Interacción Atmosférica con la Radiación Electromagnética: Dispersión, Absorción y Transmisión

Dispersión Atmosférica: Interacción de la Radiación Electromagnética

La dispersión atmosférica es el cambio de dirección de la energía electromagnética producido por las partículas suspendidas en la atmósfera, tales como polvo, humo o moléculas de vapor de agua. A mayor dispersión, menor cantidad de energía llegará al sensor.

Factores Clave de la Dispersión

La cantidad de dispersión depende de:

• Tamaño y abundancia de partículas atmosféricas.
• Longitud de onda de la radiación.
• Distancia atmosférica recorrida.

Efectos de la Dispersión en el Espectro Visible

Las longitudes de onda cortas (como el azul) tienden a dispersarse más fácilmente que las longitudes de onda mayores (como el rojo). Las ondas cortas (azul) se dispersan masivamente al atravesar la atmósfera. Cuando llegan a la superficie terrestre, lo hacen desde cualquier dirección, dando lugar a un efecto de “lluvia” de ondas azules sobre nosotros. De ahí el color azul del cielo.

La energía electromagnética de la región del visible que percibimos del Sol es la resultante de extraer la radiación azul (dispersada en la atmósfera) del espectro visible. Por eso el Sol lo vemos amarillo. Al atardecer, la luz (energía electromagnética en la región del visible) solar realiza un mayor recorrido por la atmósfera, al incidir más tangencialmente. Esto hace que la dispersión atmosférica afecte no solo al azul, sino también al verde. Por este motivo, los atardeceres son de tonos rojizos.

Es importante destacar que la dispersión atmosférica es mayor para el azul y el ultravioleta.

Impacto en la Calidad de Imagen y Teledetección

Esta dispersión de longitudes de onda cortas provoca variaciones en la claridad de las imágenes. No disminuye únicamente la cantidad de radiación azul que llega desde un objeto dado a un sensor, sino que este recibe radiación azul de otras direcciones. El resultado es la reducción del contraste de las imágenes.

Normalmente, los instrumentos de teledetección poseen filtros que excluyen las ondas cortas para mitigar este efecto.

Absorción Atmosférica: Captura de Energía Electromagnética

La energía electromagnética es a veces absorbida por las partículas existentes en la atmósfera. Cuando esto ocurre, la energía es posteriormente emitida a mayores longitudes de onda. Cuando es emitida en longitudes de onda del infrarrojo, la energía es emitida en forma de calor.

Gases Atmosféricos Clave en la Absorción

Los gases atmosféricos que producen una mayor absorción son:

• Vapor de agua
• Ozono
• Dióxido de Carbono

La concentración de vapor de agua en la atmósfera cambia sustancialmente a lo largo del tiempo y entre regiones.

Transmisión Atmosférica: El Paso de la Energía

Dependiendo de la longitud de onda, la energía electromagnética es transmitida con distinta intensidad a través de la atmósfera.

Ventanas Atmosféricas: Regiones de Alta Transmisión

Las bandas del espectro electromagnético de mejor transmisión son conocidas como Ventanas Atmosféricas. Las más importantes son:

• Ultravioleta a infrarrojo cercano (0.3-1.2 micras)
• Infrarrojo medio (3-5 y 8-14 micras)
• Microondas (1 mm-30 cm)