Generación y Validación de algoritmos para la obtención de la temperatura de la superficie terrestre utilizando técnicas de Teledetección en el infrarrojo térmico
- Autores: Joan Miquel Galve
- Directores de la Tesis: Raquel Niclòs Corts (dir. tes.), César Coll Company (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Eva María Rubio Caballero (presid.), Enric Valor (secret.), José Antonio Valiente Pardo (voc.)
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- Resumen
La temperatura de superficie terrestre, LST (por sus siglas en inglés), es uno de los principales parámetros en el estudio de balance energético y de masa entre la atmosfera y el suelo, en particular, en la estimación de la evapotranspiración y el estrés hídrico que pueda sufrir la vegetación (Hall et al, 1992; Sellers, et al., 1995; Anderson, et al., 1997; Sánchez, et al. 2008). Además, la LST es necesaria como dato inicial en modelos de predicción meteorológica (Barton, et al. 1989; Gouturbe, et al. 1993), evaluación de daños provocados por las heladas (Caselles y Sobrino 1989), y detección de incendios forestales (Calle, et al. 2005), entre otros muchos. La LST puede considerarse también como indicador del cambio climático (Allen, et al. 1994) y de la desertificación de una zona (Lambin y Ehrlich 1997). La teledetección en el infrarrojo térmico es la forma más factible de obtener esta magnitud para grandes extensiones terrestres bajo diferentes resoluciones espaciales y periodicidades. El problema fundamental de la medida de la LST a partir de datos de satélite es la necesidad de corregir estos datos de los efectos debidos a la absorción de la atmósfera y a la emisividad de la superficie. La principal contribución a la absorción de la atmósfera en el intervalo del infrarrojo térmico es debida al vapor de agua contenido en ella. Esta absorción es difícil de considerar, ya que la distribución del vapor de agua en la atmósfera es muy variable. Esto hace necesario conocer bien la estructura de la atmósfera (bien a través de radiosondeos, productos derivados de sensores a bordo de satélites o de reanálisis) sobre la superficie en la que deseamos calcular la temperatura, para así corregir atmosféricamente, utilizando modelos de transferencia radiativa, la temperatura de la superficie medida desde satélite. Para la corrección de los efectos de la emisividad en superficies terrestres, la problemática reside en la heterogeneidad que poseen. Es necesario un buen conocimiento de la emisividad de la superficie y de su variación, tanto espectral como espacial y angular, para corregir los efectos de ésta en la medida de temperatura de la superficie desde satélite. Los métodos de corrección atmosférica y emisividad más sencillos y operativos son los basados en la absorción diferencial (McMillin 1975). Este principio se basa en la utilización de dos medidas de la misma superficie realizadas en diferentes condiciones de observación. La corrección atmosférica se obtiene a partir de la diferente absorción atmosférica que existe bajo dichas condiciones. Éstas pueden ser: una misma superficie observada en dos bandas espectrales centradas en la ventana atmosférica 10,5 ?m -12,5 ?m, split-window (Prabhakara et al., 1974; Deschamps y Phulpin 1980) o bien bajo dos ángulos de observación distintos, dual-angle (Saunders 1970). La principal ventaja de estas técnicas es el hecho de que no es necesaria la caracterización de la atmósfera ni el uso de modelos de transferencia radiativa para corregir las medidas realizadas en el infrarrojo térmico. Los métodos de absorción diferencial fueron inicialmente aplicados para la obtención de la temperatura de la superficie del mar (SST por sus siglas en ingles). Ésta posee una emisividad que es bien conocida y una gran homogeneidad, lo que provoca que dichos algoritmos funcionen muy bien en este tipo de superficie. Más tarde estas técnicas fueron aplicadas a la obtención de la temperatura de la superficie terrestre, LST, teniendo en cuenta los efectos de la emisividad de la superficie (Becker y Li 1990; Prata 1994; Wan y Dozier 1996; Coll y Caselles 1997) para lo que se requiere un buen conocimiento de las características de la superficie a través de su emisividad y las variaciones espectral y angular de la misma.
