OCEANOGRAFÍA Y SATÉLITES

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3 OCEANOGRAFÍA Y SATÉLITES

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5 OCEANOGRAFÍA Y SATÉLITES Editor: Carlos Garcia-Soto

6 Datos de catalogación bibliográfica: Oceanografía y satélites Editor: Carlos Garcia-Soto EDITORIAL TÉBAR, S.L., Madrid, año 2009 ISBN digital: Materias: Oceanografía, Formato: mm Páginas: 502 Esta obra ha sido publicada con una subvención de la Dirección General del Libro, Archivos y Bibliotecas del Ministerio de Cultura para su préstamo público en Bibliotecas Públicas, de acuerdo con lo previsto en el artículo 37.2 de la Ley de Propiedad Intelectual. Todos los derechos reservados. Queda prohibida, salvo excepción prevista en la Ley, cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública y transformación de esta obra sin contar con la autorización expresa de Editorial Tébar. La infracción de estos derechos puede ser constitutiva de delito contra la propiedad intelectual (arts. 270 y siguientes del Código Penal). Oceanografía y satélites 2009 Editorial Tébar, S.L. C/ de las Aguas, Madrid (España) Tel.: Fax: ISBN digital: Diseño editorial: Rebeca Irazábal Diseño de portada: FRIP

7 ÍNDICE Prólogo El editor El libro Contribuidores Revisores La observación de los océanos desde el espacio. L. García-Weil, M. Arbelo y J. Pérez-Marrero Introducción Ventajas y limitaciones de la teledetección oceanográfica Desarrollo histórico Espectro electromagnético y magnitudes radiométricas básicas El espectro electromagnético Parámetros oceanográficos básicos que se miden desde el espacio Magnitudes radiométricas básicas Atenuación de la radiación electromagnética Características orbitales de los sensores remotos Resolución y alcance de un sensor remoto Escalas características de los procesos oceánicos Resolución y alcance espacial Resolución y alcance temporal Resolución y alcance espectral Resolución y alcance radiométrico Relación entre las distintas resoluciones y alcances Tipos de sensores remotos Sensores ópticos pasivos Sensores ópticos activos Sensores pasivos de microondas Sensores activos de microondas Procesamiento de los datos de satélite FUNDAMENTOS 2. Sensores de color: fitoplancton y producción primaria. C. Garcia-Soto, G. Navarro y Y. Sagarminaga Introducción Teoría básica en teledetección del color Radiancia emergente del agua (Lw) Reflectancia subsuperficial (R 0 ) y propiedades ópticas inherentes (a y b b )... 73

8 Aguas de Caso 1 y Caso Modelos bio-ópticos Sensores de color El primer sensor: CZCS Sensores actuales de la NASA: SeaWiFS y MODIS Sensores actuales de otras Agencias Espaciales: MERIS y otros Algoritmos básicos: concentración de clorofila, coeficiente de atenuación difusa (K) e irradiancia par Concentración de clorofila Coeficiente de atenuación difusa (K) Irradiancia PAR Algoritmos de producción primaria Los primeros algoritmos Algoritmos actuales Teledetección y grupos taxonómicos Floraciones con especies dominantes Desarrollos actuales en discriminación de grupos taxonómicos Teledetección y fluorescencia Sensores térmicos y de microondas: la temperatura superficial del mar. M. Arbelo, S. Castro, L. García-Weil y P. Hernández-Leal Introducción Leyes de radiación del cuerpo negro Estructura térmica de la capa superior del océano Perfil de temperatura superficial La desviación de la temperatura de piel Estimación de la TSM mediante sensores en el IRT Calibración Eliminación de nubes Corrección por emisividad Corrección atmosférica Estimación de la TSM mediante sensores de microondas Ecuación de transferencia radiativa atmósferica Comparación / integración de TSM IRT y de microondas Sensores IRT Detectores infrarrojos AVHRR AATSR MODIS Satélites geoestacionarios Radiómetros de microondas pasivos SMMR SSM / I TMI AMSR Intercomparación de sensores de microondas Futuro de la radiometría de microondas Aplicaciones de los datos de TSM Desplazamientos horizontales Desplazamientos verticales Calentamiento superficial Variabilidad en el tiempo Diagramas de Hovmöller Eventos oceanográficos detectables con la TSM Altímetros: nivel del mar, mareas y velocidad geostrófica. J. J. Alonso, A. Pascual, A. Tejera, J. Gómez-Enri, M. Arias y Pilar Villares Introducción Principios físicos y correcciones

9 La medida radar Correcciones geofísicas Sensores altimétricos Aplicaciones Mareas El nivel del mar y su tendencia Circulación oceánica Otras aplicaciones Ondas de Rossby Altura de ola significativa y velocidad del viento El Niño y La Niña Oceanografía operacional Dispersómetros: el vector del viento. J. Coca, A. G. Ramos y A. Redondo Introducción Dispersómetros a bordo de satélites Geometría fija Geometría rotatoria Misiones futuras Medida del viento a partir de dispersómetros Fundamentos Inversión de las mediciones Eliminación de la ambigüedad Control de calidad Aplicaciones Viento Hielo Radar de apertura sintética (SAR): campos de olas, viento y ondas internas. J. C. Nieto, G. Rodríguez, J. Gómez, J. L. Álvarez y M. Catalán Introducción El radar de apertura sintética (SAR) Principios básicos del SAR. Resolución elevada en azimut y en alcance Distorsiones en la imagen y presencia de ambigüedades Estudio del oleaje mediante imágenes SAR Medida del oleaje y de su densidad espectral asociada Detección de campos de oleaje a partir de imágenes SAR Uso de imágenes SAR para la estimación de campos de viento Detección de ondas internas Detección de ondas internas a través de imágenes SAR Aplicación del SAR a la detección del hielo polar Otras aplicaciones del SAR en oceanografía física APLICACIONES 7. Vertidos de hidrocarburos. J. M. Torres, L. González-Vilas, G. Navarro y J. Pérez-Marrero Introducción Sensores utilizados para la detección de hidrocarburos Detección de vertidos mediante imágenes SAR Detección de vertidos mediante radiómetros Sistemas automáticos de detección de vertidos a partir de imágenes SAR Segmentación Caracterización Clasificación Integración de datos procedentes de imágenes SAR y otras fuentes en un SIG Pronóstico y evaluación de los efectos de los derrames mediante modelos hidrodinámicos alimentados por datos de satélite Generación de escenarios

10 Alimentación de modelos hidrodinámicos Evaluación de impactos Recursos pesqueros. Y. Sagarminaga, J. M. Cotos, A. G. Ramos, G. Martínez e I. Sancristóbal Introducción Datos y metodologías utilizados Parámetros de interés para el estudio y evaluación de poblaciones marinas y pesqueras La teledetección aérea Los datos in situ Aplicaciones y casos de estudio Caracterización de hábitats preferentes de dos especies de túnidos en las áreas tropicales del Indico y del Atlántico Variaciones de la composición de los recursos epipelágicos costeros en el archipiélago canario Sistemas de información de apoyo a la pesca Hábitats de animales marinos. J. Pérez-Marrero, J. M. Torres, L. Maroto, N. Varo y O. Llinás Introducción Telemetría: seguimiento por satélite de plataformas de transmisión El sistema ARGOS Sistemas GPS + GSM El segmento de las PTT s Aprovechamiento de sinergias entre los sistemas de observación Seguimiento de fauna marina Cetáceos Pinnipedos (focas y leones marinos) Tortugas marinas Peces Aves marinas Casos de estudio Seguimiento de tortugas en la Macaronesia Estudio de presencia de mamíferos marinos en la actividad pesquera de barcos comerciales en aguas de Galicia Oceanografía operacional. J. Triñanes, O. Chic, J. Pérez Marrero, Y. Sagarminaga, A. Fernández-Renau y N. Domínguez Barroso Introducción Contexto internacional Teledetección operacional en España CREPAD Centros oceanográficos Teledetección operacional en estados unidos: NOAA / COASTWATCH Hielo polar y clima. Pablo Clemente-Colón Introducción Observación del hielo polar Observación por radiómetros de microonda Observación por radares de apertura sintética Observación por dispersómetros Observación por radiómetros de bandas visibles e infrarrojas Observación por altímetros Los Servicios Nacionales del Hielo Observación de otros parámetros oceanográficos La temperatura superficial del mar El color del mar Los vientos sobre la superficie del mar La topografía de la superficie del mar Continuidad en la observacióndel clima desde el espacio

11 INNOVACIÓN Y DESARROLLO 12. SMOS: la medición de salinidad desde el espacio. J. Font y A. Camps Introducción Salinidad, dinámica oceánica y clima Fundamentos físicos de la medición remota de la salinidad Radiometría interferométrica La misión smos de la ESA La determinación de la salinidad superficial con SMOS Teledetección con reflexiones GNSS. G. Ruffini y grupo STARLAB Introducción Sistemas Globales de Navegación. GNSS (Global Navigation Satellite Systems) GNSS-R El mapa de retardos y Doppler. DDM (Delay Doppler Map) Aplicaciones Aplicaciones oceánicas Aplicaciones para altimetría Reflectometría y otras aplicaciones Futuros satélites y sensores. J. Triñanes y M. A. Domínguez Introducción Futuras misiones en el ámbito oceanográfico Sensores altimétricos Sensores de color Sensores térmicos y de microondas Dispersómetros Radares de Apertura Sintética (SAR) Sensores de salinidad La Agencia Espacial Europea (ESA) Programa Living Planet Iniciativa GMES Sistema de satélites polares MTG y post-eps Tendencias actuales en observación de la tierra: los nanosatélites Acrónimos Símbolos Fuentes de información en Internet Bibliografía Índice temático

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