Las nevadas de diciembre de 2008 desde el punto de vista de los satélites meteorológicos

Introducción

Noviembre y diciembre de 2008 han sido unos meses generosos en cuanto a nevadas generalizadas en muchos lugares de la Península y Baleares. Este trabajo se centra en la situación posterior a las nevadas del 12-15 de diciembre donde zonas de montaña y llano se vieron cubiertas por el manto nivoso. Se analizará la situación post nevada desde el punto de vista de los satélites meteorológicos, especialmente del MSG, MODIS y NOAA. Se hará una revisión de qué canales y productos satelitarios disponibles en Internet “ven” o detectan mejor las zonas nevadas en ausencia de nubes. Se presentará una aplicación para analizar la evolución de las zonas nevadas diarias a las 12 UTC, para lo cual deberá tener instalado el plug-in de JAVA en su navegador. Por último se mostrarán los parches de nieve resultantes después de varios días sin nevar y en ausencia de nubes, centrándonos en los días 20 y 21 de diciembre.

Los canales de los satélite aparecerán de forma estándar: VIS para visible, IR para infrarrojo, NIR para infrarrojo cercano. Seguirá la longitud de onda a la que está asociado, si fuera el caso. Ejemplo VIS0.6, sería canal visible en longitudes de onda centradas en 0.6 µm.

Esta forma de proceder es aplicable, lógicamente, a cualquier otra situación de nevadas generalizadas.

Canales, imágenes y productos desde satélites

En este apartado se analizarán algunas propiedades, usos y limitaciones de los canales e imágenes de satélites meteorológicos, tanto desde el punto de vista de productos derivados como de imágenes básicas por canales. Una consideración importante es la resolución horizontal de las imágenes de satélite que va a condicionar el detalle de la detección de las zonas nevadas. El MSG posee una resolución aproximada de 2 Km. en el canal HRVIS sobre la Península , mientras que el sensor MODIS, a bordo de los satélites americanos Aqua y Terra de la NASA, llegan hasta 250 m de resolución horizontal.

La capacidad de detección de la nieve depende de la capacidad reflectora de la nieve en los canales VIS (muy alta) y NIR1.6 (muy baja) y, además de la temperatura de brillo en los canales IR como el IR3.9. Analicemos las propiedades básicas de ellos.

VIS: lo mejor, y alta resolución si es posible

La nieve en los canales visibles posee una capacidad reflectora muy alta, por lo tanto en dichos canales la nieve aparecerá como “blanca” durante el día. No se dispone de información durante la noche. La mejor resolución espacial del canal HRVIS frente a los otros dos visibles (VIS0.6 y VIS0.8) del MSG hace deseable el uso del primero frente a los otros dos. La nieve se ajusta muy bien a las zonas elevadas y son más difíciles de detectar en zonas llana donde el manto y espesor es menor. En estos canales la nieve se puede confundir con las nubes bajas ya que poseen una capacidad reflectora similar. Los canales VIS del MODIS y NOAA hacen aún más tentativo usarlos por su mejor resolución espacial. Veamos unos ejemplos.

a)

b)

Figura 1. Las imágenes del 16 de diciembre de 2008 sobre el mediodía tomadas por: a) el satélite polar NOAA17 a resolución de 1Km y b) MSG-VIS0.6 a 3-4 Km. Las zonas nevadas se pueden confundir con las nubes circundantes pues ambas brillan bastante, apareciendo como blancas. Nótese la brillantez de la nieve en el Sistema Centra y Pirineos contrastando con la nieve en la Meseta Norte. Existen nieblas de río en el valle del Duero, sobre todo en Portugal y oeste de la zona de Castilla-León.

Figura 2. Animación de imágenes VIS para el día 16 según las horas señaladas. Las nubes mayoritariamente se desplazan según e flujo sinóptico de componente Norte, salvo las nieblas. La nieve permanece fija al suelo. Fuente: sat24.com

NIR1.6: un canal fundamental

El canal NIR1.6 es un canal diurno y posee una propiedad muy especial: la capacidad reflectora de la nieve en estas longitudes de onda en muy baja y aparecerá o se presentará como muy oscura o casi negra (sí, la nieve aparece y se presenta como mantos oscuros por reflejar poco la luz a 1.6 µm). Esta misma propiedad la tienen los cristalitos de hielo de las nubes cuyos topes son muy fríos. Pero en ausencia de nubes las zonas nevadas son fácilmente detectables como zonas oscuras en el canal NIR1.6. El resto de las nubes bajas y medias formadas por gotitas de agua siguen apareciendo blanco por su capacidad reflectora alta. La mayoría de los productos derivados para la detección de nieve se basa en la disponibilidad (día) o no (noche) de la información de este canal.

Hay buenos ejemplos con la situación analizada, donde la nieve aparece muy oscura.

Figura 3. La nieve, en cielos despejados, aparece en el canal NIR1.6 como muy oscura distinguiéndose perfectamente de las zonas nubosas que siguen en blanco, salvo las asociadas topes muy fríos y altos como las de Baleares, que también aparecen oscuras. Imagen del 16 de diciembre sobre las 12 UTC. Obsérvese que las nieblas y nubes bajas aparecen en blanco, por su alto poder reflector en este canal.

IR3.9

En las longitudes de onda de 3.9 µm la señal pasiva que le llega al satélite depende de la capacidad reflectora de la superficie iluminada y de la temperatura de brillo de dicha superficie. Durante el día la capacidad reflectora en esta longitud de onda de la nieve y de las nubes formadas por gotitas de agua es alta. Las imágenes de este canal son difíciles de interpretar por la doble contribución mencionada anteriormente y por dicho motivo es poco utilizado para detectar zonas de nieve. De cualquier forma presentamos una imagen muy clarificadora.

Figura 4. Las imágenes del canal IR3.9 no son muy útiles para detectar nieve ya que la información de este canal proviene de dos contribuciones: de la capacidad reflectora de la superficie y de su temperatura de brillo a 3.9 µm, o contribución térmica. En este caso del 16 de diciembre a las 12 UTC, las nubes bajas con topes cálidos aparecen en negro (nieblas del Duero), por el contrario las zonas nevadas aparecen blanquecinas, durante el día. Por la noche sólo hay contribución térmica.

Productos RGB: Snow y E-view

La combinación apropiada de los canales VIS, NIR e IR mediante técnica RGB permite realzar la presencia de nieve o no en zonas despejadas. En este sentido cualquier combinación que contenga información del canal NIR1.6 será de gran ayuda, como ocurre con el producto Snow de EUMETSAT. La nieve aparece de color naranja intenso en las zonas despejadas. Desgraciadamente este producto no es útil por la noche al no disponer de información del NIR1.6.

Figura 5. Producto Snow de tipo RGB proporcionado por EUMETSAT donde la nieve aparece de color naranja intenso durante el día. Fecha de la imagen 16 de diciembre de 2008 a las 12 UTC. Fuente, EUMETSAT.

Por otra parte, los detalles finos se observan en las imágenes E-view que se generan en el portal de EUMETSAT combinado canales VIS e IR, junto con el canal de alta resolución visible, HRVIS. Desgraciadamente este producto está disponible para identificar nieve durante el día, ya que por la noche o en el atardecer o anochecer sólo hay canales IR en la composición. Veamos un ejemplo de estos días durante las horas de sol.

Figura 6. Producto E-view de tipo RGB proporcionado por EUMETSAT donde la nieve aparece con tonalidades amarillas, al igual que las nubes bajas. Fecha de la imagen 16 de diciembre de 2008 a las 12 UTC. Fuente, EUMETSAT.

Otros productos RGB están disponibles en otros portales como los de la NASA/MODIS. En ellos, por ejemplo y como se verá más adelante, la nieve es presentada en celeste intenso gracias a l información diurna del NIR1.6.

Productos del MSG del SAF de Nowcasting

Aprovechando los 11 canales +1 del MSG, el SAF de Nowcasting, que lidera AEMET, genera un producto llamado tipo de nubes (Cloud Types, CT) cuyo objetivo es realizar una clasificación básica de las nubes y otras superficies observadas desde satélite. Una clase de “nube” es la nieve que aparece coloreada en rosa durante el día. Los algoritmos usados en estos productos permiten además distinguir y clasificar los tipos de nube, suelo, mar, nieve y tierra.

Veamos un ejemplo del 30 de diciembre de 2008 a las 12 UTC (no se dispone de las imágenes correspondientes a las fechas de interés). Nótese la nieve marcada y presentada en rosa.

Figura 7. Producto Tipo de Nubes (Cloud Type) proporcionado por el SAF de Nowcasting de AEMET donde la nieve aparece con tonalidades rosas. Fecha de la imagen 30 de diciembre de 2008 a las 12 UTC. Otras nubes y superficies aparecen coloreadas según la leyenda adjunta.

Como siempre la información nocturna, respecto a la nieve, está degradada al no disponerse de información del canal NIR1.6.

Evolución de las zonas nevadas por desvanecimiento de imágenes

Su navegador debe permitir ejecutar aplicaciones en JAVA para visualizarlas.

Pruebe aquí su versión de JAVA en su navegador:

http://www.java.com/en/download/help/testvm.xml

En este apartado podrá ver cómo evolucionan las zonas nevadas, en naranja intenso, a lo largo de los días 15-26 de diciembre de 2008 partiendo de las imágenes Snow de EUMETSAT. Las imágenes base usadas son todas de las 12 UTC para su mejor comparación. Nótese que a medida que pasan los días las áreas nevadas van disminuyendo sobre todo en las zonas llanas.

Desvanecimiento de imágenes de Snow de EUMETSAT. Pulse aquí. Desplace el deslizador para pasar de un día a otro y utilice la opción de Acercar/Zoom (aumento) si lo desea.

Parches nivosos durante los días 20 y 21 de diciembre

Después de varios días de nevadas generalizadas en muchos puntos de la Península y Baleares (13-15 de diciembre), la ausencia de nubes en los días siguientes, permitió observar la nieve en puntos poco comunes. Los lugareños de la zona podían ver y tocar después de una semana de las nevadas cómo éstas permanecieron en zonas altas de lugares como las sierras de Mallorca, puntos elevados de Cataluña en su vertiente de la cordillera costero catalana y otras zonas altas de Málaga, por citar algunos más destacados.

Los datos de alta resolución de MODIS y Envisat nos muestran estos parches a fechas de 20 y 21 de diciembre al medio día.

Figura 8. Resto de las nevadas en la segunda decena de diciembre en la cordillera prelitoral catalana y zonas pre pirinaicas de Lérida. Destacan amplias zonas nevadas del Pirineo en celeste intenso. Imagen RGB del sensor MODIS-NASA.

Figura 9. Ídem que el caso anterior pero en la Sierra de Tramontana en Mallorca, ahora la nieve aparece en blanco. Imagen Envisat-ESA.

Figura 10. Resto de las nevadas en la segunda decena de diciembre el sureste peninsular. Además del macizo de Sierra Nevada destacan amplias zonas en la provincia de Almería, puntos en Jaén y Málaga, todos ellos en celeste intenso. Imagen RGB del sensor MODIS-NASA.

Referencia y fuentes de texto e imágenes

SAF de Nowcasting

http://www.nwcsaf.org/

http://www.aemet.es/gl/divulgacion/estudios/detalles/SAF_Nowcasting

Productos RGB de EUMETSAT

http://oiswww.eumetsat.org/IPPS/html/MSG/RGB/

Secuencias

http://www.sat24.com/