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Satélites meteorológicos
UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOS COMECHINGONES
 
Observaciones asimiladas por el Met Office UK para pronóstico global (2014)
http://astria.tacc.utexas.edu/AstriaGraph/
http://astria.tacc.utexas.edu/AstriaGraph/
La información provista por los sensores remotos, en particular, los satélites y radares 
meteorológicos, resulta ser un insumo crítico para el desarrollo de una gran variedad de 
aplicaciones y servicios en el marco de las actividades que a diario llevan adelante los 
servicio meteorológicos e hidrológicos del mundo.
Las observaciones con satélite son una herramienta de observación complementaria 
muy importante de la atmósfera terrestre, los continentes y los océanos, especialmente 
cuando las observaciones “in situ” son escasas o inexistentes.
Los sondeos de temperatura y humedad de la atmósfera proveen información que es 
crítica para el pronóstico del tiempo.
Previo a la existencia de los satélites, eran los globos meteorológicos los que proveían 
información de sondeos atmosféricos (perfiles verticales de la atmósfera).
El primer satélite meteorológico fue el TIROS I (Television and Infrared Observtion 
Satellite), 1960 y el primero que produjo sondeos fue el Nimbus III, 1969.
Importancia de las observaciones desde satélites
Los instrumentos que transportan los satélites ha mejorado significativamente en la 
última década incorporando: 
● observaciones hiperspectrales en el IR para mejorar los sondeos;
● altimetría para derivar alturas del océano;
● escaterometría para obtener los vectores de viento sobre el océano; y
● bandas en MW Banda L para medir humedad del suelo y salinidad.
Factor importante: tecnología
Sistema global de observaciones (satélite)
Sistema global de observaciones (satélite)
Sistema global de observaciones (satélite)
Cobertura global con un satélite de órbita polar
Cobertura mundial de cada satélite dos veces al día de fenómenos selectos mediante 
generadores de imágenes visibles, infrarrojas y de microondas y sondas atmosféricas 
infrarrojas y de microondas.
Altitudes orbitales alrededor de 600-850 km, períodos orbitales cercanos a 101 minutos.
The Advanced Microwave Sounding Unit-A 
Las órbitas geoestacionarias se utilizan para observar el desarrollo y la evolución de los 
fenómenos meteorológicos en los trópicos y en las latitudes medias que cambian sobre 
escalas de tiempo relativamente breves: sus datos se usan principalmente para generar 
pronósticos inmediatos y determinar los vectores de movimiento atmosférico.
Con una altitud orbital aproximada de 36.000 km, y períodos orbitales de 24 horas, el 
satélite parece estacionario arriba de un punto fijo sobre del ecuador.
Cobertura global con los satélites geoestacionarios
Atmospheric motion vectors (AMVs) 
Comparación de las capacidades de los satélites geoestacionarios (GEO) y en órbita 
terrestre baja (POLARES)
 GEOESTACIONARIOS
● animaciones
● repite la cobertura en algunos minutos
(∆t ≤ 30 minutos)
● sólo el disco terrestre completo
● mejor observación de los trópicos
● ángulo de observación constante
● iluminación solar variante
● generador de imágenes visibles, IR
(por lo general, resolución menor)
● sonda atmosférica sólo de IR
(resolución de 8 km)
● MENOR RESOLUCIÓN GENERAL
 POLARES
● imagenes_estáticas
● repite la cobertura dos veces al día
(∆t = 12 horas)
● cobertura mundial
● mejor observación de los polos
● ángulo de observación variante
● iluminación solar constante
● generador de imágenes visibles, IR
(por lo general, resolución mayor)
● sonda atmosférica de IR y microondas
(resoluciones de 17 y 50 km)
● MAYOR RESOLUCIÓN GENERAL
Compuesto de imagenes obtenidas con satélites geoestacionarios
Conceptos básicos para la percepción remota satelital
Relacionados con la resolución:
● temporal (con qué frecuencia);
● espacial (de qué tamaño);
● espectral (a qué longitudes de onda y 
con qué anchura); y
● radiométrica (relación señal a ruido).
Conceptos básicos para la percepción remota satelital
Relacionados con la resolución:
● temporal (con qué frecuencia);
● espacial (de qué tamaño);
● espectral (a qué longitudes de onda y 
con qué anchura); y
● radiométrica (relación señal a ruido).
Conceptos básicos para la percepción remota satelital
Relacionados con la resolución:
● temporal (con qué frecuencia);
● espacial (de qué tamaño);
● espectral (a qué longitudes de onda y 
con qué ancho de banda); y
● radiométrica (relación señal a ruido).
Conceptos básicos para la percepción remota satelital
Relacionados con la resolución:
● temporal (con qué frecuencia);
● espacial (de qué tamaño);
● espectral (a qué longitudes de onda y 
con qué ancho de banda); y
● radiométrica (relación señal a ruido).
Conceptos básicos para la percepción remota satelital
La relación ruido-señal es un facrtor muy importante en el diseño de los sistemas de sensoramiento remoto. 
Todos los sistemas electrónicos tiene “ruido” propio y los sensores tienen que recolectar la información (“señal”) 
por medio de ellos con lo que hay que tratar de separar el ruido aleatorio.
Relacionados con la resolución:
● temporal (con qué frecuencia);
● espacial (de qué tamaño);
● espectral (a qué longitudes de onda y 
con qué ancho de banda); y
● radiométrica (relación señal a ruido).
Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS)
Imagenes de 1995 (izquierda, 20m) y 1998 (derecha, 2.4m) 
(bandas 31, 0.67 μm)
Diferencias básicas entre los satélites de órbita polar y los geoestacionarios
Tipos de imagen
Visible Vapor de agua Falso colorInfrarrojo
Sistema de satélites de la NOOA 
La constelación de los satélites GOES 
dic 2017
El satélite GOES 16
Ejemplo de imagen ‘Full Disk’ del Canal 2 del GOES 16, donde se observa la porción del planeta que está siendo continuamente 
sensada por el satélite.
El satélite GOES 16
Peso al lanzamiento 5,192kg
Peso seco 2,857kg
Dimensiones 6,1 5,6 3,9m∗ ∗
Potencia 4kW
Instrumentos del GOES 16
● ABI (Advanced Baseline Imager): El generador avanzado de imágenes base su 
principal instrumento. Apunta al nadir del satélite, observando continuamente la 
atmósfera, los océanos y la superficie terrestre. Posee 16 canales que sensan en 
distintas longitudes de onda del espectro electromagnético. 
● GLM (Geostationary Lightning Mapper): El mapeador geoestacionario de descargas 
eléctricas se sitúa al lado del ABI y es pionero en su clase. Observa la totalidad de la 
actividad eléctrica (intra nube, nube-nube, nube-tierra) presente en los conglomerados 
nubosos. Sus observaciones son vitales para poder adelantarse en la predicción de 
fenómenos severos.
● EXIS (Extreme Ultraviolet and X-Ray Irradiance Sensors): Es uno de los instrumentos 
que ayudan a monitorear la actividad solar, con una serie de sensores ubicados en el 
panel solar del satélite. Observa la radiación solar ultravioleta y de rayos X proveniente 
desde el Sol en la alta atmósfera. Permite detectar las eyecciones del Sol que pueden 
afectar las comunicaciones y tendidos eléctricos en la Tierra.
Instrumentos del GOES 16
● SUVI (Solar Ultraviolet Imager): Otro sensor ubicado en el panel solar y que monitorea 
la actividad solar es el generador de imágenes ultravioletas, que ayuda a localizar 
manchas solares y eyecciones de masa coronal, entre otras actividades.
● SEISS (Space Environment In-Situ Suite): La suite de medición del entorno espacial 
observa in situ los flujos de protones, electrones y iones pesados en la magnetosfera con 
cuatro sensores. Con su información se pueden llegar a mitigar daños en las 
comunicaciones de radio, causados por eventos de gran intensidad.
● Magnetómetro: Este es otro instrumento in situ, que mide el campo magnético en la 
región exterior de la magnetosfera. Las partículas cargadas en los límites fuera del 
campo magnético pueden ser particularmente peligrosas para los satélites.
El sensor ABI del GOES 16 escanea la Tierra con 16 canales centrados en distintaslongitudes de onda del espectro electromagnético. Es un sensor pasivo , lo que significa 
que no emite ningún tipo de radiación hacia el objetivo que mide, sino que sólo recibe la 
radiación que llega a la superficie del sensor desde el tope de la atmósfera. Incluye 2 
canales visibles, 4 en el infrarrojo cercano y 10 en infrarrojo térmico. Como los sensores 
de otros satélites, ABI es capaz de adquirir datos de distintos sectores de la Tierra, con 
distinta resolución temporal.
Los sectores a escanear están definidos de la siguiente manera:
● El disco terrestre completo denominado Full Disk, cada 10 minutos.
● Una porción de América del Norte que cubre completamente a los Estados Unidos 
continental denominada CONUS, cada 5 minutos.
● Dos sectores de mesoescala (o escala reducida), con una extensión máxima de 1000 
km por 1000 km, que puede ser ubicada en cualquier lugar del disco, cuya resolución 
temporal es de 1 minuto.
Sensor ABI (Advanced Baseline Imager)
Características del sensor ABI)
Características del sensor ABI)
Características del sensor ABI
Características del sensor ABI
Imágenes Visibles (VIS-B2)
Se las denomina visibles porque la longitud de onda que utilizan se encuentra dentro del 
espectro visible. En particular, la Banda 2 está centrada en 0,64μm. Por ejemplo, el 
blanco de las nubes, indica el aporte máximo de todos los colores del espectro.
En estas imágenes se mide la cantidad de radiación solar reflejada por la superficie de la 
Tierra y las nubes. Las zonas claras representan zonas de alta reflectividad (zonas con 
alto albedo, como nubes con presencia de hielo, regiones nevadas, etc.). Mientras que 
las zonas oscuras están asociadas a regiones con poca reflectividad, como el agua o los 
suelos húmedos. El albedo se define como el porcentaje de radiación solar reflejada por 
una superficie, integrada sobre todas las longitudes de onda del espectro solar.
El ángulo del sol respecto al sensor crea sombras que muchas veces resultan útiles para 
determinar si la nubosidad posee o no gran desarrollo vertical.
Imágenes visibles
Imágenes visibles
 Características básicas en imagen visible (Banda 2 GOES-16)
Imágenes visibles
Imágenes visibles
Imágenes Visibles (VIS)
Aplicaciones de las imágenes visibles
● Solo disponible durante el día
● Permite ver claramente nubes bajas, nieblas, y todo aquello que posea albedo 
significativo (nieve, humo, polvo, etc.).
● Las nubes medias se ven relativamente brillantes.
● Las nubes altas, de poco desarrollo vertical, suelen verse poco brillantes ya que tienen 
poco espesor.
● Las nubes convectivas se ven muy brillantes y con sombras, dependiendo de la 
posición del sol.
● Se pueden reconocer patrones de tormentas severas, como overshootings, splittings, 
etc.
Imágenes infrarrojas de onda larga (IR-B13)
El sensor del canal de onda larga infrarroja (IR) mide la radiancia de los objetos, que 
luego es transformada en temperatura. Esa temperatura se llama ‘temperatura de brillo’ y 
por lo general es cercana a la temperatura real de cada objeto, excepto en el caso de los 
cirrus delgados (ya que estos dejan pasar información de niveles mas bajos, que posee 
temperaturas mas altas). Se utiliza la Banda 13.
La escala de grises se asigna de manera tal que los objetos cálidos aparecen en gris 
oscuro, mientras que los objetos más fríos se muestran desde gris claro hasta el blanco. 
Por ejemplo, la temperatura de la superficie terrestre cambia rápidamente en respuesta 
al calentamiento diurno, especialmente después de la salida del sol.
También se puede diferenciar las superficies de tierra de las superficies del océano, cuya 
temperatura varía más lentamente, o de las nubes, que típicamente no responden a los 
cambios diurnos durante su tiempo de vida. Una excepción son las nubes cumuliformes, 
cuyas temperaturas de topes de nube pueden cambiar rápidamente durante el día 
debido a procesos convectivos.
Imágenes infrarrojas de onda larga (IR)
 Características básicas en imagen infrarroja (Banda 13 GOES-16)
Imágenes infrarrojas de onda larga (IR)
Ejemplo efecto del ciclo diurno para Sudamérica (banda 13 GOES-16)
Aplicaciones de las imágenes infrarrojas
● Revela las temperaturas (aproximadas) de las nubes, dando información del nivel de la 
atmosfera en el que se encuentran.
● Se usa para inferir la posible la intensidad de las tormentas y lluvias, en base al 
desarrollo vertical que poseen las nubes (método usado para una primera estimación 
rápida, poco rigurosa).
● Es el mejor canal para identificar las temperaturas de cada componente, ya que es el 
que menos atenuación atmosférica posee.
● Observación de las estructuras nubosas a lo largo del tiempo, para estimar la situación 
meteorológica.
● Se utiliza en combinación con otras bandas para:
○ estimar la humedad en niveles bajos;
○ determinar la temperatura de la superficie del mar;
○ detectar la ceniza volcánica.
○ estimar la fase del agua en las nubes;
○ detectar capas de niebla y estratos bajos;
○ distinguir entre las nubes de agua y el manto de nieve.
Imágenes de vapor de Agua (WV-B9)
La atmósfera no es transparente en todas las longitudes de onda. La radiación emitida 
por la superficie, las nubes, y otras estructuras en el rango cercano a los 7μm (Banda 9), 
es fácilmente absorbida por el vapor de agua presente en la atmósfera. Esta radiación es 
luego reemitida por esa capa de vapor de agua, y es sensada por el ABI. Por lo tanto, la 
temperatura de brillo sensada tendrá la temperatura del nivel desde donde fue reemitida.
Estas imágenes son muy útiles para localizar zonas secas y húmedas en niveles altos y 
medios de la atmósfera. Como así también para identificar vaguadas y cuñas (que se 
asocian a movimientos de ascenso y descenso troposférico, y por lo tanto, a regiones 
con más o menos concentración de humedad.
Con estas imágenes no se puede distinguir superficies de tierra u océano, dado que hay 
demasiado vapor de agua entre el sensor (satélite) y la superficie terrestre, haciendo que 
no se logre detectar radiación emitida directamente desde superficie.
Imágenes de vapor de Agua (WV)
Esquema de recorrido de la señal de vapor de agua desde superficie hasta el sensor del satélite.
Imágenes de vapor de Agua (WV)
Características básicas en imagen de vapor de agua (Banda 9 GOES-16)
Aplicaciones de las imágenes de vapor de Agua
● Detecta la radiación de onda larga emitida por las nubes y el vapor de agua de capas 
medias y altas de la troposfera.
● Las secuencias de imágenes de vapor de agua de los satélites geoestacionarios 
permiten determinar las circulaciones atmosféricas de los niveles medios y altos.
● Permite hacerse una idea de la dinámica atmosférica, incluyendo nubes, vaguadas, 
cuñas, máximos de viento, movimientos verticales, etc.
● Las áreas más blancas o brillantes muestran los lugares donde el satélite detecta 
vapor de agua en los niveles altos de la troposfera, incluyendo los topes de las 
tormentas. Por lo tanto, la emisión será desde niveles fríos (altos) de la troposfera.
● Las áreas oscuras indican los lugares donde la troposfera superior está seca y el 
sensor puede observar los niveles más bajos, donde al aire es más cálido. Por lo 
tanto, la emisión será desde niveles cálidos (bajos) de la troposfera.
● Este producto NO permite detectar nieblas y estratus bajos, ya que solo sensa la 
atmósfera desde el tope hasta aproximadamente los 700hPa.
 Reconocimiento de nubosidad en imágenes satelitales
	Observación Atmosférica
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