Archivo de la categoría: Teledetección

Desastres Medioambientales: El terrible incendio de 2012 en Bugarra

Hace tres años, concretamente el 23 de septiembre de 2012,  un terrible incendio asoló la mayoría del termino de Bugarra y nos cambió el clima. Desde Teledetección se puede determinar la zona quemada usando por ejemplo un índice el NDVI “índice de vegetación”. Os dejo una imagen muy espectacular, que he procesado del satélite Terra de la NASA, utilizando el sensor MODIS cuyo producto MOD13Q1 nos indica el indice de vegetación (NDVI), podemos apreciar la devastación del incendio, donde color muy rojo significa bajos indices de NDVI,

CapturaOs dejo la imagen de antes del incendio (izquierda) y la imagen de tres días después (derecha). Es un ejemplo, aun habría que procesar mucho más las imágenes y calcular bien el área quemada…pero da una idea bastante clara del desastre. Pues analizando las imágenes de antes y después del incendio sale esta espantosa imagen:

bugarraEn las siguientes imágenes podéis ver  como se llegó a lo largo del día a ese desastre, primero unas nubes lejanas, luego muchas nubes… más bien humo…, después al atardecer una luminosidad roja a la lejanía, pero estaba muy cerca… muy muy cerca, tan cerca como que nos estaba rodeando:

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Parecía que estaba por la localidad de Gestalgar… pero no…, estaba muy cerca:

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La siguiente imagen es del incendio antes de aparecer por detrás del Repetidor (Peña Roya), ese fue el inicio de la primera evacuación de la historia de la localidad de Bugarra. El pueblo de Gestalgar ya estaba evacuado unas horas antes que el nuestro, vieron el incendio muy de cerca también. Pero el nuestro aun fue peor.

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En unos minutos, tras esta fatídica foto nos encontramos totalmente rodeados por el fuego, las cimas de las montañas que rodean al pueblo estaban todas ardiendo, poco a poco fue bajando hasta que llegó a rodear literalmente todo el pueblo:
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Mapa global de contaminación lumínica

Contemplar el firmamento es uno de los espectáculos más bellos que podemos disfrutar en la naturaleza. Las estrellas siempre acompañaron al ser humado desde los albores del conocimiento, las contemplaban, las estudiaban, las usaban para orientarse, para comenzar las cosechas, eran parte de su propia vida. Muchos poetas han escrito versos a las estrellas deleitándose por su brillo y abundancia: “Reina el silencio: fúlgidas en tanto,Luces de amor, purísimas estrellas,De la noche feliz lámpara bellas,Bordáis con oro su enlutado manto.…….” Extracto del poema: “A las estrellas” de Gertrudis Gómez de avellaneda (1814-1873)

En  los años en que este poeta escribía estas líneas  la contaminación lumínica era poco menos que inexistente con lo que la contemplación de las estrellas era algo habitual y deleite de cualquier persona en cualquier parte del mundo. Pero con el desarrollo tecnológico del siglo XX llegó la iluminación artificial en ciudades que mal usada terminó por hacer desaparecer paulatinamente a las estrellas. La contaminación lumínica es tan importante que nos está privando de la contemplación de nuestro universo cercano, dejándonos ver tan solo unas pocas estrellas en las zonas más luminosas. Definimos contaminación lumínica de la siguiente forma:

Emisión del flujo luminoso de fuentes artificiales nocturnas en intensidades, direcciones y/o rangos espectrales inadecuados e innecesarios para la función a la que está destinada, o también cuando nos referimos al empleo de iluminación en ámbitos no recomendables como observatorios astronómicos, espacios naturales y paisajes sensibles.

La detectamos como el brillo del cielo nocturno producido por la mala calidad del alumbrado exterior, tanto público como privado, provocando resplandor en el cielo nocturno por la difusión incontrolada de la luz artificial.

Por culpa de esta contaminación la oscuridad de la noche disminuye y desaparece progresivamente la luz de las estrellas y del resto de objetos astronómicos. Este efecto de brillo en el cielo se ve potenciado con la presencia en la atmósfera de aerosoles (partículas en suspensión en la atmósfera) provenientes de la contaminación típica de las ciudades como es el tráfico rodado o los procesos industriales, estas partículas reflejan y dispersan  la luz proveniente de la mala iluminación y potencian aún más el brillo del cielo. Este cielo tan turbio crea una capa de color grisáceo o anaranjado en forma de nube luminosa sobre las ciudades. La contaminación lumínica tiene efectos perjudiciales en muchos ámbitos, como en la economía, la energía, la ecología o salud humana, entre otros.

Podemos ver en un mapa la contaminación lumínica de nuestras ciudades, es un mapa realmente desalentador, prácticamente toda Europa y Norte América están muy contaminados, tan solo hay algunas reservar oscuras, cada vez menos y es algo que debemos empezar a cambiar. Las estrellas no deben desaparecer de nuestras vidas.

Enlace para ver el mapa: 

http://djlorenz.github.io/astronomy/lp2006/overlay/dark.html 

Podemos interactuar sobre él y ver sí nuestra localidad está en una buena zona para ver el cielo. Todos los datos son tomados desde satélite, la escala de colores es la siguiente:

mag

contaminación

Mapa de la contaminación lumínica en el mundo

europa_contaminación lumínica

Mapa de parte de Europa, es de destacar como los países más desarrollados son los que más contaminan.

valencia_contaminaciónlumínica

En la Comunidad Valenciana (España), impresiona la terrible contaminación por las costas, sobretodo de la ciudad de Valencia. Para poder disfrutar de un buen cielo hay que alejarse hasta el interior de la serranía valenciana, las zonas de Aras de los Olmos o Titaguas son las más oscuras. Alejados de la provincia de Valencia la zona del Alto tajo y zonas alrededor de Teruel son las más propicias para ver las estrellas. Espero que estos mapas nos conciencien un poquito más y empecemos a apagar bombillas :-).

Para saber más:

Expanded Color Scale Maps

Global Radiance Calibrated Nighttime Lights

Contaminación en Europa

The night sky in the World

Contaminación Lumínica. Efectos y soluciones.

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Fertilizando la selva amazónica

Por primera vez, un satélite de la NASA ha cuantificado en tres dimensiones la cantidad de polvo que realiza el viaje transatlántico desde el desierto del Sahara a la selva amazónica. Entre este polvo hay un componente muy importante, el fósforo, un nutriente esencial que actúa como un fertilizante, por tanto ayuda a la  Amazonía a crecer y regenerarse.

Las nuevas estimaciones de transporte de polvo se derivaron de los datos recogidos por el satélite CALIPSO  (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations, Observaciones exploratorias por satélite de nubes y aerosoles en el infrarrojo y mediante Lidar).

calipso_nasaForma parte de un conjunto de satélites de observación terrestre conocido como A-Train y del que forman parte Aqua, Parasol, Aura y CloudSat. Los satélites vuelan en una órbita heliosincrónica a unos 705 km de altura. Imagen NASA.

Un promedio de 27,7 millones de toneladas de polvo por año (lo suficiente para llenar 104.980 camiones) caen a la superficie de la cuenca del Amazonas. La porción de fósforo, se ha estimado en 22 mil toneladas por año. El hallazgo es parte de un esfuerzo de investigación para entender el papel de polvo y aerosoles en el ambiente y en el clima local y global.

Para saber más:

Aerosoles

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Espectaculares imágenes de Sentinel-2A

Con apenas cuatro días en órbita, el satélite Sentinel-2A envió sus primeras imágenes de la Tierra. Con un ancho de franja de 290 km, la primera adquisición del satélite comenzó en Suecia e hizo una observación en forma de banda por el centro de Europa y el Mediterráneo, terminando en Argelia.

Los datos se transmiten en tiempo real a la estación de tierra situada en Italia, donde los equipos esperaban ansiosos su llegada para su procesamiento de las imágenes.Sus  instrumentos multiespectrales con una resolución de 10 metros por píxel, muestran edificios individuales en Milán, parcelas agrícolas a lo largo del río Po, y los puertos de la costa sur de Francia.

Po_Valley_Italy              Valle de Po (Italia). Imagen de Copernicus data (2015)/ESA

Sentinel-2 nos proporcionará datos para servicios de vigilancia terrestre y será la base para una amplia gama de aplicaciones que van desde la agricultura a la silvicultura, la vigilancia del medio ambiente a la planificación urbanística.

Además de demostrar alta resolución de la cámara termográfica, estos datos iniciales también prefiguran las aplicaciones terrestres de vigilancia  en áreas como la agricultura, aguas interiores y costeras y la cartografía de la cubierta terrestre.

Sus instrumentos estudian 13 bandas espectrales, desde el visible y el infrarrojo cercano al infrarrojo de onda corta en diferentes resoluciones espaciales, con un nivel sin precedentes.

Para saber más:

http://www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-2/Highlights/First_colour_vision

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La Teledetección: Observando desde el espacio

La Teledetección  es una técnica de observación y medición remota, a través de un medio entre el objeto y el sensor,  es decir sin contacto directo entre el objeto y el detector:

satelites

imagen: Algunos ejemplos de satélites

-Se suele utilizar en los siguientes casos:

1.- Casos en los que es imposible la medición directa (astronomía).

2.- Observación panorámica a distancia (por ejemplo: observación de la Tierra desde satélites para fines meteorológicos).

3.- Casos en los que se trata de estudiar objetos o muestras que no han de ser destruidas ni alteradas ( por ejemplo: análisis de obras de arte, restos arqueológicos, etc.).

El caso más claro es la observación desde satélites de la Tierra, para fines meteorológicos, agricultura, medida de gases de efecto invernadero, ordenación del territorio, etc. Es un sistema clave en la actualidad para la determinación de muchos parámetros, como salinidad, humedad del suelo, aerosoles, vapor de agua, vegetación, incendios, etc.

Los satélites tienen un sensor a bordo que es el que detecta la radiación que emite la superficie,  estos sensores tienen mediciones en muchas longitudes de onda, es decir tienen varias bandas de medición según el parámetro a determinar. Así como diversas resoluciones para observar con más o menos detalle la superficie.

espectro                                      Espectro electromagnético

CapturaResolución espacial y bandas que comprenden varios satélites, (pulsar sobre la imagen para ver más grande)

Podéis ver algunos trabajos en el apartado de Teledetección del Blog, actualmente es una ciencia con una gran cantidad de aplicaciones y clave para conocer la evolución de la Tierra y del Universo.

Midiendo Aerosoles: la Red Aeronet

La red Aerosol Robotic Network[1] (AERONET) coordinada por la National Aeronautics and Space Administration (NASA) surge en 1998 para complementar las medidas de satélite de diferentes agencias internacionales. Hoy en día constituye una red internacional formada por más de 450 estaciones que tiene la función de coordinar y mejorar las medidas de aerosoles desde suelo, empleando para ello fotómetros solares CIMEL CE318 (Holben et al., 1998).

estaciones aeronetRed de estaciones AERONET en todo el mundo.

Se realiza una caracterización muy precisa de los aerosoles en la columna atmosférica, derivando AOD en 0.34, 0.38, 0.44, 0.50, 0.67, 0.87 y 1.2 µm. Utilizando un algoritmo de inversión obtiene  las diversas propiedades de los aerosoles. De esta forma proporciona una cobertura global del planeta con datos que servirán, entre otras cosas, para realizar validaciones de productos atmosféricos obtenidos por sensores a bordo de satélites.

 Los datos proporcionados por AERONET se agrupan en tres niveles de confianza diferentes: 1, 1.5 y 2.

  1. Datos de nivel 1: no han sido revisados ni filtrados;
  2. Datos de nivel 1.5: filtrado de datos con nubes;
  3. Datos de nivel 2: filtrado de nubes, control de calidad y se les ha aplicado una calibración probada (pre y poscalibración).

El Fotómetro solar CIMEL CE318 es un instrumento diseñado para la medida autónoma y automática de la radiancia solar directa y de cielo, tanto en plano almucántar como principal. Seguir leyendo Midiendo Aerosoles: la Red Aeronet

Medida de áreas de Glaciares desde el espacio

La disponibilidad de imágenes de satélite adquiridas con sensores multiespectrales permiten realizar un seguimiento de cualquier cobertura terrestre. En este póster se muestran los resultados obtenidos utilizando una imagen ASTER y el índice NDSI para la determinación del área de un glaciar.

INTRODUCCIÓN

Estudiaremos una escena de una parte de un glaciar de la Cordillera Blanca (Perú). La Cordillera Blanca es una cadena de montañas nevadas ubicadas al norte del Perú, que conjuntamente con la Cordillera Negra, (al oeste de la Cordillera Blanca) forman el llamado callejón de Huaylas por el cual fluye el río Santa, este glaciar constituye una gran reserva de agua dulce para la región, por tanto su variación afecta a los recursos hídricos de la zona.

Captura

 Algunos resultados previos obtenidos en esta zona de estudio pueden encontrarse en Silverio & Jaquet (2005) o Pasapera-Gonzalez et al. (2010). Seguir leyendo Medida de áreas de Glaciares desde el espacio

Cartografía de áreas quemadas desde el espacio

Os presento un trabajo muy interesante que hice sobre el cálculo de áreas quemadas utilizando satélites.

CARTOGRAFÍA DE ÁREAS QUEMADAS

J.V. Díaz Martínez. jovidiaz@alumni.uv.es Master Oficial en Teledetección – Facultad de Física, Universitat de València. C/ Dr. Moliner, 50. 46100 Burjassot (Valencia)

Resumen­_Mediante el análisis de las reflectividades en distintas zonas del espectro electromagnético 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, como  comprobaremos en este estudio.

 Palabras clave: Cartografía área quemada, índices espectrales, NBR, NDVI.

INTRODUCCIÓN

 Los incendios forestales son unos de los fenómenos más negativos contra el medioambiente para los países mediterráneos Europeos. Veranos muy caluros y secos son propicios a la aparición de numerosos incendios con la consiguiente pérdida de masa forestal y el evidente peligro para la seguridad de las personas. Son además una fuente muy importante de emisión de dióxido de carbono a la atmosfera contribuyendo al efecto invernadero (F.González-Alonso et al, 2007). La Teledetección es una herramienta muy potente que contribuye a la toma de decisiones para abordar los incendios de manera efectiva. La cartografía del número, localización y área afectada resulta muy útil para disponer de suficientes datos para conocer la distribución espacial de este fenómeno tan agresivo para el ecosistema (Martín Isabel et al. 2007) Seguir leyendo Cartografía de áreas quemadas desde el espacio

Aerosoles Atmosféricos: En la Tierra y en Marte

El  estudio de los aerosoles es de gran importancia ya que, debido a su alta variabilidad temporal y espacial, constituyen una de las mayores fuentes de incertidumbre en diferentes procesos que ocurren en la atmósfera y que afectan tanto al clima como a la visibilidad, calidad del aire o a la salud humana.

¿Qué es un aerosol? Denominamos aerosol a una dispersión de partículas sólidas y líquidas en suspensión en un gas. Los aerosoles atmosféricos se refieren a partículas sólidas y líquidas suspendidas en el aire. Estos son principalmente producidos por diferentes procesos que ocurren en las superficies de la Tierra y del agua, y en la propia atmósfera. Se producen tanto en la troposfera como en la estratosfera, pero hay diferencias considerables en los rangos de tamaño, en la naturaleza química y en las fuentes de los aerosoles que se producen en estas dos capas de la atmósfera.

Los aerosoles tienen importantes consecuencias para el clima global, los procesos del ecosistema y la salud humana. La contaminación atmosférica por aerosoles se define como el cambio en la composición natural de la atmósfera debido a la suspensión de partículas, siendo uno de los grandes problemas ambientales en los países más desarrollados. Por otro lado, los aerosoles presentan una alta variabilidad espacial y temporal en la atmósfera con lo que su estudio en muy importante para saber los efectos que producen sobre el clima.

    Desde el espacio, mediante el uso de la teledetección y desde estaciones en Tierra se obtienen medidas muy precisas de aerosoles, siendo la medida más importante el espesor óptico de aerosoles (AOD o  τa) ya que puede ser aplicado en los cálculos de transferencia radiativa y en la evaluación del tratamiento de los aerosoles en los modelos regionales y el clima, pues representa la carga total de aerosoles en la columna atmosférica.

    Como hemos definido los aerosoles atmosféricos son partículas en estado sólido o líquido que se encuentran suspendidas en la atmósfera, partículas  cuyo tamaño puede oscilar entre 0.001 y 100 μm.

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Radiación Solar en la Superficie de la Tierra

El sol es una enorme central nuclear de fusión que nos envía continuamente radiación, pero ¿cuanta radiación nos llega a la superficie? esta radiación debe atravesar la atmósfera y sufre una serie de modificaciones, ahora descubriremos que radiación nos afecta a todos, todos los días:

La radiación solar que llega a la superficie de la tierra está condicionada por dos factores muy importantes y diferentes:

a) Factores astronómicos: son aquellos que dependen de la geometría tierra-sol. Son función de la posición relativa sol-tierra y de las coordenadas geográficas del lugar considerado: latitud y longitud. Condicionan básicamente el recorrido de la radiación a través de la atmósfera y el ángulo de incidencia de los rayos solares. Son función de la altura solar en cada instante.

 Captura

Radiación en función de la latitud

b) Factores climáticos: La radiación máxima esperable para cada altura solar y cada localidad no será siempre observable igual en la superficie de la tierra. Los factores llamados climáticos atenuarán la radiación. Las nubes, la cantidad de vapor de agua, ozono, aerosoles, etc. contenidos en la atmósfera son los responsables de la atenuación, que ocurre fundamentalmente por absorción, reflexión y difusión de la radiación.

Por tanto el total de radiación procedente del sol que incide en una superficie de la tierra estará compuesto por:
• Radiación directa: la que llega a la tierra directamente en línea con el disco solar.
• Radiación difusa: originada por los efectos de dispersión de los componentes atmosféricos, incluidas las nubes.
• Radiación reflejada: radiación incidente en la superficie que procede de la reflejada por el suelo. Al cociente entre la radiación reflejada y la
incidente en la superficie de la tierra se le llama albedo.

El albedo terrestre tiene un valor medio de 0.3, pero se distribuye de la siguiente forma en la Tierra:

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Por tanto la radiación global o total que llega a una superficie se puede expresar como la suma de estas tres componentes, directa, difusa y reflejada:

Rt = Rd + Rdi +Rr

Captura

Para saber más:

Radiación solar

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