Versão 2.0, 29/agosto/2002
A detecção de queimadas para a América
do Sul é feita nas imagens GOES-8 recebidas a cada três horas
pela DSA/CPTEC. O satélite é geoestacionário, estando
a 29.400 km acima da superfície, na longitude de 75 graus oeste, e
foi lançado em 1994. O algoritmo é baseado em limites nos canais
1 (0,63um; visível), 2 (3,9um; infra-vermelho médio) e 4 (11,0
um; infravermelho), dando-se maior importância ao canal
2 por ser o mais adequado para temperaturas como a de vegetação
queimando, com ~700 K(~427ºC); os outros dois canais são usados
para eliminar detecções errôneas durante o dia, causadas
por reflexão solar em algumas superfícies, uma vez que o canal
2 responde tanto a emissão termal como à reflexão solar
em su[erfícies terrestres.
Os limiares dos três canais foram obtidos empiricamente
pela análise de milhões de píxeis em imagens GOES no
período de queimadas. "Píxel" é o menor elemento da
imagem (grão). Temperatura no caso, é a "temperatura de brilho",
Tb, indicada pelo imageador do satélite com valores sempre menores
que da temperatura real da superfície (ver nota abaixo). O sensor
GOES satura no canal 2 com Tb~333 K (60ºC), mas nos cálculos
usa-se 340 K (67ºC) com margem de segurança. Neste caso, albedo
é a porcentagem de luz solar refletida pela superfície apenas
no canal 1 do GOES. Veja também a Nota 3 no final.
Considera-se queimada qualquer píxel com albedo
(refletividade) menor que 3%, e com temperatura de brilho no canal 2 maior
que 318 K (35ºC), e no canal 4 maior que 283 K (10ºC); estes são
os casos quando quase não há iluminação
solar.
Para albedos entre 3% e 10%, portanto na faixa comum de
iluminação solar, a temperatura no canal 2 tem de ser maior
que 322 K (49ºC) e a no canal 4 maior que 291 K (18ºC); o limite
superior do canal 4 é 303 K (30ºC) para eliminar a combinação
de solos aquecidos e refletivos, que causam falsas detecções
e; a diferença entre o canal 2 e 4 deve ser maior que 12 K (12ºC)
para reforçar ainda mais a seletividade.
Para albedos entre 10% e 50%, de superfícies muito
reflexivas, o canal 2 deve indicar mais do que 327 K (54ºC), o canal
4 mais do que 291 K (18ºC), e a diferença entre os dois ser maior
que 18 K (18ºC).
No caso de albedos acima de 50%, causados por reflexos
intensos e diretos em corpos de água, e por ruídos nas imagens,
os dados são desprezados.
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Notas.
1) O algoritmo e os limiares utilizados são conservativos
e assim devem eliminar detecções errôneas, em particular
nas áreas de Cerrado e Caatinga; os focos indicados representam apenas
uma fração dos que realmente estão ocorrendo. As imagens
das 15 h Z ocasionalmente apresentam falsas detecções. Versão
aperfeiçoada.está sendo preparada.
2) O imageador do satélite mede a "radiância"
termal, em Watts/(metro quadrado por stereoradiano por centímetro).
Através da função
de Plank na faixa de comprimento de onda de atuação do sensor,
a radiância é convertida para "temperatura de brilho", também
denominada "temperatura de radiância" ou "temperatura de corpo negro".
Para se obter a temperatura da superfície observada na Terra, a temperatura
de brilho deve ser compensada pela emissividade e reflectância da superfície
imageada, e pelos efeitos (atenuação, reflexão, etc.)
que a atmosfera causa na radiação ótica medida pelo
satélite. A função de Plank relaciona emissão
de radiação eletromagnética de um corpo negro em função
de sua temperatura e do comprimento de onda.
3) Dos três sensores usados na detecção
de queimadas, o do satélite GOES é o menos indicado pelo fato
de estar muito mais longe (a 29400 km) da superfície que o sensor
AVHRR dos satélites NOAA (a 810 km) e que o sensor MODIS dos satélites
TERRA e AQUA (a 700 km). Por esta razão, para uma mesma queimada,
o GOES recebe cerca o sinal cerca de 600 vezes mais fraco, mesmo considerando
o diâmetro maior de seu telescópio (31 cm ao invés de
20,3 cm no AVHRR).