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Desarrollo y Validación de Algoritmos de Tempera-tura de la Superficie Terrestre

ABSTRACT

RESUMEN Se ha generado una base de radiosondeos at-mosféricos sin nubes y globales para simular medidas radiométricas de sensores en el infra-rrojo térmico a bordo de satélites. El objetivo es generar algoritmos split-window (SW) para la obtención de la temperatura de la superficie te-rrestre (LST) para los sensores a bordo de saté-lite Terra/MODIS y Envisat/ AATSR. Esta base contiene 382 radiosondeos tomados en estacio-nes meteorológicas terrestres con una distribu-ción uniforme en el contenido de vapor de agua hasta los 5,5 cm. Los cálculos de transferencia radiativa se han realizado utilizando el modelo MODTRAN 4. Para las simulaciones se han uti-lizado diferentes ángulos de observación, consi-derando las características de cada sensor. Las bandas 31 y 32 del sensor MODIS, y las bandas 11 y 12 del sensor AATSR, son válidas para un algoritmo de tipo SW. Los algoritmos son cua-dráticos y con una dependencia explicita con la emisividad de la superficie. Se ha realizado un análisis de sensibilidad para estimar así el error de los algoritmos. Éstos se han validado con me-didas en tierra de LST tomadas coincidente-mente con el paso de los sensores MODIS y AATSR, en una gran extensión de arrozales si-tuada cerca de la ciudad de Valencia. Finalmente comparamos los resultados de nuestros algorit-mos con los productos estándar de LST de ambos sensores en la misma zona. Se obtuvieron resultados similares en todos los algoritmos con un error de ±0,5 K. ABSTRACT A database of global, cloud-free, atmospheric radiosounding profiles was compiled with the aim of simulating radiometric measurements from satellite-borne sensors in the thermal infra-red. The objective of the simulation is to generate split-window (SW) algorithms for the retrieval of land surface temperature (LST) from Terra/MODIS and Envisat/AATSR data. The da-tabase contains 382 radiosonde profiles acquired over land, with nearly-uniform distribution of precipitable water between 0 and 5.5 cm. Radia-tive transfer calculations were performed with the MOD-TRAN 4 code. Different viewing an-gles were considered in the simulation, taking into account the features of each sensor. The MODIS bands 31 and 32 and the AATSR bands 11 and 12 are suitable to use in a SW algorithm. These algorithms are quadratic in the brightness temperature difference, and depend explicitly on the land surface emissivity. A sensitivity analysis of the algorithms was made to obtain an estima-tion of the algorithms error. Furthermore the al-gorithms developed from the simulation database were validated with actual ground measurements of LST collected, concurrently to MODIS and AATSR observations, in a large area of rice crops located close to the city of Valencia, Spain. Ope-rational LST algorithms of both sensors were also validated in order to compare with the algo-rithms generated. Similar results are obtained in all algorithms with an error around ±0.5 K.

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Available from: César Coll
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