Radiación Electromagnética (REM), en ella se basan todos los sistemas de percepción remota.

Radiación es la energía emitida en forma de ondas por todas las sustancias que no están al cero absoluto.

Percepción remota o teledetección o sensoramiento remoto: describe las mediciones de propiedades físicas de un objeto obtenidas a distancia.

El espectro electromagnético es un espectro continuo de todos los tipos de radiación electromagnética. En el espectro, la REM es ordenada generalmente de acuerdo a su longitud de onda (l ) o frecuencia (n). La Figura 2.1 muestra el espectro electromagnético dividido en regiones. La Figura 2.2 muestra el detalle del espectro visible. Los objetos emiten energía en rangos específicos de longitudes de onda, que son normalmente conocidos como espectro del objeto.
 

Figura 2.1. El espectro electromagnético con los tipos de radiación por regiones de longitud de onda
 


Figura 2.2. Longitudes de onda y colores correspondientes aproximados en el espectro visible.


 Los sistemas de sensoramiento remoto operan en diferentes partes del espectro: visible (VIS), infrarrojo (IR) y microonda (MW).

La interacción de la radiación con la materia depende de:

Estos factores determinan la forma de la interacción, p. ej., emisión, dispersión, absorción o reflección. La Figura 2.3 muestra los cinco resultados más comunes de esas interacciones.


Figura 2.3 Formas de interacción de la radiación con la materia


Todos los sistemas de sensoramiento remoto a bordo de satélites incluyen las mediciones de Radiación Electromagnética, las cuales han sido emitidas, reflejadas o dispersadas por la atmósfera o la superficie del planeta. Estas mediciones de la REM permiten la determinación de los valores de algunas variables físicas instantáneas de la atmósfera y la superficie.

Los blancos tales como tierra y agua en la superficie y las gotas de agua y los cristales de hielo en la atmósfera, reflejan, absorben, emiten y transmiten la energía radiante sobre un amplio rango de longitudes de onda. La energía emitida es descripta por un conjunto de leyes de radiación para un cuerpo negro ideal.

La Función de Plank describe la radiación emitida por un cuerpo negro, según la longitud de onda y su temperatura, como:

2.1



donde c1 y c2 son constantes (c1= 1.1910439 x 10-16 W m2 sr-1 , c2= 1.438769 x 10-2 m K), T es la temperatura (K) y l la longitud de onda (m).

La ley de Stefan-Boltzman, indica la cantidad de energía por unidad de área, E, emitida por un cuerpo negro, independientemente de la dirección:

2.2

donde s es la constante de Stefan-Boltzman (5.67051 x 10-3 W m-2 K-4).

La distribución espectral de radiación de un cuerpo negro depende de la temperatura. Un objeto a temperatura muy alta ( p. ej., el Sol) emite una cantidad muy alta de energía a longitudes de onda más cortas, en tanto que un objeto más frío (p. ej., la Tierra) emitirá una cantidad de energía menor a mayores longitudes de onda. La ley del desplazamiento de Wien presenta la siguiente relación:

2.3

En consecuencia, el Sol, con una temperatura superficial de, aproximadamente 6000 K, tiene un máximo a 0.5 m m, el cual se encuentra en el centro del espectro visible. Por otra parte la Tierra, con una temperatura superficial de unos 300 K, tiene un máximo cerca de los 10 a 12 m m en la región del IR.

La superficie de nuestro planeta no se comporta como un cuerpo negro radiante perfecto. La intensidad real de la radiación emitida (I) por cualquier material a una determinada longitud de onda (l ) depende de la temperatura de su superficie (T), y de la emisividad espectral (e c ):

2.4

La Tabla 2.1 muestra algunos valores de emisividades típicas. En la misma puede verse que para la mayoría de los materiales, el rango de emisividades puede ser considerado constante, y se encuentra entre 8 y 14 m m. Sin embargo, la emisión de la vegetación y la nieve dependen fuertemente de la longitud de onda.

Tabla 2.1. Valores de Emisividad (Extractado de Rao et al., 1990)

MATERIAL
TEMPERATURA (° C)
EMISIVIDAD
Piel humana
Agua destilada
Hielo
Suelo húmedo
Suelo seco
Arena
Nieve
Aluminio anodizado
32
20
-10
20
20
20
-10
100
0.98
0.96
0.96
0.95
0.92
0.90
0.85
0.55

La Figura 2.4 muestra un espectro suavizado de la atmósfera terrestre. Una gran parte del espectro es opaca debido a la absorción por los gases atmosféricos, aunque hay excepciones. Por ejemplo, hay varios sectores importantes, llamados ventanas, en las cuales la atmósfera es relativamente transparentes. Estas ventanas están en las regiones del visible (0.39 - 0.76 m m), de 3.7 m m,  de microonda (2-4 mm and > 6 mm), y la térmica (8.5 - 12.5 m m). En esta última ventana hay un máximo de absorción en 9.6 m m debido al ozono.


  Figura 2.4. Espectro de la atmósfera terrestre

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