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Introducci n a los Productos de Agua de NASA Curso de Capacitaci n en Percepci n Remota (NASA) Geo Latin America and Caribbean Water Cycle capacity Building Workshop – PowerPoint PPT presentation
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Introducción a los Productos de Agua de NASA
Curso de Capacitación en Percepción Remota
(NASA) Geo Latin America and Caribbean Water
Cycle capacity Building Workshop Colombia, 28 de
noviembre - 2 de diciembre, 2011
ARSET Applied Remote Sensing Education and
Training (Educación y Capacitación en Percepción
Remota Aplicada) Un proyecto del Programa de
Ciencias Aplicadas de la NASA
Presentar una descripción general de los
productos de recursos de agua de NASA obtenidos
de satélites y modelos
con satellites y modelos
Los productos se pueden usar para
Monitoreo y conocimiento de
Cantidad de nieve y derretimiento de la
Recursos de Agua y variabilidad y cambio
Productos de Agua de la NASA
Lluvia, Nubes, Vapor de Agua
Evaporación/Transpiración
Componentes del Ciclo del Agua
Porque utilizar Satélites y Modelos para estudiar
los recursos hídricos ?
Información consistente y global
Complementan los datos terrestres y ofrecen
información donde no hay datos terrestres.
Alerta temprana sobre eventos inminentes y
desastres como por ejemplo las inundaciones.
Los modelos ofrecen parámetros que no se pueden
observar directamente como por ejemplo vientos en
3D y el flujo del vapor de agua.
Los modelos ayudan a comprender los procesos
asociados con el ciclo del agua dentro del
- Tasa de lluvia sobre la superficie (cantidad
de lluvia por unidad de área y por unidad de
- Lluvia acumulada (cantidad de lluvia
durante un día o un mes)
- Perfil de la tasa de Precipitación
Vertical (tasa de lluvia, líquida y congelada, a
varios niveles en la atmósfera)
- Tasa de caída de nieve (cantidad de nieve por
unidad de área y por unidad de tiempo)
- Area de Cobertura de Nieve (fraccional)
- Profundidad de Nieve
- Masa de Nieve .
- Derretimiento de la Nieve
- Columna integrada de Vapor de Agua
- Perfil Vertical de Humedad Específica
- Perfil Vertical de Humedad Relativa
- Area de Nube (fraccional)
- Presión y Temperatura de la parte
superior de la nube
Kg/m2/hora
hPa grados
Productos de agua derivados de satélites
Concepto de percepción remota satelital
Satélites e instrumentos de la NASA
Productos de agua derivados de modelos
Modelos de superficie atmosférica y terrestre de
Herramientas basadas en la web para acceder a
Ejemplos y análisis de casos particulares del
uso de productos de agua
Percepción Remota medida de una cantidad
asociada a un objeto por un dispositivo que no
objeto Percepción Remota Satelital medidas
desde el espacio de las propiedades del sistema
tierra-atmósfera Actualmente hay muchos
Onda de radio cortas
Onda Corta o Radiación Solar
Onda Larga o Radiación Terrestre
Radiación en la Parte Superior de la Atmósfera
Parámetros que influencian la cantidad de
radiación en la parte superior de los sistemas
tierra-atmósfera
Radiación Solar tipo de superficie vegetación,
nieve/hielo, nubes, aerosoles Radiación en
Infrarrojo temperatura de la superficie, gases de
efecto invernadero (vapor de agua, dióxido de
carbono, metano, ozono) y nubes Radiación en
Microonda tipo de superficie (nieve/hielo,
humedad del suelo), lluvia, vapor de agua, nubes
Principios de Percepción Remota
Los satélites llevan una variedad de instrumentos
que miden la radiación electromagnética reflejada
o emitida por el sistema tierra-atmósfera. La
energía radiante medida es registrada en cuentas
digitales, las cuales son transmitidas a
estaciones en tierra. Estas cuentas son
procesadas y convertidas a parámetros geofísicos
adecuados mediante procedimientos complejos
(algoritmos).
Percepción Remota de Cantidades de Agua
Para medir cantidades de agua, se utiliza la
radiación solar emitida en el infrarrojo y
microonda, y reflejada, ya sea individualmente o
en conjunto. La radiación en el infrarrojo y
solar en el rango visible no pueden medir la
lluvia directamente ya que no pueden penetrar las
nubes - pero perciben el vapor de agua y los
tipos y alturas de las nubes. Esta información de
nube puede ser calibrada estadísticamente para
obtener medidas de la lluvia en la
superficie. La radiación en microonda puede
atravesar la lluvia y es dispersada por la nieve
y e hielo. Por esto, puede ser utilizada para
percibir la precipitación directamente. Actualmen
te hay una variedad de satélites en órbita con
varios instrumentos que miden radiación en
longitud de onda infrarroja, visible y microonda.
Percepción Remota de Productos de Agua
Satélites de la NASA que miden Cantidades de
Agua TRMM (11/1997 - presente) Terra (12/1999
- presente) Aqua (5/2002 - presente) GRACE
(3/2002 - presente)
Satélites de la NASA para la Percepción Remota de
GRACE . Agua Subterránea
Satélites e instrumentos de la NASA para la
Tasa de lluvia, Tasa de lluvia vertical Perfil,
Lluvia Acumulada Cobertura de Nieve
(fraccional), Cobertura de Nubes (fraccional),
Presión/ Temperatura en la parte superior de
las Nubes Cobertura de Nubes (fraccional), Presi
ón/Temperatura en la parte superior de las Nubes,
Columna integrada de Vapor de Agua, Perfil
Vertical de Humedad Específica y Humedad
Relativa Equivalente Nieve/Agua, Concentración
de Hielo de Mar, Columna integrada de Vapor de
Agua, Tasa de lluvia
- Radar para Precipitación - TRMM
Instrumento de imágenes en microonda - Scanner en
el visible e infrarrojo - Espectroradiómetro de
resolución moderada (MODIS por sus siglas en
inglés) - Atmospheric Infrared Sounder
(AIRS) - Advanced Microwave
Scanning Radiometer para EOS (AMSR-E)
TRMM Radar para Precipitación (PR por sus siglas
Primer Instrumento Activo en Microondas en el
espacio que provee mapas tridimensionales de la
estructura de las tormentas y una medida
cuantitativa de la lluvia sobre el océano y la
Provee perfiles verticales de reflectividad de
radar y tasas de lluvia desde la superficie hasta
20 km de altura
Franja relativamente estrecha (cobertura de las
Reflectividad del Huracán Irene
TRMM Instrumento de Imágenes en Microondas (TMI
Sensor de microondas pasivo que mide la
intensidad de radiación en cinco frecuencias
(10.7, 19.4, 21.3, 37, y 85.5 GHz)
Mide tasas de lluvia precisas
Franja mas grande que PR
Tasa de lluvia del Huracán Irene
TRMM Escaner en el visible e infrarrojo (VIRS por
Mide la radiación emitida desde la tierra en 5
regiones espectrales, del visible al infrarrojo
(0.63 a 12 µm)
Indicador de lluvia indirecto, vincula medidas de
TRMM con aquellas de Polar Orbiting
Environmental Satellites (POES) y Geostationary
Operational Environmental Satellites (GOES)
Derivación de la Tasa y Cantidad de
Lluvia Producto TRMM 3B42
(Las sesiones de capacitación actuales utilizarán
estos datos)
El TRMM 3B42 inter-calibra y combina las Tasas de
lluvia de PR y TMI con las de SSMI, AMSR y
AMSU-B, y las estimaciones de las Tasas de lluvia
obtenidas de mediciones en el infrarrojo por
satélites geoestacionarios y en baja órbita
El producto final de Tasas de lluvia es calibrado
con análisis de medidas de lluvia en escala de
tiempo mensual.
Terra and Aqua MODerate Resolution Imaging
Spectroradiometer (MODIS)(Espectroradiómetro de
Resolución Moderada)
36 bandas espectrales en el rango de 0.41 a
14.385 micrones
Muchas aplicaciones, incluyendo nubes,
nieve/hielo, vegetación, aerosoles
Disponible en varias resoluciones (depende del
Diciembre-Enero-Febrero 2010-11
Junio-Julio-Agosto 2011
EOS (AMSR-E) (Radiómetro Avanzado en Microondas
para EOS)
A bordo de los satélites Aqua de la NASA
Provee precipitación (lluvia), nieve/hielo,
temperaturas de la superficie del océano, columna
total de humedad atmosférica
Doce canales, seis frecuencias, microonda pasiva
6.925, 10.65, 18.7, 23.8, 36.5, y 89.0 GHz
Aqua Atmospheric Infrared Sounder (AIRS)
Nueva tecnología en el infrarrojo que permite
crear mapas tridimensionales de temperaturas del
aire y superficie, vapor de agua, y propiedades
2378 bandas espectrales de 0.5 a 15 micrones
Hay varias fuentes para obtener un mismo
producto, con con diversas resoluciones y
precisiones espaciales y temporales.
Hay que hacer muchas suposiciones y
aproximaciones para pasar de los datos obtenidos
por los instrumentos (sin calibrar) a parámetros
específicos, tales como cantidad de nieve,
cobertura de nieve, etc.
La calidad de los productos puede variar desde
excelente a pobre dependiendo de
Las capacidades del instrumento
La calibración del instrumentos y su rendimiento
Los algoritmos utilizados para interpretar los
Cobertura de Nieve/Hielo
Nieve/Hielo (masa, profundidad, equivalente, agua
Modelos de Sistemas Atmósfera-Tierra-Océano
Los modelos utilizan ecuaciones matemáticas
(leyes de la física) para representar sistemas de
atmósfera, océano, tierra, y cambios que ocurren
en éstos en espacio y tiempo
Estas ecuaciones matemáticas son resueltas en
grillas verticales y horizontales mediante
Los Modelos utilizan observaciones para
representar el sistema atmósfera-tierra-océano en
un momento dado para deducir como el sistema
evolucionará en el espacio y el tiempo
Los modelos parametrizan los procesos físicos
mediante técnicas físicas/estadísticas/empíricas
derivadas o verificadas por las cantidades
Modelos para Medir Cantidades de Agua de la NASA
Los siguientes modelos proveen productos de agua,
y varios parámetros atmosféricos y de superficie
Research and Application (Análisis Retrospectivo
de la Era Moderna para Investigación y
(Sistema Global de Asimilación de Datos de
(versión 1 1979 - presente) (versión 2
1948 - 2008)
Evapotranspiración, Humedad de Suelo en
multiples niveles, Precipitación en forma de
nieve, Nieve Derretida, Equivalente Nieve-Agua,
Escorrentía de Superficie y subsuperficial
Un modelo atmosférico que utiliza el Goddard
Earth Observing System Data Assimilation System,
Versión 5 (GOES-5 por sus siglas en inglés)
Combina datos producidos por el modelo GOES con
las enormes cantidades de datos observados
Se enfoca en el análisis histórico del ciclo del
agua en escalas de tiempo y clima (desde horas
hasta años) y pone las observaciones satelitales
de la NASA en contexto de clima
Hay varios modelos con distintas resoluciones y
precisiones espacio/temporales. La modelación de
los procesos hidrológicos es compleja debido a
la presencia del agua en estado gaseoso, liquido
y solido en el sistema tierra-atmosfera. Los
modelos usan muchas aproximaciones y suposiciones
que representan los procesos físico. Validación
rigorosa con observaciones y entre un modelo y
otro son llevadas a cabo para evaluar la
precisión de los productos de los modelos.
Productos de Recursos de Agua de la NASA
Desarrollados en esta Capacitación
Tasas de lluvia, precipitación en forma de lluvia
Resolución Temporal 3-por hora, diaria,
mensualResolución Espacial 0.25x0.25, 1x1,
Fuentes TRMM combinado con medidas de varios
satélites, MERRA
Tasas de nieve, masa de nieve, profundidad de
nieve, equivalente nieve-agua
Resolución Temporal cada 3 horas, diaria,
Resolución Espacial 2/3 x1/2, 1x1,
Fuentes Terra y Aqua/MODIS, MERRA
Productos de Recursos Hídricos de la NASA
Resolución Espacial 2/3x1/2, 1x1,
Fuentes Aqua/AIRS, MERRA
Cantidad de Nube y Altura de la Superficie de la
Resolución Temporal diaria, mensual
Resolución Espacial 1x1
Fuentes Terra y Aqua/MODIS
Resoluciones Espaciales y Temporales
Approximately 500x500 km2
Approximately 100x100 km2
Approximately 25x25 km2
Acceso a los Productos de Datos de Recursos de
Agua de la NASA
Los datos de recursos de agua de la NASA tienen
cobertura consistente y global, y son GRATIS
Muchas de las aplicaciones basadas en la web
están disponibles para descargar datos e imágenes
También hay herramientas para la visualización y
el análisis de varios datos disponibles
Adquirir productos de TRMM, MERRA, MODIS, AIRS
Se pueden adquirir aquí http//mirador.gsfc.nasa.g
ov por búsqueda de palabra clave o por fecha y
lugar (localidad/región)
Giovanni (GES-DISC (Goddard Earth Sciences Data
and Information Services Center) Interactive
Online Visualization ANd aNalysis Infrastructure)
http//disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni/ Un
portal basado en la web que provee visualización,
análisis y acceso de datos de TRMM, MODIS, AIRS,
MERRA, y GLDAS sin tener que descargar los datos
Centro de Datos Nacional de Nieve NSIDC (por sus
siglas en inglés) http//www.nsidc.org/
Un portal que distribuye productos de datos de
nieve, hielo, glaciares, suelo congelado y
Presentaciones Detalladas Desarrolladas en esta
Introducción a la herramienta web
Giovanni Productos de nieve/hielo de varias
fuentes TRMM y sus productos de
precipitación MERRA y sus productos de recursos
de agua Estudios para acceder, analizar, y
visualizar productos de lluvia y nieve de la
NASA Discussion sorbre las necesidades de los
Capacitaciones Satelitales y Recursos de la NASA
http//water.gsfc.nasa.gov
Para más información sobre los próximos talleres
sobre el uso de los datos y herramientas del
programa de Ciencias Terrestres de la NASA
Para acceso a materiales de capacitación
- Para Links a otros recursos sobre satélites
Ana.I.Prados_at_nasa.gov
amita.v.mehta_at_nasa.gov

References: resolución 

Resolución 

Resolución 

Resolución 

Resolución 

Resolución 

Resolución 

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