REFLEXION
Y DISPERSION ATMÓSFÉRICA
REFLEXION
Gran cantidad de energía
solar devuelta al espacio, y observada por los sensores de los satélites,
se encuentra en la banda visible (0.4 -0.7 m
m). En esta región las propiedades
de reflectividad de la tierra y de la atmósfera son fundamentales.
El cociente entre la energía reflejada y la radiación incidente
es conocida como reflectancia o albedo de un objeto. El albedo de un objeto
o de una superficie puede variar o cambiar dependiendo de varios factores:
-
La iluminación solar,
que depende a su vez de, la latitud del lugar, de la época del año,
hora, etc.
-
Angulo geométrico que
forme el sol-objeto/superficie-satélite.
-
De los cambios que experimente
la propia superficie reflectora. Por ejemplo, el agua del mar encalmada
puede actuar como un espejo frente a situaciones de fuerte oleaje. Si la
propia superficie reflectora es una nube, aquellas que estén formadas
por gotas mayores y que existan en mayor concentración reflejaran
más que las compuestas por gotas pequeñas y menos concentradas.
-
Los cambios de fase que existan
en el tope de una nube convectiva: Las gotitas de agua reflejan más
que los cristalitos de hielo en igualdad de condiciones. La nieve fresca
refleja más que la "vieja".
Sobre el tema de la reflexión
y sus consecuencias en la interpretación de imágenes VIS
se discutirá más adelante.
DISPERSION
La dispersión ocurre
cuando la radiación incidente es difundida por los gases que forman
la atmósfera. En la dispersión no hay absorción de
energía. De nuevo la dispersión es función de la
longitud de onda y del tamaño de las partículas difusoras.
En la aproximación de Rayleigh las partículas o moléculas
son más pequeñas que la longitud de onda y el grado de dispersión
es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda.
Así longitudes de onda corta (VIS) son más dispersas que
las ondas largas (IR térmico). El cielo "azul" se debe a la
dispersión que experimenta la radiación visible solar.
Si el tamaño de las
partículas difusoras es del mismo orden que la longitud de onda,
la aproximación de Rayleigh deja de cumplirse y hay que seguir la
de Mie. Este tipo de dispersión puede ser importante cuando se trabaja
con partículas de polvo, humo, etc. Partículas del tamaño
de las gotitas de agua de las nubes pueden generar la llamada dispersión
no selectiva, de forma que afecta a las longitudes de onda VIS y del IR
cercano. El color blanco de las nubes se debe en gran parte a este fenómeno.
En la figura observamos las
curvas asociadas a un cuerpo negro que emite a 6000ºK (el Sol) y otro
a 300ºK que sería equivalente al de la tierra. Los máximos
de emisión se centran entorno a los 0.5 m
m y 11 m
m, respectivamente. Llama también la
atención que ambas curvas presentan una zona de longitudes de onda
en común de la cual se aprovecha el canal 3 de los satélites
TIROS-NOAA. Veamos la distribución del espectro electromágnetico
desde un punto de vista general. |