidas. Los ciclones raras veces se forman en latitudes comprendidas entre los 5º y el ecuador, ya que son zonas de menor circulación atmosférica. También se forman cuando hay presencia en un anticiclón en la troposfera superior.

El número de huracanes atlánticos varía mucho de unos años a otros, y algunas veces es superior a 10, con el cambio climático que esta sufriendo la Tierra se predice que los huracanes irán en aumento, así como su intensidad.

Los recorridos más frecuentes de los huracanes vienen determinados por la configuración de los vientos prevalecientes. Las borrascas son transportadas por vientos alisios del Este y se curvan hacia el polo a medida que se aproximan a los continentes. Un huracán es transportado por la corriente principal en la que se encuentra, y al mismo tiempo, se mueve a través de la corriente, aunque con menor velocidad.

trayectoriaTrayectoria del huracán Irma en 2017. Créditos: NOOA-NASA

A medida que los huracanes se mueven sobre tierra o sobre océanos de latitudes más altas se debilita, esto ocurre principalmente porque se reduce la entrada de energia cuando la borrasca se aleja de regiones cálidas. Además cuando un huracán pasa sobre un continente, el terreno ejerce sobre él una fuerza adicional de rozamiento que hace reducir las velocidades del viento.

Movimiento del huracán Florence al llegar a Tierra y precipitaciones. Créditos: NASA / JAXA, Hal Pierce

Pero aun así aunque en tierra pierdan fuerza no pierden poder destructivo, y pueden causar victimas y muchísimos daños materiales. La causa principal de estos daños es la gran ola que producen los vientos cuando la borrasca se aproxima a la costa, a veces se puede formar una pared de agua de más de 3 metros de altura, que barre las tierras bajas, y junto con lluvias torrenciales puede causar grandes inundaciones. Cuando entran tierra adentro pierden fuerza del viento pero siguen siendo fuertes, también si se encuentran con terrenos ondulados o montañosos pueden producir una intensa precipitación.

Clasificación de los huracanes

Podemos clasificar los huracanes en cinco categorías según su intensidad:

Categoría    Presión central(mb)     Viento (km/h)     Oleaje (m)

1                          >=980                              120-153                 1.5

2                        965-979                             154-177               2-2.5

                       945-964                             178-210               2.5-4

                       920-944                             211-250               4-5.5

                           <920                               >250                    >5.5

También reciben nombres que pueden ser de hombre o de mujer, estos se asignan para todo un año en orden según los huracanes que vayan apareciendo. Por ejemplo el huracán Florence, el Andrew, Jose…

Video del Huracán Florence desde la ISS, créditos del vídeo: NASA

Los huracanes son auténticos fenómenos extremos de la naturaleza, muy peligrosos y destructivos, su estudio es clave para salvar vidas, tanto desde tierra como desde el espacio mediante satelites son observados continuamente para predecir su movimiento, el futuro de estos fenómenos extremos es que vayan en aumento de intensidad debido al calentamiento global, por tanto el ser humano debe empezar a tomarse muy enserio el cambio climático y que los países que más contaminan empiecen a concienciarse de que deben dejar de estropear el futuro de los habitantes del planeta.

Para saber más:

National Hurricane center

Resúmenes históricos de huracanes

The Saffir-Simpson Hurricane Wind Scale

eye of the storm image from outer space
Photo by Pixabay on Pexels.com

cropped-logi2.jpg

 

 

 

Elementary analysis of optical satellite imagery using principal components transformation

Análisis elemental de imágenes ópticas por satélite utilizando la transformación de componentes principales.

Scientia Plus Conscientia

Principal components analysis (PCA) is one of the oldest and most important transformations of multivariate data analysis. The central idea is to generate linear combinations of the input data variables that are uncorrelated and have maximum variance. This reduces the dimensionality of the data while enhancing the features of interest.

In remote sensing this technique can be advantageously used to reduce the number of bands that are necessary for a certain analysis (i.e. classification) and so reduce computing costs while keeping as much as possible of the variability present in the data. Most GIS and remote sensing software packages in use today have implemented this function in some or another way. In practice, it is enough for an analyst to just press a virtual button to calculate te principal components of an image. This is comfortable but boring. It robs us of the fun of understanding the basic principles and…

Ver la entrada original 711 palabras más

Ciudadanos Científicos: GLOBE Observer

La aplicación para móviles GLOBE Observer es una iniciativa internacional de ciencia ciudadana para entender nuestro entorno global. Las observaciones del entorno que se pueden hacer con esta aplicación ayudaran a los científicos a rastrear cambios en las nubes, el agua, las plantas y otras formas de vida. Los científicos también utilizan los datos enviados desde nuestros móviles para verificar los datos de satélite de la NASA. Y mediante la presentación de nuestras observaciones (imágenes, vídeos…), podemos ayudar a los estudiantes de todas las edades a hacer investigación científica real como parte del  Programa GLOBE . Para participar, simplemente hay que descargar la aplicación, salir a la calle y seguir las instrucciones que nos da la aplicación al observar el entorno.

movil

Para iOS a través de la  App Store

Para Android a través de Google Play

cropped-3-3.jpg

Los vientos de la Tierra interactivos

El siguiente mapa dinámico muestra las previsiones que superordenadores realizan de los movimientos de los vientos en la Tierra. Los datos proceden de múltiples fuentes globales tomadas desde satélite, datos que son actualizados cada tres horas. Se pueden observar remolinos que suelen indicar sistemas de bajas presiones con vientos de alta velocidad, incluidos los impresionantes huracanes, ciclones y tifones

vientosMapa online: https://earth.nullschool.net/. Créditos: Cameron Beccario , earth.nullschool.net 

Es un mapa interactivo en el que podemos hacer zoom y ver los detalles de la región que queramos de la Tierra, también haciendo clic en la en la palabra “earth”, en la parte inferior izquierda, vamos directamente a un panel de control que nos permite superponer otros datos como: temperatura, humedad, presión, precipitación y dióxido de carbono.

datos

Para saber más:

Procesamiento de datos: GFS y del Servicio Meteorológico Nacional (NOAA); GEOS-5 y el Goddard Space Flight Center (NASA)

cropped-cropped-3-3.jpg

 

La concentración de hielo en Plutón

La sonda New horizons ha desvelado que el hielo de agua en la superficie de Plutón es más abundante de lo que se esperaba. 

Esta imagen en color falso, derivado de las observaciones en luz infrarroja por el instrumento LEISA, donde muestra las características espectrales de hielo de agua son abundantes en la superficie de Plutón basado en dos exploraciones obtenidas por New Horizons de la NASA el 14 de julio de 2015.Esta imagen en falso color, derivada de las observaciones en luz infrarroja por el instrumento Ralph/Linear Etalon Imaging Spectral Array (LEISA), muestra como las características espectrales de hielo de agua son abundantes en la superficie de Plutón. Se basa en dos exploraciones de LEISA obtenidas el 14 de julio de 2015 a una distancia del 108.000 kilómetros. Créditos: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute. 

Este nuevo mapa muestra cómo el hielo de agua es mucho más generalizado en toda la superficie de Plutón de lo que se pensaba, siendo esto un descubrimiento importante. Pero a pesar de ser datos muy precisos, el mapa sigue mostrando poco o ningún hielo de agua en la región Sputnik Planum (región occidental de la izquierda o “corazón” de Plutón) y en la región Lowell Regio (muy al norte). Esto indica que, al menos en estas regiones, el lecho de roca helada de Plutón muy bien escondido debajo de una gruesa capa de otros tipos de hielos como el metano, nitrógeno y monóxido de carbono.

cropped-universo_blog.jpg

 

Observando la vegetación desde el espacio: Proba-v

Proba-V es un satélite miniaturizado de la ESA encargado de mapear la cobertura del suelo y el crecimiento de vegetación en todo el planeta cada dos días.

La vegetación la detecta a partir del índice NDVI (indice de vegetación normalizado), el satélite usa técnicas de teledetección que es la observación a distancia de los objetos. El sensor recibe la radiación electromagnética reflejada por la superficie y puede distinguir las zonas verdes a parir de sus firmas espectrales. Por ejemplo una superficie que sea blanca refleja la misma cantidad de radiación en todas las longitudes de onda, pero una hoja verde refleja menos en el rojo y en el azul que en el verde. Por tanto utilizando la diferencia entre la reflexión entre el visible y el infrarrojo cercano podemos determinar la presencia o no de vegetación.

El uso de los datos no se limita solo a la supervisión de la vegetación, también realiza el seguimiento día a día de los efectos climáticos extremos, alertar a las autoridades de la pérdida de cosechas, monitoreo de los recursos de aguas continentales y el rastreo constante de la evolución de los desiertos y la deforestación.

La misión tiene también una aplicación móvil, en la que podéis hacer fotografías de vegetación y estimar su indice, también podéis colocar en un mapa vuestras imágenes:

Aplicación Prova-V para Android e IOS

Para saber más:

Misión Proba-V

cropped-universo_blog.jpg

 

El calentamiento global

El siguiente vídeo es impresionante, muestra la variación de la temperatura de la superficie de la Tierra desde 1880 hasta el año 2015. Mostrando que 2015 ha sido el año más cálido desde que se toman registros de temperatura. Se observa un tendencia alarmante de calentamiento global, estos datos los ha tomado NASA con los satelites NOOA.

Este mapa muestra el cambio de la temperatura global de la superficie desde 1880 hasta 2015. Las temperaturas más altas se muestran en rojo y las más bajas en azul. Escala en grados Centigrados (ºC).

La temperatura media de la superficie del planeta ha aumentado alrededor de 1,0 ºC desde finales del siglo XIX, un cambio impulsado por el aumento del dióxido de carbono y otras emisiones de origen humano en la atmósfera. La mayor parte del calentamiento  ha ocurrido en los últimos 35 años, siendo los años  más cálidos  desde 2001.

Las grandes industrias y sobretodo los gobernantes de los países más contaminantes deberían empezar a concienciarse de que hay que frenar esto pues las consecuencias pueden ser bastante complicadas: largas sequías, climas extremos, grandes huracanes… la Tierra es un ser vivo que tiende a contrarrestar las acciones que se hacen sobre ella actuando de forma inesperada ante alteraciones no deseadas. Sí queremos dejar un mundo tranquilo a las futuras generaciones debemos trabajar desde ya para frenar esto o nos espera un futuro muy caliente…

cropped-universo_blog.jpg