Informaţia transmisă regulat de sateliţii plasaţi pe orbita joasă a Pământului este esenţială pentru monitorizarea suprafeţelor mari de teren şi a parametrilor atmosferici.

PARAMETRII ATMOSFERICI

Vaporii de apă, praful, parametrii atmosferici, ozonul şi alte gaze sunt monitorizate în programe de rutină prin observaţii satelitare. Cu ajutorul imaginilor optice tradiţionale provenite de la sateliţi se pot cerceta periodic vaporii de apă şi praful atmosferic la scară regională. Concret, majoritatea aerosolilor, atât particulele grosiere PM10 (2,5-10 μm), cât şi particulele fine PM2,5 (<2,5 μm diametru) pot fi măsurate în mod obişnuit de către diferiţi senzori satelitari. Instrumentele MODIS de la sateliţii NASA - Terra şi Aqua - sunt furnizori importanţi de măsurători de particule. Prin programul european Copernic sunt operaţionali sateliţii Sentinel - 4, 5 şi 5P care oferă, de asemenea, monitorizarea aerosolilor. Actualizarea acestor informaţii se face la interval de una-două zile.

PARAMETRII SOLULUI

• Temperatura. Monitorizarea temperaturii suprafeţei terenului este esenţială pentru urmărirea condiţiilor climatice şi meteorologice ale unei zone. Observaţiile cu infraroşu termic permit estimarea temperaturii suprafeţei terenului la scară globală. Cu ajutorul acestor senzori se obţin date în gama infraroşu termică a spectrului electromagnetic (de exemplu, Landsat TM /ETM+).

• Umiditatea solului poate fi determinată folosind camere şi senzori pentru spectrul vizibil, în infraroşu, termic şi microunde. Aceste tehnici prezintă avantaje şi dezavantaje, bazate pe cât de sensibilă este suprafaţa solului la radiaţiile electromagnetice. Datele cu infraroşu termic de la sateliţi (variind între 3 şi 14 μm lungime de undă) sunt cele mai potrivite pentru estimarea umidităţii solului (de exemplu, Landsat-8 TIRS).

Monitorizarea activităţilor agricole cu senzorii satelitari SAR

Sursa foto: www.iceye.com

SISTEMUL SAR

Alţi indicatori ai umidităţii terenului sunt indicii de vegetaţie şi măsurătorile de temperatură radiante la suprafaţă. Practic, cu cât umiditatea unei suprafeţe este mai scăzută, cu atât valoarea de retractar radar va fi mai puternică în aceleaşi condiţii de acoperire a terenului. SAR (Synthetic Aperture Radar) are capacitatea de a pătrunde substratul de suprafaţă al solului. Cu toate acestea, este extrem de sensibil la rugozitatea solului şi la acoperirea vegetaţiei. În cazul monitorizării umidităţii solului în adâncime, aceasta se poate face cu succes până la cinci cm de la suprafaţa superioară a solului pentru soluri „goale”/fără vegetaţie sau cu o vegetaţie redusă.

PARAMETRI HIDROLOGICI

Atât senzorii optici, cât şi SAR pot măsura o varietate de parametri hidrologici, inclusiv suprafaţa apei (fluxuri, râuri, lacuri, rezervoare), calitatea ei (constituenţi organici sau anorganici), temperatura suprafeţei apei, suprafaţa zăpezii şi adâncimea apei, pentru a da observaţii la scară largă pe arii geografice mari.

• Apa pură (fără compuşi organici şi anorganici) se caracterizează prin cea mai mică cantitate de absorbţie şi împrăştiere a luminii incidente ce are loc în regiunea lungimii de undă albastră. În schimb, aproape toată radiaţia incidentă este absorbită în regiunile infraroşii aproape şi mijlocii (MIR), ceea ce înseamnă că apa apare adesea foarte întunecată în imagini cu infraroşu. Această caracteristică este deosebit de utilă pentru analizarea conţinutului de apă din sol.

• Tehnicile multispectrale de determinare a apei, cum ar fi Indexul de apă cu diferenţe normalizate (NDWI), sunt dependente de condiţiile meteorologice. Senzorii satelitari SAR oferă o metodă de monitorizare în orice meteo pentru măsurarea apelor stătătoare. Această trăsătură face ca sistemul SAR să fie deosebit de util pentru cartografierea suprafeţelor inundate, acestea apărând de obicei în perioadele de acoperire densă a norilor.

• Calitatea apei poate fi dedusă analizând culoarea apei. Dar, în cele mai multe cazuri, nu este posibilă măsurarea directă a unui compus chimic specific prezent în apă. Însă pot fi monitorizaţi alţi indicatori, care acţionează ca reprezentanţi pentru aceste reacţii. De exemplu, concentraţiile crescute de clorofilă pot indica „înflorirea” algelor dăunătoare, potenţial cauzate de eutrofizarea care rezultă din nivelurile crescute de azot. În mod similar, apele tulburi indică prezenţa sedimentelor suspendate.

FERMY TE ÎNVAŢĂ DESPRE SĂNĂTATEA ECOSISTEMULUI

Tehnicile de observare satelitară pot fi folosite pentru a monitoriza numeroşi parametri ai calităţii apei, inclusiv temperatura, sedimentele suspendate (turbiditatea) şi concentraţiile de clorofilă, care, la rândul lor, sunt indicatori ai sănătăţii ecosistemului sau ai contaminării lui.  

Imaginile satelitare permit monitorizarea consumului de apă pe fiecare metru pătrat al Terrei. Click AICI şi vezi în video cum măsoară experţii aceşti parametri cu sateliţii Landsat!

CE SUNT RADIAŢIILE IR?

Radiaţia în infraroşu (IR) este o radiaţie electromagnetică a cărei lungime de undă este maimare decât cea a luminii vizibile (400-700 nm), dar mai scurtă decât cea a radiaţiei terahertz (100 μm – 1 mm) şi a microundelor (~30.000 μm). Lumina infraroşie aparţine spectrului electromagnetic, fiind invizibilă ochiului uman, însă oamenii o pot simţi ca o căldură. Orice obiect cu temperatura de peste 5°Kelvin (-450°Fahrenheit sau -268°C) emite radiaţie infraroşie.

Radiaţia infraroşu apropiat (NIR – Near–Infrared) are lungimea de undă 0,75-1,4 um şi frecvenţa 214-400 THz.

un articol de

GHEORGHE GHIŞE