Detección de columnas de humo para operaciones mediante satélites GEO y LEO

Abstract

Los incendios forestales y la quema de biomasa, tanto naturales como antropogénicos, provocan pérdidas económicas significativas y afectan el clima y la salud. La liberación de aerosoles y gases, junto con la destrucción de recursos y ecosistemas, plantea desafíos complejos para su monitoreo. Además, las partículas liberadas por éstos alteran la radiación solar y la formación de nubes e influye en los pronósticos de visibilidad y calidad del aire. En este contexto, los satélites GEO y LEO proporcionan productos en tiempo casi real, esenciales para la toma de decisiones y la gestión de riesgos. Estos satélites facilitan la detección de múltiples focos, ofreciendo datos precisos sobre la ubicación, duración, tamaño, temperatura y potencia de los incendios. Productos como GeoColor para imágenes diurnas, la potencia radiativa del fuego para medir la intensidad de los incendios, y el espesor óptico de aerosoles, junto con el producto de detección de aerosoles para cuantificar su concentración, permiten una detección eficaz de incendios y humo, mejorando el pronóstico y las alertas tempranas. Sin embargo, los índices de aerosol que detectan humo mediante contraste espectral tienen dificultades para identificar columnas delgadas y distinguir entre humo, polvo, nubes y superficies brillantes. Los satélites GEO, como GOES-16, permiten un monitoreo frecuente, mientras que los LEO, equipados con sensores como VIIRS y TROPOMI, entre otros, complementan la observación con imágenes de alta resolución, incluso en regiones polares.

Wildfires and biomass burning, both natural and anthropogenic, cause significant economic losses and affect the climate and health. The release of aerosols and gases, along with the destruction of resources and ecosystems, poses complex challenges for monitoring. Additionally, the particles released by these fires alter solar radiation and cloud formation, influencing visibility and air quality forecasts. In this context, GEO and LEO satellites provide near real-time products essential for decision-making and risk management. These satellites facilitate the detection of multiple hotspots, providing precise data on the location, duration, size, temperature, and power of the fires. Products such as GeoColor for daytime images, fire radiative power to measure fire intensity, and aerosol optical depth, along with the aerosol detection product to quantify their concentration, enable effective detection of fires and smoke, improving forecasting and early warnings. However, aerosol indices that detect smoke through spectral contrast have difficulties identifying thin columns and distinguishing between smoke, dust, clouds, and bright surfaces. GEO satellites, like GOES-16, allow for frequent monitoring, while LEO satellites, equipped with sensors such as VIIRS and TROPOMI, among others, complement observation with high-resolution images, even in polar regions.