Conocer nuestro planeta

CONOCER NUESTRO PLANETA 1 ef ec to in ve mad ero, el aguj ero de la capa de ow n o, la d es forest ac ión, la Uu via ác ida, la polu ción, la co nt a mi - n ac ión de l os océanos .. . H ac ia el fin al del si glo XX la hum a nid ad se enfre nt a a p ro bl em as medio ambi e ntal es qu e requi eren d ec isi on es po líti cas a ni ve l int em ac ion al. Estas d ec ision es de ben basarse en la dete rmi - n ac ión exacta de l as co ndicion es ac tu ales, el reco n oc imi e nt o de l as rawn es de l os ca mbi os del me di o ambi e nt e y l as pre vision es de futuro s co mportami e nt os. La t ec nología es p ac ial pu ede co ntribuir a reso l ve r es te pr o bl em a. Desd e un a vista de pájaro pued e proporci o nar dato so br e el sistema ecológico de la Ti erra, a p arti r de l os cu ales pued en infe ri rseevo lu cion es a lar go pl azo y ve lificarse model os climá ti cos. iNTRODUCCI ÓN La teledet ecc ión se de fin e co mo la a dqui sición de info rm ac ión so b re un o bj eto s Íll es t ar en co n tacto fís i co co n é l. Es ta infOI111 ac ión es adquirida m edian te la det ecc ión y medida de l os can lbi os que el objeto provoca en el campo que lo r odea, sea electromagn ético , ac ú stico o po tenci al, lo que incluye un ca m po el ectro m agnético em i tido o re fl ejado po r el objeto, ondas ac ústicas re fl ejad as o pert UI na d as por él o campos po tenci ales magnético s debi dos a u prese n cia. Sin embargo el término teledetección se u sa p rin ci palmente en re l ac i ón a técnicas electromagnéticas de ad qui sic ión de información. Estas técnicas c ub ren po r co mpleto el espectro el ecLuís FERNANDO MARTí NEZ SÁNCHEZ es proy ec Tista del grup oA MR C ell el d esa rr ollo de 1111 di sper só meTro polarimé Tri co de ballda LlITraan c ha . 60 Luis Fernando Martínez Sánchez tromagné ti co , desde l as on das de radio de baja frecuencia pasa nd o por las mi cr oo nd as, l as re gio n es mi li mé tri cas , el in fraro jo lejano y ce rcano, el vis ibl e, el ul trav ioleta, l os rayos X y l os gan lm a, h asta l os rayos cósmi cos. os ce ntr arem os prin c ipalm e nt e en el espectro de mi croo nd as , qu e co mp re nd e frec uenci as desde 1 a 100 G Hz, o bi en long itud es de o nd a desde 30 cm a 3 mm , y cu yas bandas se de no min an: P, L, S, e, X, Ku , K, K a, Q, Y, Y W -s ie nd o es t as tres úl - tim as b an d as mil im é tri cas- . Las razo n es qu e jus tifi c an esta el ecc ión son las sig ui e nt es: tr o de l espectro de l as mi croo n da5 , podem os distin gu ir en tre dos tipos de t éc ni cas: - T éc ni cas Ac ti vas:so n radares tra ns mi sores-rece pt ores qu e apo rt an la ilumin ac ión. Tenem os radares de im age n -d e ntr o de l os cu ale se encu entran l os ra d ares de ape ltu ra s im é ti ca o SA R-, di spersó m etros y altím e tr os. Dan lu gar a la llam ada teledetección ra d ar . - T éc ni cas P as i vas : mid en la radiac ión na tur al e miti da po r l os cue rpo s, ya sea po r re fl ejo de la p rove ni eme del So l o de bid o a tener un a te mpe ra tura m aatrav i esan l as nu bes (lo qu e res ul ta ab solut ame nt e n ecesa ri o Vista en perspectiva de la su perf icie co nstruida por comb in ación de una i mage n de l saté li te Landsat y una base topográfica dig ita l. yo rqu eel cero absolut o. Enco ntr am os aquí los ra di ómetros, qu e so n rece pt ores de altís im a se ns ibilid ad. Usa nd o p ara la obtención de da t os so b re l os bosqu es tr o pi cal es qu e, al estar siempre cubie rt os po r capas de nu bes y fo rm ac ion es de n ieb l a, en el pasa do habían escapado de la observación de saté li tes ópticos) - no dependen de la ilu mi nac i ón so l ar (pode m os u til i zar l os l as 24 horas de l día) - son capaces de penetrar vegetación, nieve y el s ubsue l o, dependiendo de la longitud de onda u sa da -su alta sensibi lidad a parámetros como distancia, humedad o viemo - su ministran informac i ón complementaria a otras t éc ni cas - permiten una il uminación cohere n te , po larimétrica De nt ro de es te ámbito de la te ledetecci ón. la que u sa frecuenc i as de nse n sores ac ti vos co ntr o lam os tota lm e nt e el p roceso de m edi d a, pudi e nd o enviar la se ñ al de la fO I111 a qu e n os int erese para observar su co m porta mi e nt o cuan do in - ci da sobre el ob jet o, mien tras qu e co n l os se n sore p asivos depen de m os de fac tores ex te rn os co mo la p rese n cia de l So l o la au se ncia de nu bes. Paralelamen te , el desarro ll o de satél it es es tá pe rmi tie n do la a dqui sición de in fo ml ación co mpl eta y d etal l ada sobre l os pl anetas , in cluye n do la Tierra y su medio amb i eme. Los se n sores montados en sa té lit es que omitan alrededor de ta Ti erra proporc ion an in fo ml ac ión so b re es tru cturas globales y di ná mi ca de l as nu bes , cubiel ta vege t al y su v ari ac ion es estacio nal es. es tru cturas mo rf ológicas de la supe rfi ci e. te m pera tUI <l su perfic i al de B URAN N"6 DICIEM BR E 1 995 lo s océanos y v ientos s uperficial es . La capacidad de cobertura a gran ve locid ad de l sa télite pennite mon itorizar lo s fenómenos de rápida variac ión, particularmente en la atmósfera. Su s características de larga duraci ón y repetibilidad pemúte n observar lo cambi os estacionales. anuales y a más larg o plazo d e. por ejempl o, las placas de hielo po l ares, la expansión de los desie rt os y la desforestación tro pi ca l. La cobertura de grandesextensione simu ltáneamente no s s irve para la observación y el estu di o de caract erís ti cas regio n ales y co ntin e nt ale s como l os co n to m os de p l aca~ t ec t ó n i ca~ y l as cadena~ mo nt añosas. Los se n so re s mon ta dos en so nd as esp ac i ales (o rbital es y viajeras) nos pr ovee n de in fo nnación s im ilar obre l os p l aneta~ y o bj et os del sistema so l ar. En l os ú ltim os años de la década de l os oc he nt a todos l os plan etas del sistema so l ar. exce pt o Plut ón, habí an s id o vis it ados y sus Lasimágene s bi di mensionale s son necesari as cuando se neci s ita información espacial de alta reso lu ción , co mo en el caso de map as de uperficie yes tructu ras, t an to natural es co mo producida, por el hombre. o cuando se req ui ere una visión sin óp ti ca ins tantáTopo grafía media del océano de ri vada de las medidas del altímetro del Se asa l. nea, como en el caso de observacion es met eo rol ógicas. Estas im ágen es pu eden se r a dquiri das en ex ten sas regio n es de l espec tr o el ec tr om agné ti co y co n un a ampli a se l ecc ión de anc h os de band a. Lo s se n so res de im age n pu eden trab ajaren l as mi cr oo n das , el in fraro jo, el vis ibl e y el ul trav ioleta, u san do det ec tores el ec tr ó ni - cos y fotográficos. Las im ágen es on adquirid as mediante el u so de ilumina ción ac ti va, co mo radares o l áseres; ilumin ación so lar , co mo en el ultra violet a, el vis ibl e y el infrarojo cerc an o; o e mi - sión de sd e la s uperfi ci e, co mo en el in fraro jo térmi co, e mi sión de mi croo nd as y los rayos X y gar nm a lm age n multiespectral de Los Án ge les adquirid ae nel visible, el infrarojo y la región de mi croonda s. Podemos observar que cada una de las bandas pone de re li eve un tipo de deta ll es di fe rente. Los espect rómetros se usan para detectar, medir y cart og rafiar el co nt e nid o espectral del campo elec tr om ag né ti co in cide nt e. E te tipo de in - fo rm ación represe nt a En ciertas a pli cac ion es los aspecto s es p aci al es y es p ac i ales so n me no im po rtant es, y la infonn ación que n eces itamos está prin c ip al me nt e co nt enida en la me did a pr eci sa de la o nd a electrom agné ti ca so b re un a ampli a regió n de l espectro. Lo s se nsores corres po n clie nt es, ll amad os racli óme tr os , so n usa dos en la me clida de perfi l es de tem pe ra tura a tm osfé ri ca y de l as s uperfi ci es oceánicas. Una cl ase de ra cli óme tro s, los de im age n, so n utilizad os para re pre se ntar es pa ci al me nt e la v ari ac ión de estos paráme tr os. En teled et ecc ión ac ti va de mi cr oo ndas se us an cli s pers óme tro s para meclir co n exactitud el campo cli s pe rsa do c uand o la supe rfi cie es ilumin ada por un a se ñ al in cide nte , lo qu e se a pli ca a la me dici ón de la co ns tante cli eléc tri ca y la ru gos id ad de un suel o, o la ve l oc idad del vie nt o es tucli ando l as ol as ca pil ares qu e se fomlan sob re un a s upeJii cie marina, por eje mpl o. Un tipo especial de ra di ómet ro es el polarim é tri co , en el qu e la info lm ac ión cl ave está incluida en la po lari za ci ón de la o nd a tran s mitid a, re fl ejada o cli s pers ad a. La caract erís ti ca polarimé tri ca de la i lu - min ac ión re fl eja da o cli spersa da p ropo rciona infonn ac ión so b re p ro piedad es fíp ro pi edad es de tectad as a cli stancia po r so fi s ti cados sensores es p ac i ales . El es tu - dio co m para ti vo de l as p ro pi edades de los pi anet as está pro po rc ion an do nu evos punto s de vista respec to a la fo nn ac ión y la evo lu ción de nu estro sistema sol ar. TIPOS DE DATOS Y SE SORES DE TELEDETECCIÓN El ti po de dato adquiri dos po r teledetección es d epen di e nt e de l tipo de in fo nn ac ión qu e se d esee, as í co mo del tam año y la din á mi ca del o bj eto o fe n ómeno que se está es tudi ando. un papel cl ave en la id entificación de la co mp osición química del o bj eto en observación, sea un a superficie pl anetaria o un a a tm ósfer a. En el ca o de est udi ar superficies tanto la información espacial como la espect ra l son esenciale , lo que nos ll eva a necesitar espectrómetros de im agen. • B RA NCA O' ESTUOIA TS DE L' l EEE DE BARCELO A Vientos medios en la zona del Atlántico, según el dispersómetro del satélite Sea sa t, entre el 6 y el 8 de septiembre de 1978 . 61 Figura 1. Di agramaque ilustra los diferentes tipo de información deseada y el tipo de sensor u ado para adquirirla. P or ejemplo, la información e pectral se adq ui ere con un espectrómetro y la información espacial de una uperficie bidimensional con una cámara. n espectrómetro de imagen también adq ui ere para cada pixel en la imagen la información espectral. Inf ormación es pacial Espectroradiómelros Dispersómetros Radiómetros Información es p ec tral Inf or mación de int ens id ad si cas de s uperficie s y atmósferas pl anetarias. En un cierto número de ap li caciones la información requerida está fuertemente asociada a las características espaciales tridimensionales y a la localización del objeto. En ese caso se usan altímetros para cartografiar la topografía de la superficie y sond as en el caso de es truc tura s del s ub s uelo , o para cartografiar parámetros atmosféricos (temperatura, composición, presión) en fun ción de la altitud. La fi gura l esquematiza todo lo expuesto en esta sección. Así pues tenemos di stintos elementos a estudiar: - el cambio de polarización de la se ñal recibida respecto de la emitida y su nivel nos da info rm ación sobre la rugos idad, es tru ctura geométrica, morfología y constante dieléctrica del objeto en estudio. - el tiempo que tarda el eco de la señal emitida en llegar y su contenido espectral permiten calcular la posición y ve locidad del objeto. - en la región milimétJica y de infrarojo podemos detemúnar la naturaleza y concentración de su elementos constituye nt es; en el visible y en la región del infrarojo cercano estudiaremos su compos ici ón química y, eventualmente, su estructura cristalina; observando el espectro de rayos X y gan 1Jn a obtendre62 mos caractelísticas de la estructura atómi ca y nuclear del objeto. En conclusión, la teledetección es uno de l os m ayo res l ogros tecnológi cos de la exploración del espac io. os permite ob s ervar y monitori zar la sup erficie terrestre y la atmósfera de un m odo gl oba l y continuo, transformando nu estro co n ocim i ento de nu estro mund o y del funcionamjento de su medio ambiente, lo que nos pue de pe rmitir pr eve nir catá strofes natural es a pe queña y gra n esca la. Tambi én nos ha mostrado por primera vez im áge n es cercanas de nu es tros pl anetas vecinos y no han ayudado a compre nd er la nat ur al eza de su ento rn o, ensa nchando nuestros h or izont es de conoc imi ento de una manera espectac ul ar y única en la hi storia de la tecnología. BIBLIOGRAFÍA ELAC HI , c. , I ntr o du c ti on to th e Ph ysics and Techniques of Remate Sensin g. J OH W ILEY & SONS, 19 87 ELAC HI , c. , Spacebome Radar Remole Sensin g: Applicatio l1s and Techniques. N EW YORK, Y: IEEE PRESS, 19 88 Im agen pas iv a de mi croondas de la capa de hi elo a nt ártica, obtenida con un radiómetro embarcado en un satélite. La gama de g ri ses represe nt a la temperatura de brillo de la superficie. BURAN N° 6 DICIEMBRE 1 995