Los otros satélites: CloudSat

Además de la información clásica y estándar de los satélites geoestacionarios (MSG o Meteosat, GOES, etc.,) de tipo pasivo existen otros de órbita polar de tipo meteorológico

Figura 1. La trayectoria en tierra de CloudSat
Figura 1. Parte superior. La trayectoria en tierra de CloudSat se sobrepone sobre una imagen coincidente de la Temperatura de brillo, Tb, del AmSR-e 89-GHz. El paso superior del radar viaja del norte al sur e interseca “relativamente” el ojo libre de lluvia mientras que destaca una explosión convectiva intensa en la parte meridional del muro del ojo. Parte inferior. Una sección representativa vertical de la reflectividad radar del CloudSat (escala de la altitud 0-20 kilómetros) para un corte a través del súper tifón Jangmi a las 1709 UTC del 25 de septiembre de 2008. Cortesía del CSU CloudSat Data Processing Center.

RAM
Palabras clave: satélite activo, radar satelital, precipitación, perfil vertical, A-train.
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Además de la información clásica y estándar de los satélites geoestacionarios (MSG o Meteosat, GOES, etc.,) de tipo pasivo existen otros de órbita polar de tipo meteorológico (TIROS-NOAA, METOP-A, etc.). Junto a estos últimos se dispone de otra serie de satélites polares de tipo medioambiental, menos conocidos que los primeros y que suelen estar especializada no solo a la toma de imágenes pero, sobre todo, en detectar características especiales del sistema tierra-atmosfera-océano. Por ejemplo, algunos son capaces de detectar, según su especialización, las características internas de las nubes, el contenido de agua de los suelos, salinidad del mar, concentración de aerosoles, etc. Comenzamos una serie de artículos breves donde explicamos sus funcionalidades y potencialidades, empezando por el satélite polar CloudSat.

CloudSat: el satélite con un radar a bordo

La misión de exploración del sistema Tierra del satélite CloudSat de la NASA tiene un instrumento muy especial y casi único. Utiliza un radar de longitud de onda milimétrico para avanzar en la comprensión sobre la abundancia de nubes, de su distribución, de su estructura, y de las características radiativas. El radar de CloudSat es 1.000 veces más sensible que los radares del tiempo existentes con una visión solamente del nadir (× 2.5 punto de 1.4 km2) y una resolución vertical de 500 m (interpolada a 240 m).

CloudSat analiza y penetra desde el tope a la base de nube, detecta su extensión, la lluvia ligera y la moderada, el nivel de congelación, las localizaciones de los torreones convectivos, y las zonas libres de lluvia durante sus pasos sobre los ciclones tropicales.

Durante el experimento T-PARC/TCS-08, los datos digitales en tiempo cuasi real de CloudSat estaban disponibles por CIRA (Cooperative Institute for Research in the Atmosphere) ya que la información vertical de la estructura de la nube a lo largo de su pista del nadir es crucial para analizar ciertas estructuras tropicales oceánicas donde no abundan los datos.

El NRL (Naval Research Laboratory) de EE.UU. creó secciones verticales representativas de la reflectividad radar con los gráficos que se combinaron con los datos de CloudSat y MTSAT coincidentes, imágenes del sensor MODIS VIS/IR, y las temperaturas del brillo del AMSR-E 89-GHz.

Como ejemplo de su aplicabilidad se puede ver en la figura 1. El AMSR-E presenta eficazmente la estructura bidimensional de las bandas de lluvia y el muro del ojo, mientras que CloudSat traza un perfil vertical fino y destaca las características siguientes dentro de los sistemas explorados:

  1. ojo libre de lluvia analizado por microondas de la “lluvia” se cubre con las nubes de hielo en alto,
  2. los muros del ojo se inclinan hacia fuera con altura,
  3. el muro del ojo meridional tiene una torre convectiva vigorosa encajada que se extiende sobre 15 kilómetros,
  4. las torres convectivas intensas son evidentes en localizaciones múltiples a lo largo del corte y convienen con una temperatura más baja del brillo de AMSR-E causada dispersando del hielo.

Este rico grupo de datos complementa a los del viento 3D, la lluvia, y la información microfísica de las nubes derivada del radar de NRL P-3- Electra Doppler (ELDORA). Además, las intensidades de la lluvia del radar de precipitación de otro satélite, TRMM (PR), estaban disponibles en tiempo real cercano vía Web de NRL TC bajo acoplamiento de la “lluvia”, mientras que los datos digitales de la rebanada vertical completa estaban disponibles en la Web site siguiente (pulse la animación de QuickTime en la parte inferior de la Web): https://trmm.gsfc.nasa.gov/publications_dir/multi_resource_tropical.html

El sistema de vuelo en formación tipo “tren” de CloudSat

CloudSat vuela en una órbita polar (de Polo Norte a Polo Sur y viceversa) en la formación con otros cuatro satélites, incluyendo Aqua y Aura. Esta constelación de satélites se llama el " A-Train."

Pero, ¿por qué están puestos todos estos diversos satélites en un "tren"? Combinando los satélites y sus datos, los científicos pueden tener una mejor comprensión de los parámetros importantes relacionados con el comportamiento de los huracanes, además de la información del cambio de clima.

Figura 2. La formación actual de A-Train
Figura 2. La formación actual de A-Train está formada por 5 satélites volando uno muy próximo a otro: Aqua, CloudSat, CALIPSO, PARASOL y https://aura.gsfc.nasa.gov/.

La formación tiene en cuenta medidas coordinadas simultáneas. Los datos de varios y diversos satélites se pueden utilizar juntos para obtener la información comprensiva sobre los componentes o los procesos atmosféricos que están sucediendo al mismo tiempo. Combinar la información recogida simultáneamente de varias fuentes de datos da una respuesta más completa a muchas preguntas que sea posible de cualquier un satélite tomado solamente en diversas horas.

Cada satélite del grupo A-Train cruza el ecuador en algunos minutos después de haberlo hecho otro, aproximadamente a las 1:30 PM hora local.

Los dos satélites primarios contribuyen a la investigación de los huracanes: son Aqua y CloudSat. Los otros satélites proporcionan la información importante sobre las nubes y los aerosoles que asisten a la investigación de los huracanes.

Figura 3. En el paso de un polo a otro, Cloudsat
Figura 3. En el paso de un polo a otro, Cloudsat, con su radar a bordo de alta precisión, es capaz de mostrar la estructura vertical de las zonas de precipitación dentro de las nubes. Cada segmento de la trayectoria se colorea, arriba. Pulsando sobre él se abre otra imagen con la información de las reflectividades, abajo.

Hasta hace poco las pasadas de CloudSat sobre Europa estaban disponibles en: https://www.nrlmry.navy.mil/nexsat-bin/nexsat.cgi (región Europa) pero han dejado de estarlo. Como muestra de su potencial utilidad ponemos dos ejemplos en la figura 4.

Figura 4 (a) Detalle del paso de CloudSat sobre la Península Ibérica y otras zonas limítrofes
Figura 4 (a) - Detalle del paso de CloudSat sobre la Península Ibérica y otras zonas limítrofes para: el 22 del 10 de 2010. La nubosidad media-alta va penetrando por la Península y se muestra en la imagen superior en color verdadero junto con la trayectoria en rojo de CloudSat. Abajo aparece la señal radar que se detecta dentro de las nubes exploradas en dBZ y a la altura que se produce. Fuente NEXSAT
Figura 4 (b) Detalle del paso de CloudSat sobre la Península Ibérica y otras zonas limítrofes
Figura 4 (b) - Detalle del paso de CloudSat sobre la Península Ibérica y otras zonas limítrofes para para el 30 de noviembre de 2010 con ecos de precipitación que llegan al suelo en una amplia zona de su trayectoria. Fuente NEXSAT

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Esta entrada se publicó en Reportajes en 27 Nov 2011 por Francisco Martín León