Esta nevada y nieve montañosa constituyen un componente crítico del ciclo mundial del agua, actuando como un reservorio natural que almacena la precipitación durante el invierno y la libera como agua fundida en primavera y verano. La teleobservación ha transformado la capacidad de monitorear estas dinámicas, a menudo inaccesibles mochilas de nieve desde el espacio y las aeronaves. Al explotar diferentes porciones equivalentes del espectro electromagnético y utilizar tecnologías avanzadas de sensores, los científicos pueden medir ahora el alcance de las inundaciones,

Importancia de la cubierta de nieve y de la vigilancia de la mochila de nieve

La cubierta de nieve influye en el equilibrio energético de la Tierra, la hidrología y la circulación atmosférica. A escala mundial, la nieve estacional afecta aproximadamente a un tercio de las zonas terrestres y es la fuente de agua para más de mil millones de personas. La vigilancia precisa de la extensión de la nieve y el equivalente de agua de nieve (SWE) es esencial para predecir el desvío de la primavera, gestionar operaciones de embalse y alterar los riesgos de sequía.

Principios físicos de teleobservación para la nieve

La teleobservación de la nieve se basa en interacciones entre energía electromagnética y propiedades de la nieve en diferentes longitudes de onda. Cada técnica explota interacciones físicas específicas: la reflectancia en visible y cerca de infrarrojos (VNIR) revela el tamaño de la nieve y las impurezas; las emisiones infrarrojas térmicas indican la temperatura superficial; el backscatter activo de microondas es sensible a la humedad de la nieve y las propiedades diátrices; y la temperatura transparente

En el dominio óptico (0.4–2.5 μm), la nieve seca es altamente reflexiva, especialmente en el área visible (refleja ⁇ 90%), mientras que la reducción de la resistencia en el tamaño de la nieve aumenta. Esto permite que los algoritmos mapee la profundidad de la nieve y el tamaño de la caja de granos.

Técnicas de detección remota clave para el análisis de nieve

Imagen óptica de satélite

Los sensores ópticos de la cadena de nieve, como el Landsat 8/9 (OLI), el Sentinel-2 (MSI), el MODIS (en Terra y Aqua) y el VIIRS (en NOAA-20) proporcionan imágenes multiespectivas en las resoluciones de 10 a 30 metros (Landsat/Sentinel) a 250 a 500 metros (MODIS).

Sensación infrarroja térmica

Los sensores infrarrojos térmicos (TIR) miden la radiación de onda larga emitida desde la superficie de la Tierra en la gama de 8–14 μm. Instrumentos como el sensor infrarrojo térmico (TIRS) en la nube de nieve 8/9 (100 m de resolución) y el sensor ASTER proporcionan retrieles de temperatura superficial de nieve. La temperatura de la superficie de nieve es una variable clave en los modelos de equilibrio energético que predicenden las tasas de nieve.

Sensación remota de radar y microondas

Los sensores de onda micro, tanto activos (radr) como pasivos (radiometro), ofrecen una capacidad de todo tipo, día y noche porque las nubes son en gran medida transparentes a longitudes de onda más largas. Los instrumentos de Aperture Radar (SAR) como Sentinel-1 (C-band), Radarsat-2 (C-band), ALOS-2 (L-band), y la próxima misión NISAR (L-band)

Los radiométricos de microondas a bordo, como el radiomecanizado avanzado 2 (AMSR2) y el sensor especial Microondas Imager/Sounder (SSMIS) proporcionan una cobertura global frecuente a una resolución gruesa (5–50 km). Estos sensores miden la radiación de microondas emitida a múltiples frecuencias.La diferencia en la temperatura del brillo entre canales de alta y baja frecuencia (por ejemplo, 37 GHz y 19 GHz) es sensible

LiDAR (Detección de luz y Ranging)

El sistema LidAR de la NASA, como el Ice, Cloud y Land Elevation Satellite (ICESat-2) con el altímetro láser ATLAS, y las misiones de escaneo láser aéreo (ALS), miden la elevación de la superficie de la nieve a alta precisión (a 10 cm de altura).

Propiedades de nieve y enfoques de recuperación mensurables

Extensión de nieve y cubierta

La fracción de tierra cubierta por nieve (snow cover extent, SCE) es el producto más básico. algoritmos ópticos NDSI clasifican cada pixel como nieve, nube o tierra. MODIS proporciona una cobertura de nieve global diaria a 500 m resolución con ~90% precisión en condiciones claras. Para estudios climáticos, los cambios en la cobertura hemisférica de la nieve (especialmente el tiempo de fusión primavera) sirven como indicadores del cambio climático.

Snow Depth

La profundidad de nieve se puede medir mediante radares de diferenciación LiDAR, de planta baja o mediante relaciones empíricas con respaldo de microondas. Los altímetros de radar en satélites (por ejemplo, en CryoSat-2 de ESA, originalmente diseñados para hojas de hielo) se han probado sobre nieve estacional, pero su resolución espacial gruesa limita el uso operativo.

Equivalente de agua de nieve (SWE)

SWE, la cantidad de agua almacenada en la mochila de nieve, es la variable más importante, pero también es la más difícil de obtener de la detección remota. Las retencias de microondas pasivas (por ejemplo, AMSR2) proporcionan productos SWE diarios a 25 km de resolución, pero con grandes incertidumbres en terrenos complejos y nieve profunda.

Snow Albedo

La proporción de radiación solar reflejada por la nieve (albedo superficial) controla la tasa de derretimiento y la retroalimentación climática. Los sensores ópticos con múltiples bandas cercanas (por ejemplo, las bandas MODIS 1-7) pueden derivar albedo de banda ancha a través de modelos de transferencia radiativa.El producto albedo MODIS (MCD43A3) proporciona albedo diario a 500 m, ampliamente utilizado en el modelado de reducción de polvo de la nieve.

Temperatura de la superficie de nieve

La temperatura de la superficie terrestre (LST) de sensores térmicos (por ejemplo, Landsat 8 TIRS, MODIS MOD11) se utiliza para calcular flujos de calor sensibles y latentes que conducen a la fusión. Los datos LST están disponibles a nivel mundial, pero requieren un filtrado de nubes cuidadosa y tienen menor precisión sobre las superficies heterogéneas de nieve.

Aplicaciones de teleobservación en Hidrología de Nieve

Pronóstico de la nieve [FLT] [FLT]: Pronóstico de la nieve [FLT] [FLT]]: La cobertura de la nieve de la planta de la nieve [FLT] [FLT] [Factores de la tecnología de la nieve]

Desafíos y limitaciones

[LT:0] La cobertura de la nieve [FLT] limita considerablemente las zonas de la nieve [FLT] [FLT] y los valores de la alta calidad de la tecnología de la nieve [FLT]

Future Directions and Emerging Technologies

Los datos de la nueva generación de datos de la serie de datos de la serie de datos sobre la nieve [LT] [FLT] [Bolso de la pantalla] [Bolsa de la nieve] [Bolsa de la pantalla]

Conclusión

Las técnicas de detección remotas se han convertido en indispensables para monitorear las propiedades de la cubierta de nieve y la mochila de nieve en todo el mundo. Los sensores ópticos, térmicos, radares, pasivos y LiDAR aportan capacidades únicas que, cuando se integran, proporcionan una imagen integral de la dinámica de nieve. A pesar de las limitaciones que plantean las nubes, el terreno y la resolución, los avances de sensores y los métodos computacionales están mejorando la precisión y la cobertura de los productos de preparación para el agua de agua de agua de agua.