Un equipo de investigadores de la Universidad de Valencia y de la NASA ha comprobado que los datos que facilita el satélite Envisat de la Agencia Espacial Europea (ESA) sobre la temperatura de la superficie terrestre se desvían cerca de 3ºC de la realidad, y han propuesto un procedimiento para solucionarlo. Los científicos han confirmado las diferencias de temperatura realizando mediciones in situ en arrozales valencianos y en el lago Tahoe (EE UU).
El sensor Advanced Along-Track Scanning Radiometer (AATSR) del satélite medioambiental Envisat de la ESA es una de las herramientas que utiliza la comunidad científica para obtener información sobre la temperatura de la superficie terrestre. Las mediciones del sensor se interpretan mediante un algoritmo y sirven para generar un mapa digital térmico denominado “producto LST” (Land Surface Temperature).
“Hemos validado la exactitud de los datos que proporciona el sensor AATSR con medidas realizadas in situ, coincidiendo con el paso del satélite en dos áreas térmicamente homogéneas: una extensa zona de arrozales situadas al sur de la ciudad de Valencia, y el lago Tahoe, en Estados Unidos”, explica a SINC César Coll, coautor del estudio y profesor de Física de la Tierra en la Universidad de Valencia.
En el estudio, publicado en la revista IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, se aclara que el problema no está ni en el sensor (trabaja a escala global con una resolución espacial de 1 km2 en las bandas del infrarrojo térmico -11 y 12 micrómetros-), ni tampoco en el algoritmo (utilizado para corregir las perturbaciones atmosféricas), sino en la forma en que este algoritmo se aplica en el producto LST.
Los coeficientes del algoritmo están calculados mediante dos índices. Uno determina el tipo de superficie terrestre (clasificada en 14 clases: suelo desnudo, lago, arbustos de hoja amplia, árboles caducifolios de hoja estrecha, etc.), y otro, el porcentaje de cobertura vegetal para cada uno de ellos.
Al aplicar el algoritmo, los dos índices se asignan mediante unos mapas de clasificación global “estática” y cobertura vegetal variable mes a mes, con una resolución espacial de 50x50 km2. “Pero como nuestras zonas de validación son más pequeñas, éstas están mal clasificadas y tratadas incorrectamente en el producto LST, de tal forma que en lugar de una zona homogénea de arrozales, el programa indica que se trata de un zona con cobertura vegetal arbolada, lo que lleva a una diferencia de temperatura entre la real y la facilitada por el sensor de entre 3 y 4 ºC”, señala Coll.
En el caso del lago Tahoe, donde ha trabajado el investigador Simon J. Hook, del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, el LST ni siquiera indicaba que se trataba de un lago, sino que era clasificado en tres clases terrestres distintas (bosque de coníferas, arbustos dispersos y bosque caducifolio). Las diferencias de temperatura entre las facilitadas por el producto LST y las registradas in situ también rondaban los 3ºC.
Una fácil solución
Coll señala que el problema está en las clasificaciones erróneas que se toman de referencia, y en el uso de resoluciones espaciales de 50x50 km2, cuando el sensor AATSR está preparado para resoluciones de 1 km2, “mucho más adecuadas a la heterogeneidad natural de la superficie terrestre”.
Los investigadores han aplicado manualmente los coeficientes que creían adecuados para los arrozales valencianos y el lago Tahoe, determinando la clasificación y cobertura vegetal que consideraban correctos. Al realizar esta operación, la comparación entre las medidas tomadas en tierra y las obtenidas a partir del AATSR muestra un “acuerdo excelente” para las dos zonas de validación, con diferencias promedio cercanas a 0.0ºC y “desviaciones estándar” inferiores a 0.5ºC.
La investigación concluye que para poder obtener un producto LST exacto, es necesario que los datos auxiliares del algoritmo (clasificación y fracción de cobertura vegetal con resolución de 50x50 km2) se revisen y se proporcionen en la misma resolución que los datos del AATSR.
Los científicos ya han comunicado el fallo a los responsables del satélite Envisat, y confían en que los responsables de la ESA resuelvan esta incidencia lo antes posible.
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Más información:
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Referencia bibliográfica:
César Coll, Simon J. Hook, y Joan M. Galve. “Land Surface Temperature From the Advanced Along-Track Scanning Radiometer: Validation Over Inland Waters and Vegetated Surfaces”. IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING 47 (1): 350-360. JAN 2009
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