TELEDETECCION: LA RADIACION Y SU INTERACCION CON LA ATMOSFERA

La atmósfera es la capa gaseosa que rodea al planeta tierra, se caracteriza por ser transparente, en la cual encontramos una mezcla de gases conocido como aire.

Las capas que conforman la atmósfera son:

• Las capas bajas son la troposfera y estratósfera

• Las capas altas son la ionosfera y la exósfera.

En las partes más bajas de la troposfera, el aire está compuesto principalmente de nitrógeno y oxígeno, aunque existe cantidades pequeñas de dióxido de carbono, helio, argón, ozono entre otros gases, así como polvo procedente de la tierra y vapor de agua. A medida que vamos ascendiendo, la composición de los gases, va variando.

Dentro de la teledetección, la atmósfera es el elemento que se interpone entre el objeto de estudio y el sensor. Si bien la atmósfera deja pasar la luz a través de si a algunas longitudes de onda, en determinadas bandas del espectro, los componentes atmosféricos afectan a la señal detectada a distancia, produciendo tres efectos:

1. Dispersión de determinados flujos, en función de su longitud de onda.

2. Absorción de la energía en determinadas bandas del espectro.

3. Emisión que, por su temperatura, tendrá un máximo en el infrarrojo térmico.

DISPERSION

Es el efecto por el cual la radiación electromagnética es reflejada o refractada por los gases y partículas que se encuentran en la atmósfera produciendo una disminución de la radiancia directa y aumentando la radiancia difusa. Entendiéndose por radiancia, al total de energía radiada por unidad de área y por ángulo sólido de medida.

Existe dos tipos de dispersión, los selectivos y los no selectivos.

La dispersión selectiva afecta más a las radiaciones de longitudes de onda más cortas, y dentro de este tipo de dispersión tenemos:

• La dispersión de Rayleigh, el cual ocurre cuando la longitud de onda de la radiación incidente es mucho menor que el tamaño de los objetos que producen la dispersión y es el responsable del color azul del cielo y del color rojizo en las puestas de sol.

• La dispersión de Mie, que se genera cuando la longitud de onda de la radiación incidente es del mismo orden de magnitud que los objetos que producen la dispersión (vapor de agua, polvo y aerosoles). Este tipo de dispersión afecta a todas las longitudes de onda de la luz visible.

La dispersión no selectiva afecta a las radiaciones con un gran intervalo de longitudes de onda y es el resultado de los fenómenos de reflexión, refracción y difracción, ocasionando que la señal se vea atenuada y es producida por la presencia de gotas de agua en la atmósfera sea en forma de niebla o de nube. Este tipo de dispersión genera el color blanco de las nubes.

ABSORCION

Se produce por interacción de la radiación con los átomos o moléculas de los componentes atmosféricos, en donde los electrones corticales de los gases que conforman la atmósfera absorben la energía proveniente de los fotones incidentes, saltando a niveles energéticos superiores, ocasionando que el haz de luz emergente de un material iluminado presente una composición de longitudes de onda diferente al del haz incidente.

La atmósfera se comporta como un filtro selectivo en distintas longitudes de onda. Dentro de los principales absorbentes atmosféricos tenemos:

• Vapor de agua (H2O): Presenta diversas bandas de absorción entre 0.7 y los 8 µm, teniendo que la banda situada en 6 µm puede llegar a ser hasta el 100%.

• Anhídrido carbónico (CO2): Presenta la mayor banda de absorción entorno a los 15 µm (zona del infrarrojo térmico) y otras entre los 2.5 y 4.5 µm, manteniendo la temperatura de la atmósfera también conocido como efecto invernadero.

• Oxígeno (O2): Absorbe la radiación de longitud de onda < 0.1 µm.

• Ozono (O3): Absorbe radiación de longitud de onda comprendida entre 0.1 y 0.3 µm (radiación ultravioleta), así como también absorbe en la región de las microondas.

Las bandas de absorción registran los intervalos espectrales de radiación absorbida por el material.

Dentro del estudio de la absorción, el término ventanas atmosféricas señala a regiones espectrales en las que nos e produce absorción y por tanto son viables en teledetección, siendo las principales, las siguientes:

• Visible e infrarrojo cercano (0.3 a 1.35 µm).

• Infrarrojo cercano de onda corta (1.5 a 1.8 µm y de 2 a 2.4 µm).

• Infrarrojo medio (2.9 a 4.2 µm y de 4.5 a 5.5 µm).

• Infrarrojo térmico (8 a 14 µm).

• En el caso de las microondas, la atmósfera es transparente sobre los 20 µm.

Gráfico tomado de (Márquez, 2018)

EMISION.

La atmósfera emite su propia energía calorífica, por lo que este parámetro sirve para estimar la emitancia espectral que proviene del suelo. Este efecto, sirve para determinar la temperatura de la superficie terrestre y se trabaja en el infrarrojo térmico.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

Chuvieco, E. (1995). Fundamentos de teledetección espacial. Madrid: EDICIONES RIALP. S.A.

KHANACADEMY. (2018). La luz: ondas electromagnéticas, espectro electromagnético y fotones. Obtenido de INTRODUCCION A LAS ONDAS ELECTROMAGNETICAS: https://es.khanacademy.org/science/physics/light-waves/introduction-to-light-waves/a/light-and-the-electromagnetic-spectrum

Márquez, J. (2018). Què es el espectro electromagnético. Obtenido de Sobre Curiosidades:

https://sobrecuriosidades.com/2014/03/10/que-es-el-espectro-electromagnetico/

MEDIDAS TOPOGRAFICA CON DISTANCIOMETRIA ELECTRONICA. INFLUENCIA ATMOSFERICA. (s.f.). Obtenido de www.albireotopografia.es/medidas-topograficas-edm-1/

Pinilla, C. (s.f.). INTERACCION DE LA RADICACION CON LA ATMOSFERA. TELEDETECCION. Obtenido de Departamento de Ingeniería Cartográfica. Universidad de Jaén: http://www.ujaen.es/huesped/pidoceps/tel/archivos/4.pdf