Polvo
Polvo » RGB para polvo y GeoColor
Identificación de nubes de polvo con los RGB para polvo y GeoColor
Parte I: análisis nocturno
La intensa vaguada de onda corta que avanzó hacia el este sobre las planicies centrales y el sur de los Estados Unidos en las últimas horas del 8 de junio de 2020 provocó ciclogénesis en el sudeste de Colorado y dos intensos frentes fríos sucesivos. Al norte y al oeste de la baja que se intensificaba se desarrollaron vientos intensos en superficie durante las horas nocturnas, primero a través de partes del este de Colorado, el oeste de Kansas y la región del norte de Texas y oeste de Oklahoma, y luego hacia el este, sobre gran parte de Texas y Oklahoma, durante el día del 9 de junio. Los vientos levantaron nubes de polvo a través de la región.
Durante el período nocturno, el personal de pronóstico de la región observó la evolución de la tormenta con las imágenes IR de 10.3 µm. Sin embargo, aunque las imágenes IR revelan la presencia de aire más frío y relativamente húmedo detrás del frente frío inicial, no pueden separar el polvo atmosférico. Para aislar e identificar mejor el polvo atmosférico hace falta una composición que combine múltiples bandas IR con diferentes grados de sensibilidad al polvo. El ABI del GOES-R cuenta con una banda de ventana IR de onda larga «sucia» de 12.3 µm que se puede combinar con la banda de ventana IR de onda larga «limpia» de 10.3 µm para crear el producto diferencia de canales IR contiguos o SWD (split window difference). Este producto se viene utilizando desde hace años para detectar las nubes de polvo y cenizas volcánicas arrojadas al aire.
Mire estas dos animaciones y compare las vistas de la banda única de 10.3 µm y del producto SWD durante las horas nocturnas del 8 al 9 de junio. Las animaciones terminan menos de una hora después del amanecer.
Pregunta
Use el lápiz para dibujar en la imagen del producto SWD las posibles áreas de polvo atmosférico.
El producto diferencia de canales IR contiguos o SWD (split window difference) 10.3 µm menos 12.3 µm indica la presencia de una extensa zona de polvo atmosférico en tonos de gris. El polvo atmosférico es más opaco en la banda de 10.3 µm que en la de 12.3 µm, de modo que las imágenes de 10.3 µm presentan temperaturas de brillo más bajas (frías) que las de 12.3 µm. La sustracción de una banda de la otra genera una diferencia de temperatura negativa en las áreas de polvo. Esto es lo contrario de lo que se ve normalmente en condiciones nubladas y despejadas, en las cuales la banda de 12.3 µm es más fría que la 10.3 µm.
Para mejorar la representación del polvo atmosférico, podemos combinar la información de las bandas IR de 10.3 y 12.3 µm con la de dos otras bandas IR de onda larga. Esto ayuda a separar la señal del polvo de la de otras características que tienen un aspecto parecido en el producto SWD, como los cirros delgados y la humedad en niveles bajos, y, a la vez, proporciona información adicional sobre las características nubosas. El resultado de esta combinación de bandas IR es el RGB para polvo.
La animación siguiente muestra las condiciones en las horas iniciales del evento de polvo atmosférico en el transcurso de las horas nocturnas hasta una hora después del amanecer. Detectar el polvo por la noche es siempre un desafío, ya que el contraste térmico entre el polvo levantado a la atmósfera y la superficie de fondo de la cual depende se ve reducido. Aunque podemos ver la señal magenta brillante del polvo atmosférico que avanza hacia el sudeste desde el sudeste de Colorado hacia el oeste de Kansas y Oklahoma y el norte de Texas, el contraste entre los colores es débil, pero la animación mejora su capacidad de seguir el movimiento de la nube de polvo.
Podemos mejorar aún más el aspecto del polvo en altura modificando levemente la fórmula del RGB, especialmente el componente SWD 12.3 µm menos 10.3 µm. Para este caso en particular, el intervalo de diferencia de temperaturas (el componente «rojo» del RGB) se ajustó para acomodar el menor contraste térmico entre el polvo atmosférico y la superficie de fondo que es típico del período nocturno. Encontrará un análisis más extenso del proceso de personalización del RGB para polvo en este artículo del blog Satellite Liaison del 9 de junio de 2020.
Polvo » RGB para polvo y GeoColor
Parte II: análisis diurno
El episodio de polvo atmosférico que comenzó en el transcurso de la noche sobre las altas planicies centrales y del sur de los Estados Unidos continuó hasta las horas diurnas del 9 de junio. Además del RGB para polvo, que está disponible tanto de día como de noche, las imágenes satelitales visibles deberían mostrar el polvo atmosférico. De hecho, en las imágenes de la banda visible de 0.64 µm se perfila tenuemente la gran nube de polvo que ya observamos durante el período nocturno a medida que atraviesa la región del norte de Texas y noroeste de Oklahoma con rumbo a las regiones centrales de Kansas y Oklahoma. El polvo se torna más evidente por la tarde, cuando aumenta la dispersión de la luz solar hacia adelante para el satélite GOES-Este. También se detectan nuevas columnas de polvo que se levantan a través de Texas occidental como resultado de la intensificación de los vientos en superficie provenientes del noroeste, detrás del centro de baja presión que se fortalece sobre el centro-norte de Kansas.
Pregunta
¿Qué técnicas o herramientas satelitales podríamos usar para mejorar nuestro análisis del polvo atmosférico durante el día? Escoja todas las opciones pertinentes.
Las mejores respuestas son b), c) y d).
Si bien la modificación del realce de las imágenes visibles podría aumentar el detalle en el polvo atmosférico, el poco contraste entre el polvo y la superficie y el cambio continuo en la iluminación solar dificultarían esta tarea enormemente en la mayoría de los sistemas de visualización operacionales.
Además de los productos RGB para polvo y diferencia de canales IR contiguos o SWD que utilizamos antes en este ejercicio para detectar el polvo por la noche, contamos con otra forma de visualizar el polvo: el producto RGB GeoColor. Dado que el GOES-R no cuenta con una banda «verde», esta composición simula las imágenes en color real a partir de dos bandas visibles («rojo» y «azul») y una banda de la región espectral del infrarrojo cercano. La ventaja del RGB GeoColor respecto de las imágenes de una sola banda visible es que el polvo, que se presenta en tonos pardos a marrones) se puede distinguir más fácilmente de las nubes y otros aerosoles, como el humo y el esmog. Fíjese en el aspecto de la columna de humo del incendio que estalla en el nordeste de Nuevo México. Sin embargo, en algunas regiones resulta más difícil detectar el polvo en las imágenes GeoColor, como ocurre sobre los desiertos y otras superficies desnudas que presentan tonalidades de color similares a las del polvo atmosférico.
Debido al mayor contraste térmico que ocurre entre el polvo atmosférico y las superficies subyacentes en el transcurso del día, conviene usar los productos de detección basados en las bandas visibles, como el RGB GeoColor, junto con los productos basados en el infrarrojo, como las imágenes RGB para polvo y SWD.
RGB para polvo de las horas diurnas del 9 de junio. Las áreas de polvo atmosférico aparecen en color magenta.
Encontrará un análisis más extenso de este evento con información sobre cómo personalizar los realces RGB en este artículo del blog Satellite Liaison del 9 de junio de 2020.
Para obtener más información sobre el RGB para polvo, consulte la Guía rápida del RGB para polvo.