As observações ambientais vem sendo realizadas desde 1960, quando foi lançado pelos E.U.A. o satélite ambiental TIROS-1 (Television and Infrared Observation Satellite), destinado a coletar informações sobre a atmosfera terrestre. Entende-se por satélite ambiental qualquer satélite que forneça dados do planeta Terra.
O sensoriamento remoto fundamenta-se na propagação de radiação eletromagnética em forma de ondas e sua interação com alvos naturais (nuvens, superfícies continentais e oceânicas, aerossóis etc…). Os sinais que atingem um sensor a bordo de um satélite são de caráter eletromagnético.
O espectro eletromagnético compreende uma vasta gama de comprimentos de onda, classificadas por região: raios gama, raios X, ultravioleta, visível, infravermelho, microondas, e ondas de rádio.
Para a compreensão da técnica de sensoriamento remoto é fundamental que se conheça as principais características dos espectros de emissão do Sol e da Terra:
A principal fonte de energia para os fenômenos que ocorrem em nosso planeta é a radiação solar (ou radiação de ondas curtas). Esta radiação, é concentrada principalmente na região do visível entre 0.4 e 0.7µm.
Ao interagir com o sistema Terra-atmosfera, a radiação solar sofre uma série de transformações sendo então reemitida para o espaço na forma de radiação terrestre (ou radiação de ondas longas).
Concentra-se principalmente no infravermelho termal entre 4 e 100µm.
A análise e a interpretação de imagens, de cunho essencialmente qualitativo, é a atividade mais tradicional da Meteorologia por satélite. As imagens fornecem uma visão integrada dos fenômenos meteorológicos atuantes num determinado instante e permitem sua identificação e monitoramento.
A fotointerpretação das imagens de satélite exige do profissional um sólido conhecimento das características das imagens (resolução: espacial, temporal, espectral e radiométrica), habilidade com uso de imagens multiespectrais (uso conjunto das imagens obtidas nos diferentes canais infravermelho [IV], visível [VIS], vapor d’água [WV]), e uma boa base científica da Meteorologia Dinâmica e Sinótica.
A identificação de nuvens usando imagens obtidas por satélite depende de vários fatores. O principal deles é a característica das imagens, quanto ao canal espectral e à resolução (espacial e radiométrica), a serem usadas na interpretação.
Na imagem visível, a refletividade e o brilho das nuvens é resultado da reflexão da radiação solar, pelas nuvens e pela superfície da Terra. O brilho neste tipo de imagem é uma indicação do albedo (porcentagem da radiação solar refletida) dos alvos: tons claros representam área de alto albedo e tons mais escuros representam áreas de baixo albedo. A refletividade, por sua vez, está relacionada com a profundidade da nuvem, distribuição e tamanho das gotas, composição (gotas de água ou gelo) e conteúdo de água líquida.
Nas imagens do infravermelho os sensores de radiação infravermelha medem a energia emitida pela superfície e pela atmosfera da Terra. A quantidade de energia emitida depende da temperatura da fonte radiativa.
As diferenças de temperatura na imagem do infravermelho são mostradas pelos diferentes tons de cinza. No infravermelho, a cor branca representa as temperaturas menores e, portanto, a temperatura das nuvens encontradas nos níveis mais altos da atmosfera. O preto geralmente representa temperaturas maiores, com os topos das nuvens em níveis mais baixos da atmosfera.
Exemplo de imagem no visível
Pode se observar nessa imagem que:
1) Na ausência de nuvens pode ser observada radiação que vem diretamente do solo (permitindo estimar sua temperatura). Portanto regiões mais quentes e mais escuras.
2) uma nuvem mais fria parecerá mais brilhante e mais branca na imagem.
3) Uma nuvem absorve uma boa parte da radiação térmica que vem do solo e da atmosfera, e volta a emitir de acordo com sua temperatura. Portanto, medindo esta “temperatura de emissão” das nuvens pode-se estimar sua altitude.
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