Área educativa - SATÉLITES METEOROLÓGICOS
3.5. Interpretação Qualitativa da Imagem
As imagens de satélites permitem uma visualização e interpretação qualitativa, para além do desenvolvimento de técnicas de inferência de parâmetros físicos e biofísicos. Muitos destes parâmetros são utilizados em modelos de previsão, cobrindo vastas áreas onde não existem observações (oceanos, desertos ou regiões menos cobertas por estações de observação de superfície), melhorando consideravelmente os resultados.
A análise e a interpretação de imagens, de forma qualitativa, é a atividade mais tradicional da Meteorologia de interpretação das imagens de satélite. Quando se observa uma imagem de satélite o que realça logo à vista são as nuvens, a sua localização e as suas características visuais, que permitem distinguir diferentes tipos de nuvens. Aos sistemas sinópticos estão associadas nuvens com características distintas que permitem, a quem observa uma imagem (meteorologistas previsores e outros), observar o que se passa mesmo em áreas remotas em determinados intervalos de tempo.
Em Meteorologia, a classificação das nuvens por observações visuais, nas estações meteorológicas de superfície, é feita de acordo com a altura da base das nuvens e com a forma. No caso das imagens de satélite, o que se observa é o topo da nuvem, a que corresponde uma perspetiva diferente.
Por outro lado, as imagens de satélite têm diferentes resoluções espaciais. Nos satélites mais utilizados em meteorologia, no I.M., a resolução espacial varia de 1.1 km por 1.1 km (NOAA) a 3 km por 3 km (MSG-Meteosat) no nadir (vertical de observação) do satélite. Assim, por vezes, há pixels com nuvens que não são detetadas devido à baixa resolução espacial.
De um modo geral, as nuvens podem ser classificadas, quanto à estrutura, em duas categorias: cumuliforme, e estratiforme. Dentro dessa classificação há uma variedade muito grande de tipos.
Para a interpretação e classificação das nuvens com base em imagens de satélite deve-se analisar: a altura, o brilho, a configuração, a estrutura vertical, a textura, a forma e as dimensões.
Altura – A altura do topo da nuvem pode ser inferida quando se observa uma imagem da banda do infravermelho, pela temperatura de brilho correspondente. Numa imagem do infravermelho, os vários tons de cinza, entre o preto e o branco, representam as temperaturas de brilho (radiométricas) dos objetos observados, sendo fácil, pelas diferenças de temperatura de brilho, a identificação de superfícies continentais e oceânicas e topos de nuvens (Fig. 3.5.1). Em geral, a escala de cores vai do branco ou preto, em que o branco representa a superfície mais fria e o preto, a mais quente. Podem ser utilizadas outras tabelas de cores, mas em que um limite representa as temperaturas de brilho mais frias e o outro limite as temperaturas de brilho mais quentes. Podem também existir tabelas de cores em que se pretenda fazer sobressair determinadas gamas de temperatura de brilho.
 Figura 3.5.1 - Imagem do IR com tabela de cores do branco ao preto |
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As nuvens que se encontram na atmosfera com topos a diferentes altitudes, apresentam temperaturas no topo com valores muito variados: desde temperatura positiva para nuvens muito baixas a temperaturas inferiores a -60ºC para os topos de nuvens a altitudes elevadas, como é o caso do topo de nuvens cumuliformes ou dos cirros. |
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Brilho – Numa imagem das bandas do visível, as variações de brilho (refletância do topo da nuvem) constituem a base principal para um primeiro reconhecimento das características, dessa imagem. O brilho dos sistemas de nuvens depende de vários fatores, entre eles: » Num ângulo de elevação solar; » Ângulo de observação do sensor; » Refletividade da superfície; » Resolução espacial da imagem. Em geral, as nuvens aparecem mais brilhantes quando iluminadas diretamente pelo Sol. A refletividade da superfície afecta substancialmente o brilho na imagem. A refletividade depende da composição, do comprimento de onda e do tipo da superfície (Fig. 3.5.2). |
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 Figura 3.5.2 - Imagem do visível |
Camadas muito finas, quase transparentes, são frequentemente observáveis apenas no canal do visível. Gelo e neve recente apresentam-se como as superfícies mais brancas, indicando grande refletividade nas bandas do visível, enquanto gotículas de água e neve antiga aparecem levemente cinzas. Fumos e poeira aparecem em tons mais escuros, pois refletem menos a radiação nas bandas do visível. As florestas e superfícies de água têm, geralmente, refletividade baixa, e aparecem em tons muito escuros (Fig. 3.5.2).
A facilidade com que se identificam as características das nuvens no visível depende do contraste espacial em termos de brilho entre a nuvem e a sua vizinhança. Problemas podem surgir quando as nuvens são vistas em contraste com superfícies continentais ou oceânicas brilhantes ou em contraste com outras nuvens como fundo. Nestes casos a interpretação é facilitada pelo uso simultâneo de canais nas várias regiões espectrais.
Se estivermos a usar uma tabela de cor preto (sem refletividade) a branco (refletividade máxima), o tom pode ser influenciado pela resolução espacial do sensor no visível. Se o tamanho dos elementos de nuvem for menor do que o pixel, nuvens individuais não serão observadas. Em vez disso, a área correspondente na imagem terá um tom intermediário entre a nuvem e a superfície de fundo. Esta situação ocorre frequentemente no caso de cúmulos de bom tempo (cumulus humilis) e estratocúmulos.
Configuração – A configuração pode ser definida como uma organização de elementos, grupo de elementos ou massa de nuvens. As configurações são importantes para a identificação de certos tipos de nuvens ou para a análise dos processos físicos que as produzem. Exemplos típicos de configurações (Fig.3.5.3 e Fig. 3.5.4):
» formações celulares
» bandas de nuvens;
» circulações ciclônicas;
 Figura 3.5.3 - Nuvens associadas a uma frente (em banda) |
 Figura 3.5.4 - Configuração de nuvens associada a uma depressão |
