Interacción energética a distancia: reflexión, absorción y transmisión de la luz

Todos los días, la superficie de la Tierra está expuesta a la radiación electromagnética (EM) del sol. Esta energía aleatoria (E y ) entra en la Tierra y puede interactuar con la Tierra de 3 modos.

  • En primer lugar, puede ser reflejado por la Tierra (E r ).
  • En segundo lugar, puede ser absorbido por la Tierra ( E a
  • Por último, se puede transferir la energía (E t ).

Un poco de energía electromagnética (EM) pasa libremente a través de la ventana atmosférica antes de que toque la superficie de la Tierra.

En teledetección, los rayos de luz (energía incidente) rebotan en objetos (energía reflejada) y vuelven a un sensor en órbita. De hecho, esa energía reflejada es la que detectan los sensores.

energía incidente

La radiación EM que llega realmente a la Tierra es la energía incidente (E y ). A partir de ahí, las características de la Tierra reflejan, absorben y transmiten diferentes proporciones de energía.

La energía incidente es una combinación de energía reflejada, absorbida y transmitida. Los diferentes objetos de la Tierra reflejan, absorben y transmiten energía a distintos ritmos. Esto significa que las características tienen una reflectancia espectral distinta. La relación entre la energía reflejada y la energía incidente es la reflectancia espectral (p) de un objeto. La energía que cae es la suma de estos 3 tipos de energía

Fórmula de energía incidente:
E i = E r + E a + E t

La energía incidente interacciona de forma diferente con las diferentes características de la Tierra. Los elementos terrestres tienen distintas proporciones de energía reflejada, absorbida y transmitida. En otras palabras, cada objeto tiene su propia firma espectral.

Sin embargo, los sensores detectan la energía reflejada. Estas diferencias permiten a nuestros ojos y sensores distinguir entre objetos de distintas longitudes de onda en la Tierra.

Reflexión de la luz de los objetos

De la misma manera que nuestros ojos ven colores, vemos las cosas debido a cómo la energía electromagnética rebota en los objetos de nuestros ojos.

Los sensores son similares a nuestros ojos porque detectan la energía reflejada en determinadas longitudes de onda (visible, infrarroja, ultravioleta). Son los rangos de longitudes de onda las que son ‘bandas espectrales’. Las bandas de espectro son rangos de longitudes de onda. Por ejemplo, el espectro infrarrojo es de 750 nm a 1 mm. Además, el rango ultravioleta es de 100-400 nm.

Esta idea es fundamental en el campo de la teledetección multiespectral e hiperespectral. Normalmente, las imágenes multiespectrales pueden tener entre 3 y 10 bandas. Aunque las imágenes hiperespectrales tienen cientos de bandas más finas.

La energía reflejada medida por el sensor es igual a la energía incidente menos la energía absorbida y transmitida.

¿Qué relación existe entre la energía reflejada en el sensor y la luz solar?

Fórmula para la energía reflejada:
E r = E y – E a – E t

Y cada objeto tiene una firma espectral única que absorbe, transmite y refleja distintas cantidades de longitudes de onda.

Fórmula de reflectancia espectral:
p = E r / E y

Sensores pasivos vs activos

Ambos tipos de sensores remotos son pasivos y activos.

La teledetección pasiva mide la energía natural a frecuencias específicas (v) (es decir, la longitud de onda Λ ).

Por ejemplo, los sensores pueden medir la energía visible, que se encuentra en el rango de 390 a 700 nm.

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Conoce al autor, Michael Montero
Michael Montero

Michael Montero es especialista en Astronomía, cuenta con años de experiencia en observatorios y está especializado en avistamiento a media distancia. También ha preparado a algunos grupos de iniciados en astronomía. Una de sus aficiones más importantes es la observación de astros en la naturaleza, que practica cuando sus viajes y trabajo se lo permiten.

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