INTERPRETACION Y USO DE LAS IMAGENES VISIBLES (VIS)
TOMADAS DESDE SATELITES METEOROLOGICOS
 
(PARTE I)


Objetivos: Comprender los principios básicos del canal visible de los satélites meteorológicos, interpretar imágenes visibles, analizar estructuras nubosas y detalles de interés.
Dificultad del artículo: Baja.
Autor: Nimbus.
Fecha: Mayo/2001    Versión. 1. 0


Indice

Bibliografía básica


Qué es una imagen VIS

Una imagen visible (VIS, desde ahora) es aquella que toma un satélite en el llamado canal o banda visible. En este canal el satélite "ve" al sistema tierra-atmósfera de forma equivalente a la que un ser humano, situado dentro del satélite, vería por la ventanilla. Por lo tanto, la interpretación de una imagen VIS es más o menos inmediata, ya que es equivalente a lo que detectarían nuestros ojos: las superficies y estructuras que veamos dependerán de cómo éstas reflejen la luz solar o, lo que es lo mismo, de la capacidad que posean de reflejar los rayos del sol.

Aquí tenemos un pequeño problema: si las estructuras no están iluminadas por el sol no tendremos información de las superficies reflectoras en el VIS.  Por este motivo las imágenes VIS no se suelen utilizar para hacer secuencias o "loops" de imágenes de forma continua en 24 horas o periodos nocturnos. Por ejemplo, los canales de TV en sus informativos meteorológicos no suelen usar estás imágenes en sus presentaciones estándares y sólo lo hacen ocasionalmente. Las que vemos suelen ser las del canal infrarrojo, IR, que ya la analizaremos en otro artículo.

Fíjate que las imágenes VIS nos dan una visión de la cobertura nubosa según la capacidad que tienen dichas nubes de reflejar la luz solar. Pero cuidado, no podemos conocer directamente las zonas donde llueve, nieva, etc. Al menos sabremos donde no hay precipitaciones por ausencia de nubes. Por otra parte los centros de tratamiento de imágenes de satélite meteorológicos suelen usar en la mayoría de las ocasiones una escala de grises para representar las imágenes finales. De esta forma las zonas coloreadas terrestres adquieren otra tonalidad lógica, como a continuación veremos.

Mira en este ejemplo como se aprecian las zona  muy iluminadas, poco iluminadas y  las oscuras. Lógicamente en las zonas oscuras no podemos obtener información alguna de las estructuras nubosas y de la superficie terrestre: esto es una limitación importante. La imagen fue tomada por el satélite europeo METEOSAT.
 
 

Amanece en gran parte de España.  Imagen VIS del METEOSAT con distintas zonas iluminadas y no iluminadas. La imagen VIS, y en este caso, es equivalente a la que vería nuestros ojos desde el satélite en una escala de grises: blanco -gris - negro. La mitad occidental peninsular está nublada y la otra mitad despejada. De Canarias no podemos inferir la cobertura nubosa que la afecta, ya que aún es de noche.

Qué estructuras reflejan más y menos

Para interpretar una imagen VIS debemos de tener en cuenta qué superficies son las que más reflejan la luz solar y las que menos lo hacen. En una primera aproximación  las estructuras que más brillan son las nubes y las que menos son las zonas boscosas y las superficies acuosas (océanos, ríos, mares, etc.). La nieve, relativamente reciente, refleja y brilla como si fuera una nube.

Por convenio lógico, y en términos generales, se suelen asociar a las estructuras más brillantes al blanco (como son las nubes) y a las menos brillantes al negro.  Así, tendremos que la tierra, desde el espacio y con este criterio, presentaría unas superficies blancas (brillan mucho), otras más o menos grises (brillos intermedios) y  zonas oscuras o incluso negras (escaso brillo o poca capacidad de reflexión).

Observa esta imagen de parte del hemisferio norte del medio día (bien y uniformemente iluminada) y verás como:

  • La mayoría de las estructuras nubosas son blancas: frentes fríos y cálidos, etc..

  • Las zonas del mar Mediterráneo despejadas de nubes reflejan poco y su tonalidad es oscura.

  • Algunas zonas del Atlántico aparecen blancas al estar cubierta por nubes.

  • La tierra que no está afectada por bosques y sin nubosidad aparece con un gris tenue brillante. Las superficies de la tierra que más reflejan son: las cubiertas por nieve (blanco) y los desiertos (gris brillante).

Imagen VIS del METEOSAT. Observar como las zonas nubosas son las más brillantes y, por tanto blancas, según una escala de blanco-gris-negro. Los mares y océanos reflejan poco la luz solar y aparecen en negro. Por contra, la tierra aparece con un gris claro cuando vemos las zonas desérticas y un gris oscuro cuando observamos el continente europeo. La península Ibérica está cubierta por nubes postfrontales y sobre ella se aprecian posee algunos claros. El sistema nuboso frontal se encuentra entre España e Italia. 


 

Imagen VIS del satélite TIROS-NOAA sobrevolando Italia. La nieve, en este caso de los Alpes, puede reflejar la luz solar de la misma forma que las nubes. Sus formas dentríticas asociada a los valles, ríos y montañas la delatan como su origen es no nuboso. Los lagos suizos aparecen en negro/oscuro, al igual que el golfo de Génova: el mar es mal reflector.  Sólo cuando las aguas actúan como "espejo", estas son capaces de dar una señal brillante y es lo que ocurre entre Sicilia y Cerdeña (A en la figura). Lo mismo ocurre en B y C.


Las superficies acuosas (mares, océanos, lagos, ríos, etc..) son malas reflectoras dando lugar a tonalidades oscuras en el VIS. Sólo en determinadas ocasiones pueden actuar como  verdaderos "espejos" reflejando gran cantidad de luz solar y tomando tonalidades brillantes. La arena de los desiertos suele reflejar más que las superficies terrestres del continente europeo. Ver ejemplo superior.

Qué nubes reflejan más

Las nubes que más reflejan en el canal VIS son aquellas que, en igualdad de condiciones son las más espesas, grandes y están formadas por gotitas de agua. Por contra, las nubes tenues y poco espesas formadas por cristalitos de hielo son las que dan una señal blanquecina o grisácea. Según esto podemos formar una escala de nubes según su nivel de brillo o de reflejo. En esta escala las nubes tormentosas "jóvenes" (CUMULONIMBUS), que pueden generar fuertes precipitaciones en el área Mediterránea, serían las más brillantes (grandes, espesas y formadas mayoritariamente por gotitas de agua). Al final de la escala tendríamos los cirros: nubes altas, sedosas, poco espesas, filamentosas y formada por cristalitos de hielo que dan una señal gris.

Cuando quieras ver nubes tormentosas o convectivas a través de las imágenes VIS deberás buscar aquellas que brillen mucho. Además, estas nubes tienen un aspecto globular y compacto. En otro artículo analizaremos como identificarlas a partir de este y otros canales de satélite.
 
 

Imagen VIS de METEOSAT de la península Ibérica.  Nubes tormentosas, Cb, se observan en el SW y NE peninsular (brillantes y compactas). En el extremo opuesto aparecen  los Cirros (Ci) muy muy altas (poco brillantes y poco espesos) que llegan a dar sombras (S) sobre el desierto. Otra capa de cirros llegan a dar sombras sobre otras nubes más bajas en Italia.

Cómo y qué debo analizar en una imagen VIS

Cuando se analiza una imagen de satélite se debe comenzar por una imagen simple del tipo de METEOSAT. En ella deberemos buscar las zonas nubosas que nos interesen: las que nos estén afectando o nos vayan a afectar. A veces serán nubes de frentes fríos y cálidos, otras veces trataremos de ver nieblas (nubes bajas). Otras nubes muy importantes son las nubes tormentosas o de desarrollo vertical, etc. Poco a poco iremos descubriendo cómo se ven unas y otras.

Un ejercicio muy recomendable será el disponer cerca de nosotros de un mapa meteorológico de superficie de una hora próxima a la de la imagen con el dibujo de isobaras, borrascas y anticiclones, frentes, etc...  que siempre lo podremos descargar desde la red. Si además disponemos de un mapa de 500 hPa, tanto mejor.

Por último, indicar que siempre debemos analizar desde las estructuras nubosas más grandes a las más pequeñas y no al revés.

Interpretar imágenes de satélite requiere ciertos conocimientos básicos, habilidad y un poco de práctica. Todo esto lo iremos viendo poco a poco, sin prisas. A medida que estos artículos vayan progresando iremos analizando las imágenes VIS y descubriremos detalles locales de nuestras zonas que se nos pasarían por alto si sólo utilizamos otro tipo o fuente de información.

Por lo tanto para comenzar trataremos de:
 

  • Usar imágenes METEOSAT en una escala o gama de colores blanco-gris-negro. Trataremos de evitar las imágenes falsamente coloreadas (ver este tema más adelante).

  • Las imágenes VIS de mediodía son ideales para comenzar a trabajar pues eliminamos los problemas de no iluminación. El sol ofrece una iluminación uniforme de las zonas que vamos a tratar.

  • En la medida de lo posible tendremos  un mapa de superficie con el trazado estándar de isobaras, frentes, etc. y otro de 500 hPa a ser posible.

Imágenes VIS en la red: coloreadas y en otro tipo de proyecciones

a) Imágenes falsamente coloreadas

Todos los satélites meteorológicos llevan incorporado un "ojo" o canal VIS. El satélite toma los datos y estos son enviados a centros de tratamientos de información y, posteriormente, son puestos a disposición del publico y usuarios. En todos los casos existe un tratamiento informático del datos originario y cada centro de emisión trata y presenta la información de una u otra forma. En algunos casos, y para presentaciones en los medios visuales o para darle mayor atractivo, se suelen poner, por ejemplo, las zonas marítimas en azul y las terrestres en ocre u otro color que recuerde a la  superficie de la tierra. Las nubes se gradúan en una escala de blanco-gris-negro. Aunque de cara al público estas imágenes son muy llamativas, nosotros no la usaremos para nuestros propósitos.

b) Cambios de proyección

Otro hecho común es ver imágenes en proyecciones diferentes a la mostrada en los dos ejemplos iniciales del METEOSAT: a este tipo de presentación se le llama, simplemente, proyección satélite o satelitaria. Las proyecciones más usadas son la Polar Estereográfica, Mercator, Lamber, .. entre otras. Las razones de cambio de proyección satelitaria a otro tipo de presentación son varias. La más importante es que la mayoría de los servicios meteorológicos trabajan con algún tipo de proyección, anteriormente comentada, con los mapas del tiempo operativos según sus necesidades. Es muy útil representar una imagen de satélite como fondo de un mapa de superficie y así un predictor puede trazar o dibujar frentes, centro de bajas presiones, etc.. de forma más realista e intuitiva.
 
 

Imagen VIS en proyección Polar Estereográfica del METEOSAT. Compárese la proyección de esta imagen con la asociada a la figura inicial del artículo (proyección satélite). Las fechas y las horas no son coincidentes ni las estructuras nubosas.

Al índice

Sabías que .....

El satélite europeo METEOSAT está a 36.000 Km. de la Tierra, sobre el ecuador terrestre y gira a la misma velocidad que la Tierra de forma que ve y explora siempre la misma área: Africa, Europa y parte de Asia, así como las zonas marítimas contiguas. A este tipo de satélites se les llama geostacionario o de órbita alta.

Los países europeos mejor explorado o visto por METEOSAT son España y Portugal. Los peores son los de latitudes altas: países nórdicos. Los polos no son escudriñados por los satélites geostacionarios. La agencia europea u organismo oficial que explota y controla los datos del METEOSAT es EUMETSAT. España pertenece a este organismo.

Además del canal VIS, el METEOSAT actual tiene dos canales  más o formas de ver a la Tierra: el infrarrojo (IR) y el de vapor de agua (WV). Los más populares son el IR y VIS,  y por este orden. El satélite toma imágenes cada 30 min. de toda la zona de visión.

El METEOSAT es uno de varios satélites geostacionarios repartidos a lo largo del ecuador y que escudriñan la atmósfera y la tierra desde otros puntos: Los americanos poseen dos satélites geostacionario (los GOES: GOES-EAST y GOES-WEST), los japoneses utilizan el GMS y los indios poseen el INSAT. Existe un satélite de la familia METEOSAT que se ha reposicionado temporalmente para cubrir las zonas del océano Indico. Rusia posee el GOMS. Todos poseen canal VIS. En esta tabla podrás ver la cobertura o campo de visión de cada uno de ellos y un ejemplo de imagen global.
 
 

Satélite

METEOSAT

GOES-E

GOES-W

GMS

GOMS/INSAT/  METEOSAT(*)

Cobertura

X

X

X

X

X

Imagen VIS

X

X

X

X

X

* Estos tres satélites geostacionarios poseen un campo de visión muy parecido sobre las zonas del océano Indico y latitudes adyacentes.

Observa que las zonas del ecuador son las mejor vistas por los satélites geostacionarios y a medida que nos elevamos de latitud hacia el norte  y sur, las zonas son peor tratadas. Los polos no son explorados por estos satélites. Los de órbita baja o polares sobrevuelan estas últimas zonas.

Los satélites meteorológicos TIROS-NOAA son de órbita baja (están a unos 100 Km de altura de las zonas que exploran en su vertical). Pasan escudriñando la atmósfera desde ecuador a uno de los polos  para volver a latitudes ecuatoriales y explorar el otro polo y así sucesivamente. Sólo barren corredores muy limitados de ancho a su paso por un lugar determinado.  Poseen una resolución espacial muy buena permitiendo ver detalles que, por ejemplo, el METEOSAT no puede ver (ríos, lagos, zonas de nieblas de pequeña extensión, etc.).
 

Imagen del satélite TIROS-NOAA a su paso por el norte de España y sur de Francia según el canal VIS. Observar los pequeños detalles que no están al alcance de la visión del METEOSAT: ríos, lagos, lagunas, valles pirenáicos, nieblas muy locales, etc. La imagen originaria era aún de mejor calidad. Los TIROS-NOAA tienen dos canales diferentes en la banda del VIS.

Aquí podrás ver otro ejemplo de imagen VIS de la zona explorada por el satélite TIROS-NOAA a su paso por el Mediterráneo occidental hacia el Polo Norte: observa como su campo de visión se deforma en los bordes del corredor explorado. Estas deformaciones desaparecen parcialmente en el tratamiento posterior de los datos. En esta imagen se ve como amanece sobre la Península Ibérica y nubes muy brillantes sobre Francia que arrancan desde el Golfo de León y dan sombra sobre otras más bajas: se tratan de núcleos tormentosos. Horas más tarde el satélite polar pasará por otro meridiano por lo que su campo de visión varía con cada pasada.

Bibliografía básica

- Atlas de imágenes de METEOSAT, Brimacombe C.A., 1991. Instituto Nacional de Meteorología. Versión castellana.
Libro con muchas imágenes comentadas de los tres canales del METEOSAT.