misión para medir precipitación tropical en forma de lluvia (trmm): datos y sus usos curso de...
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Misión para Medir Precipitación Tropical en forma de Lluvia (TRMM): Datos y sus Usos
Curso de Capacitación en Percepción Remota (NASA)Colombia, 28 de noviembre - 2 de diciembre, 2011
ARSETARSET
AApplied pplied RRemote emote SSensing ensing EEducationducation andand TTrainingraining(Educación y Capacitación en Percepción Remota (Educación y Capacitación en Percepción Remota Aplicada)Aplicada)Un proyecto del Programa de Ciencias Aplicadas de la NASAUn proyecto del Programa de Ciencias Aplicadas de la NASA
Satélites de la NASA que observan la TierraSatélites de la NASA que observan la Tierra
Misión para Medir Precipitación Tropical en Forma de Lluvia
TRMM por sus siglas en ingléshttp://trmm.gsfc.nasa.gov/
Qué es TRMM? Qué es TRMM?
La primer misión satelital dedicada a medir la precipitación en forma de lluvia tropical y subtropical
Una misión de colaboración conjunta entre la NASA y la Agencia Espacial Japonesa
Lanzado el 27 de Noviembre, 1997
Dimensiones aproximadas: 2.4m x 2.4m x 4.4m
Peso aproximado: 3,500 kg
Por qué TRMM?Por qué TRMM?Porque:• Tener medidas de lluvia precisas es crucial -- la lluvia es extremadamente importante para el estado de tiempo, el clima y el ciclo de energía de la tierra
• La lluvia tropical desempeña un papel crítico en la producción de movimientos atmosféricos, liberando calentamiento latente -- 2/3 de la lluvia a nivel global ocurre en el tropico. • La información sobre la intensidad y cantidad de caída de lluvia en los trópicos estaba incompleta – especialmente sobre los océanos – antes de la cobertura satelital
Cobertura de Medida de Lluvia Cobertura de Medida de Lluvia sobre la Tierrasobre la Tierra
TRMM - Satélite y OrbitasTRMM - Satélite y Orbitas
- TRMM es una órbita no polar, de TRMM es una órbita no polar, de inclinación baja, lanzada a una inclinación baja, lanzada a una altitud de aproximadamente 350 altitud de aproximadamente 350 KmKm
- La órbita fue elevada a 403 Km La órbita fue elevada a 403 Km después del 23 de agosto del 2001después del 23 de agosto del 2001
- Hay 16 órbitas TRMM por día, con Hay 16 órbitas TRMM por día, con un período de aproximadamente un período de aproximadamente 92 minutos, que cubren los 92 minutos, que cubren los trópicos globalmentetrópicos globalmente
- TRMM provee cobertura global TRMM provee cobertura global entre la latitudes 35° S y 35°Nentre la latitudes 35° S y 35°N
La inclinación de baja órbita de TRMM—La inclinación de baja órbita de TRMM—solo 35° del ecuador—permite que sus solo 35° del ecuador—permite que sus instrumentos se concentren en los instrumentos se concentren en los trópicos. Esta imagen muestra la mitad trópicos. Esta imagen muestra la mitad de las observaciones de un día de TRMM. de las observaciones de un día de TRMM.
Instrumentos de TRMMRadar para Precipitación (PR por sus siglas en inglés) - Primer radar en el espacio para la observación y medición de lluvia
TRMM Instrumento de Imágenes en Microondas (TMI por sus siglas en inglés)
Escaner en el Visible e Infrarrojo (VIRS por sus siglas en inglés)
Sistema de Energía Radiante de Nubes y Tierra (CERES por sus siglas en inglés)
Sensor de Imágenes de Relámpagos (LIS por sus siglas en inglés)
Instrumentos de Percepción de Lluvia de TRMM
TRMM - PR, TMI, y VIRS se usan para la percepción remota de la precipitación en forma de lluvia
El PR es un instrumento activo mientras que TMI y VIRS son instrumentos pasivos
Cada instrumento complementa medidas de lluvia
Para determinar la intensidad y cantidad de precipitación en forma de lluvia y el alcance de cada instrumento se utilizan algoritmos complejos
TRMM Radar para Precipitación (PR)
• Primer instrumento en el espacio que provee mapas tridimensionales de la estructura de las tormentas y una medida cuantitativa de lluvia sobre el océano y la tierra (frecuencia 13.8 GHz)
• Ancho de franja de 247 km x 5 km y campo de visión instantáneo
• Puede proveer perfiles verticales de lluvia y nieve, de la superficie a 20 km de altura.
• Puede detectar lluvia tan leve como 0.7 mm por hora
• La frecuencia del radar es tres veces más alta que la frecuencia de un radar en tierra. Esto provee buena resolución e imágenes de mejor calidad
TRMM PR Reflectividad TRMM PR Reflectividad Huracán IreneHuracán Irene
Perfiles Perfiles verticalesverticales
Productos de Lluvia de TRMM PRNivel 1 & 2: Datos Orbitales Franja: 220 km (247 km después del cambio de órbita)
Resolución: 4-5 km horizontal, 250 m verticalFormato de Datos: HDF comprimido
Nombre Cantidad
1B21 Potencia de Radar 1C21 1C21 Reflectividad de Radar2A21 Superficie de Radar
Sección Transversal2A23 2A23 Características de Lluvia del Radar
(tipo de lluvia, tormenta, alturas de banda congelada ybrillante)
2A252A25 Tasa de Precipitación en forma de lluvia de radar, Reflectividad, y Perfil de Atenuación
Nivel 3: Datos Grillados Resoluciones: - 0.5°x0.5° y 5°x5° latitud-longitud
(para una banda de latitud de 40°N a 40°S)- Mensual
- 2, 4, 6, 10, 15 km niveles verticalesFormato de Datos: HDF comprimido
Nombre Cantidad
3A25 Tasa de precipitación en forma de lluvia totaly condicional, Reflectividad de Radar, atenuación integrada a lo largo del camino para tipo de lluvia, Alturas de banda congelada y brillante, y Profundidad de Capa de nieve-hielo
3A26 Distribución de probabilidad de Tasa de Lluvia enla superficie, a 2 km, y 4 km
Productos de Lluvia de TRMM PR
TRMM Instrumento de Imágenes en Microondas (TMI)
• Sensor en microondas pasivo que mide tasas de lluvia precisas
• Frecuencia (GHz) y polarización: 10.65 (dual), 19.35 (dual), 22.235 (individual), 37.0 (dual), y 85.5 (dual)
• Ancho de franja 878 km x campo de visión 5.1 km (a 85.5GHz)
TMI Tasas de Lluvia - Huracán IreneTMI Tasas de Lluvia - Huracán Irene
mm/horamm/hora
Nivel 1 & 2 : Datos Orbitales Franja: 760 km (870 km después de impulsar la órbita) Resolución: 5 a 45 km horizontal (dependiente del canal),
14 niveles verticales hasta 18 kmFormato de Datos: HDF comprimido
Nombre Cantidad
1B11 Radiancias y Brillo en Microonda,Temperaturas con Información de geolocación
2A12 Perfiles Hidrometeorológicos (partículasde nube, lluvia, hielo/nieve), Perfiles decalentamiento latente
Productos de Lluvia de TRMM TMI
Nivel 3: Datos Grillados Resoluciones: - 0.5°x0.5° latitud-longitud, 14 niveles
(para una banda de latitud de 40°N a 40°S)- Mensual
Formato de Datos: HDF comprimido
Nombre Cantidad
3A12 Perfiles de Temperatura, Perfiles de Vapor de Agua, Lluvia, Tasa de Precipitación, Nubes agua liquida Liquida/hielo, Calentamiento Atmosférico
Productos de Lluvia de TRMM TMI
Nivel 2 : Resoluciones: Franja (5 Km x 247 Km)
(para una banda de latitud de 40°N a 40°S)Formato de Datos: HDF Comprimido
Nombre Cantidad2B31 Tasa de Precipitación en Superficie, Perfil de
Calentamiento Latente
Nivel 3 : Resoluciones: 5°x 5° (para una banda de latitud de 40°N a 40°S),
Mensual Formato de Datos: HDF Comprimido
Nombre Cantidad3B31 Tasa de Precipitación en Superficie, Perfil de
Calentamiento Latente
Productos de Lluvia de PR y TMI Combinados
Escaner en el Visible e Infrarrojo (VIRS)
• Mide la radiación emitida de la Tierra en 5 regiones espectrales, del visible al infrarrojo (0.63 a 12 µm)
• Ancho de franja 833 km x FOV 2.4 km
• Delinea la caída de lluvia y ayuda a calibrar las medidas de TRMM con las de “Polar Orbiting Environmental Satellites” (POES) y “Geostationary Operational Environmental Satellites” (GOES)
Huracán Hanna (9-1-2008)PR & TMI sobre VIRS
Mapa global que muestra las Mapa global que muestra las ubicaciones de los cuatro sitios para ubicaciones de los cuatro sitios para TRMM GV: DARW (Darwin, Australia); TRMM GV: DARW (Darwin, Australia); HSTN (Houston, TX); KWAJ (Kwajalein, HSTN (Houston, TX); KWAJ (Kwajalein, Republic of the Marshall Islands); y Republic of the Marshall Islands); y MELB (Melbourne, FL). MELB (Melbourne, FL).
TRMM Validación en Tierra (GV por sus siglas en inglés)
(De Wolff et al., 2005 : J Atmospheric and Oceanic Technology)
Bias de estimaciones de los satélites TRMM relativo a GV Bias de estimaciones de los satélites TRMM relativo a GV para Ene 2001–Abr 2002 para (a) KWAJ y (b) MELB. Estos para Ene 2001–Abr 2002 para (a) KWAJ y (b) MELB. Estos bias son calculados comparando la tasa de precipitación bias son calculados comparando la tasa de precipitación en forma de lluvia promedio sobre 0.5° × 0.5° píxeles en en forma de lluvia promedio sobre 0.5° × 0.5° píxeles en el dominio GV. Solamente los píxeles considerados como el dominio GV. Solamente los píxeles considerados como “océano” por los algoritmos del satélite TRMM son “océano” por los algoritmos del satélite TRMM son mostrados. mostrados.
Comparaciones de las intensidades de precipitación en forma de lluvia promedio de TMI, PR, y COM Comparaciones de las intensidades de precipitación en forma de lluvia promedio de TMI, PR, y COM y las intensidades de precipitación en forma de lluvia del radar GV en MELB. Perfiles de tasa de y las intensidades de precipitación en forma de lluvia del radar GV en MELB. Perfiles de tasa de lluvia para (izquierda arriba) todos los datos juntos; (derecha arriba) solo océano, (izquierda abajo) lluvia para (izquierda arriba) todos los datos juntos; (derecha arriba) solo océano, (izquierda abajo) solo tierra, y (derecha abajo) solo la costa. [basados en los datos de 1999-2004)solo tierra, y (derecha abajo) solo la costa. [basados en los datos de 1999-2004)
TRMM Validación en Tierra (De Wolff y Fisher, 2008 : J Atmospheric and Oceanic Technology)
Derivación de Tasa de Precipitación y Cantidad de Lluvia
TRMM Producto 3B42
El TRMM 3B42 intercalibra y combina tasas de lluvia de PR y TMI con tasas de lluvia de estimados de precipitación SSMI, AMSR y AMSU-B, y estimados de tasa de precipitación en forma de lluvia de medidas en el infrarrojo de satélites en órbita baja y geoestacionaria.
El producto de lluvia final es calibrado con análisis de medidas de lluvia en una escala de tiempo mensual.
SSMI: Special Sensor Microwave ImagerAMSR: Advanced Microwave Scanning RadiometerAMSU: Advanced Microwave Sounding Unit
((Las sesiones de capacitación actuales utilizarán estos datos) )
Estimación combinada en microonda para el período de 3 horas centrado a las 0000 UTC, 25 Mayo 2004 en mm h1. Las áreas en negro indican regiones con ausencia de estimaciones de confianza, mientras que los ceros en las áreas restantes representan la cobertura de varios sensores. El orden de prioridad y el color cero correspondiente son TMI (blanco), SSM/I (gris claro), AMSR-E (gris), and AMSU-B (gris oscuro). (En TMPA los TMI, SSM/I, y AMSR-E están promediados donde hay superposición).
El Análisis Multi-satelital de Precipitación de TRMM – El Análisis Multi-satelital de Precipitación de TRMM – Estimaciones Combinadas en MicroondaEstimaciones Combinadas en Microonda
(De Huffman et al. 2006, J. of Hydrometeorology)(De Huffman et al. 2006, J. of Hydrometeorology)
TRMM Producto Multi-satelital Combinado
Nivel 3: Datos Grillados Resoluciones: - 0.25°x0.25° latitud-longitud
(para una banda de latitud de 50°N a 50°S)- cada 3 horas, diario, mensual
Formato de Datos:HDF comprimido
Nombre Cantidad
3B42 Tasas de precipitación (lluvia) cada 3 horas y diaria
3B43 Tasas de precipitación (lluvia) promediadasmensualesClimatología y anomalías mensuales
Obtención de Productos TRMMTodos los productos de TRMM (nivel -1 , -2, y -3) pueden ser descargados de http://mirador.gsfc.nasa.gov por una búsqueda de palabra clave, por tiempo y lugar/región
TRMM y Productos Combinados Multi-satelitales 3B42 y 3B43. La visualización On-line y Análisis puede llevarse a cabo en:
http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni/
TRMM Datos para el Clima
TRMM Datos para Clima RegionalColombia: Precipitación en forma de Lluvia Mensual
Basados en TRMM y el Centro de Precipitación Global - Basados en TRMM y el Centro de Precipitación Global - Climatología basada en medida de lluvia sobre ColombiaClimatología basada en medida de lluvia sobre Colombia
La caída de lluvia La caída de lluvia sobre Colombia sobre Colombia muestra dos muestra dos temporadas de temporadas de lluvia diferenciadas: lluvia diferenciadas: Abril - Junio Abril - Junio y y Septiembre - Septiembre - NoviembreNoviembre
La lluvia acumulada La lluvia acumulada mensual es máxima mensual es máxima en Mayo ~ 250 mmen Mayo ~ 250 mm
TRMMTRMM
GPCC Medida de GPCC Medida de LluviaLluvia
TRMM Datos para Estado del TiempoSistemas de Lluvia sobre Brazil 12-14 Enero 2011
La lluvia torrencial induce el corrimiento de tierra e inundaciones alrededor de Rio de Janeiro en Enero 2011
Herramienta de Información TRMM Inundación y Corrimiento de Tierra en Tiempo Cuasi-real
(http://trmm.gsfc.nasa.gov/publications_dir potential_flood_hydro.html))
TRMM Radar para Precipitación (PR) Desafíos Tecnológicos
El radar en el espacio requiere de potencia suficiente para detectar el débil eco de retorno de las gotas de lluvia según visto desde la altura de la órbita de TRMM.
Mapas de alta resolución tridimensionales de la lluvia durante el tiempo que el satélite pasa por tormentas locales.
El radar necesita producir un haz radiante angosto para que el área de estudio sea lo suficientemente pequeña para destacar las características de interés en la tierra - esto es, buena resolución de tierra.
Hacer que el haz barra un camino sobre la superficie en tierra lo suficientemente ancho para brindar buena cobertura a medida que el satélite se mueve a lo largo de su órbita
La disponibilidad de múltiples productos de precipitación de los varios sensores de lluvia de TRMM se debe al hecho que cada uno tiene varias ventajas y desventajas.
La “mejor” estimación de precipitación depende de la aplicación. El TRMM PR provee la resolución espacial más alta (~4 km), la mejor resolución vertical (80 niveles) pero tiene un ancho de franja que es 1/3 más corta que la de TMI.
TRMM Instrumentos para Percepción TRMM Instrumentos para Percepción de Lluviade Lluvia
Productos de Lluvia de TRMM