Misi

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Misión para Medir Precipitación Tropical en forma
de Lluvia (TRMM) Datos y sus Usos
Curso de Capacitación en Percepción Remota
(NASA) Colombia, 28 de noviembre - 2 de
diciembre, 2011
ARSET Applied Remote Sensing Education and
Training (Educación y Capacitación en Percepción
Remota Aplicada) Un proyecto del Programa de
Ciencias Aplicadas de la NASA
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Satélites de la NASA que observan la Tierra
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Qué es TRMM?
La primer misión satelital dedicada a medir la
precipitación en forma de lluvia tropical y
subtropical Una misión de colaboración conjunta
entre la NASA y la Agencia Espacial
Japonesa Lanzado el 27 de Noviembre, 1997
Dimensiones aproximadas 2.4m x 2.4m x
4.4m Peso aproximado 3,500 kg
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Por qué TRMM?

• Porque
• Tener medidas de lluvia precisas es crucial --
  la lluvia es extremadamente importante para el
  estado de tiempo, el clima y el ciclo de energía
  de la tierra
• La lluvia tropical desempeña un papel crítico en
  la producción de movimientos atmosféricos,
  liberando calentamiento latente -- 2/3 de la
  lluvia a nivel global ocurre en el tropico.
• La información sobre la intensidad y cantidad de
  caída de lluvia en los trópicos estaba incompleta
  especialmente sobre los océanos antes de la
  cobertura satelital

Cobertura de Medida de Lluvia sobre la Tierra
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TRMM - Satélite y Orbitas

• TRMM es una órbita no polar, de inclinación baja,
  lanzada a una altitud de aproximadamente 350 Km
• La órbita fue elevada a 403 Km después del 23 de
  agosto del 2001
• Hay 16 órbitas TRMM por día, con un período de
  aproximadamente 92 minutos, que cubren los
  trópicos globalmente
• TRMM provee cobertura global entre la latitudes
  35 S y 35N

La inclinación de baja órbita de TRMMsolo 35
del ecuadorpermite que sus instrumentos se
concentren en los trópicos. Esta imagen muestra
la mitad de las observaciones de un día de TRMM.
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Instrumentos de TRMM
Radar para Precipitación (PR por sus siglas en
inglés) - Primer radar en el espacio para la
observación y medición de lluvia TRMM
Instrumento de Imágenes en Microondas (TMI por
sus siglas en inglés) Escaner en el Visible e
Infrarrojo (VIRS por sus siglas en
inglés) Sistema de Energía Radiante de Nubes y
Tierra (CERES por sus siglas en inglés) Sensor
de Imágenes de Relámpagos (LIS por sus siglas en
inglés)
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Instrumentos de Percepción de Lluvia de TRMM
TRMM - PR, TMI, y VIRS se usan para la percepción
remota de la precipitación en forma de lluvia El
PR es un instrumento activo mientras que TMI y
VIRS son instrumentos pasivos Cada instrumento
complementa medidas de lluvia Para determinar la
intensidad y cantidad de precipitación en forma
de lluvia y el alcance de cada instrumento se
utilizan algoritmos complejos
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TRMM Radar para Precipitación (PR)

• Primer instrumento en el espacio que provee mapas
  tridimensionales de la estructura de las
  tormentas y una medida cuantitativa de lluvia
  sobre el océano y la tierra (frecuencia 13.8 GHz)
• Ancho de franja de 247 km x 5 km y campo de
  visión instantáneo
• Puede proveer perfiles verticales de lluvia y
  nieve, de la superficie a 20 km de altura.
• Puede detectar lluvia tan leve como 0.7 mm por
  hora
• La frecuencia del radar es tres veces más alta
  que la frecuencia de un radar en tierra. Esto
  provee buena resolución e imágenes de mejor
  calidad

TRMM PR Reflectividad Huracán Irene
Perfiles verticales
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Productos de Lluvia de TRMM PR

Nivel 1 2 Datos Orbitales Franja
220 km (247 km después del cambio de
órbita) Resolución 4-5 km horizontal, 250 m
vertical Formato de Datos HDF comprimido Nombre
Cantidad 1B21
Potencia de Radar 1C21
Reflectividad de Radar 2A21
Superficie de Radar
Sección Transversal 2A23
Características de Lluvia del Radar
(tipo de lluvia, tormenta, alturas de banda
congelada y brillante) 2A25
Tasa de Precipitación en forma de lluvia de
radar, Reflectividad, y Perfil de Atenuación

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Productos de Lluvia de TRMM PR

Nivel 3 Datos Grillados Resoluciones -
0.5x0.5 y 5x5 latitud-longitud (para una
banda de latitud de 40N a 40S) - Mensual
- 2, 4, 6, 10, 15 km niveles
verticales Formato de Datos HDF
comprimido Nombre Cantidad 3A25
Tasa de precipitación en forma de lluvia total y
condicional, Reflectividad de Radar, atenuación
integrada a lo largo del camino para tipo de
lluvia, Alturas de banda congelada y brillante, y
Profundidad de Capa de nieve-hielo 3A26
Distribución de probabilidad de Tasa de Lluvia
en la superficie, a 2 km, y 4 km
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TRMM Instrumento de Imágenes en Microondas (TMI)
TMI Tasas de Lluvia - Huracán Irene

• Sensor en microondas pasivo que mide tasas de
  lluvia precisas
• Frecuencia (GHz) y polarización 10.65 (dual),
  19.35 (dual), 22.235 (individual), 37.0 (dual), y
  85.5 (dual)
• Ancho de franja 878 km x campo de visión 5.1 km
  (a 85.5GHz)

mm/hora
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Productos de Lluvia de TRMM TMI

Nivel 1 2 Datos Orbitales Franja
760 km (870 km después de impulsar la órbita)
Resolución 5 a 45 km horizontal (dependiente
del canal), 14 niveles verticales hasta 18
km Formato de Datos HDF comprimido Nombre Canti
dad 1B11 Radiancias y Brillo en
Microonda, Temperaturas con Información de
geolocación 2A12 Perfiles
Hidrometeorológicos (partículas de nube, lluvia,
hielo/nieve), Perfiles de calentamiento latente
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Productos de Lluvia de TRMM TMI

Nivel 3 Datos Grillados
Resoluciones - 0.5x0.5 latitud-longitud, 14
niveles (para una banda de latitud de 40N a
40S) - Mensual Formato de Datos HDF
comprimido Nombre Cantidad 3A12
Perfiles de Temperatura, Perfiles de Vapor de
Agua, Lluvia, Tasa de Precipitación, Nubes agua
liquida Liquida/hielo, Calentamiento Atmosférico
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Productos de Lluvia de PR y TMI Combinados
Nivel 2 Resoluciones Franja (5 Km x 247
Km) (para una banda de latitud de 40N a
40S) Formato de Datos HDF Comprimido Nombre
Cantidad 2B31 Tasa de Precipitación en
Superficie, Perfil de Calentamiento
Latente Nivel 3 Resoluciones 5x 5 (para
una banda de latitud de 40N a 40S), Mensual
Formato de Datos HDF Comprimido Nombre Ca
ntidad 3B31 Tasa de Precipitación en
Superficie, Perfil de Calentamiento Latente

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Escaner en el Visible e Infrarrojo (VIRS)

• Mide la radiación emitida de la Tierra en 5
  regiones espectrales, del visible al infrarrojo
  (0.63 a 12 µm)
• Ancho de franja 833 km x FOV 2.4 km
• Delinea la caída de lluvia y ayuda a calibrar las
  medidas de TRMM con las de Polar Orbiting
  Environmental Satellites (POES) y Geostationary
  Operational Environmental Satellites (GOES)

Huracán Hanna (9-1-2008) PR TMI sobre VIRS
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TRMM Validación en Tierra (GV por sus siglas en
inglés) (De Wolff et al., 2005 J Atmospheric
and Oceanic Technology)
Mapa global que muestra las ubicaciones de los
cuatro sitios para TRMM GV DARW (Darwin,
Australia) HSTN (Houston, TX) KWAJ (Kwajalein,
Republic of the Marshall Islands) y MELB
(Melbourne, FL).
Bias de estimaciones de los satélites TRMM
relativo a GV para Ene 2001Abr 2002 para (a)
KWAJ y (b) MELB. Estos bias son calculados
comparando la tasa de precipitación en forma de
lluvia promedio sobre 0.5 0.5 píxeles en el
dominio GV. Solamente los píxeles considerados
como océano por los algoritmos del satélite
TRMM son mostrados.
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TRMM Validación en Tierra (De Wolff y Fisher,
2008 J Atmospheric and Oceanic Technology)
Comparaciones de las intensidades de
precipitación en forma de lluvia promedio de TMI,
PR, y COM y las intensidades de precipitación en
forma de lluvia del radar GV en MELB. Perfiles de
tasa de lluvia para (izquierda arriba) todos los
datos juntos (derecha arriba) solo océano,
(izquierda abajo) solo tierra, y (derecha abajo)
solo la costa. basados en los datos de 1999-2004)
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Derivación de Tasa de Precipitación y Cantidad
de Lluvia TRMM Producto 3B42
(Las sesiones de capacitación actuales utilizarán
estos datos)
El TRMM 3B42 intercalibra y combina tasas de
lluvia de PR y TMI con tasas de lluvia de
estimados de precipitación SSMI, AMSR y AMSU-B, y
estimados de tasa de precipitación en forma de
lluvia de medidas en el infrarrojo de satélites
en órbita baja y geoestacionaria. El producto de
lluvia final es calibrado con análisis de medidas
de lluvia en una escala de tiempo mensual.
SSMI Special Sensor Microwave Imager AMSR
Advanced Microwave Scanning Radiometer AMSU Advan
ced Microwave Sounding Unit
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El Análisis Multi-satelital de Precipitación de
TRMM Estimaciones Combinadas en Microonda (De
Huffman et al. 2006, J. of Hydrometeorology)
Estimación combinada en microonda para el período
de 3 horas centrado a las 0000 UTC, 25 Mayo 2004
en mm h1. Las áreas en negro indican regiones con
ausencia de estimaciones de confianza, mientras
que los ceros en las áreas restantes representan
la cobertura de varios sensores. El orden de
prioridad y el color cero correspondiente son TMI
(blanco), SSM/I (gris claro), AMSR-E (gris), and
AMSU-B (gris oscuro). (En TMPA los TMI, SSM/I, y
AMSR-E están promediados donde hay
superposición).
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TRMM Producto Multi-satelital Combinado
Nivel 3 Datos Grillados Resoluciones -
0.25x0.25 latitud-longitud (para
una banda de latitud de 50N a 50S) - cada 3
horas, diario, mensual Formato de DatosHDF
comprimido Nombre Cantidad 3B42
Tasas de precipitación (lluvia) cada 3 horas y
diaria 3B43 Tasas de precipitación (lluvia)
promediadas mensuales Climatología y anomalías
mensuales
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Obtención de Productos TRMM
Todos los productos de TRMM (nivel -1 , -2, y -3)
pueden ser descargados de http//mirador.gsfc.nasa
.gov por una búsqueda de palabra clave, por
tiempo y lugar/región
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TRMM y Productos Combinados Multi-satelitales
3B42 y 3B43. La visualización On-line y Análisis
puede llevarse a cabo en
http//disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni/
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TRMM Datos para el Clima
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TRMM Datos para Clima RegionalColombia
Precipitación en forma de Lluvia Mensual
Basados en TRMM y el Centro de Precipitación
Global - Climatología basada en medida de lluvia
sobre Colombia
La caída de lluvia sobre Colombia muestra dos
temporadas de lluvia diferenciadas Abril -
Junio y Septiembre - Noviembre La lluvia
acumulada mensual es máxima en Mayo 250 mm
TRMM
GPCC Medida de Lluvia
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TRMM Datos para Estado del Tiempo
Sistemas de Lluvia sobre Brazil 12-14 Enero 2011
La lluvia torrencial induce el corrimiento de
tierra e inundaciones alrededor de Rio de Janeiro
en Enero 2011
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Herramienta de Información TRMM Inundación y
Corrimiento de Tierra en Tiempo
Cuasi-real (http//trmm.gsfc.nasa.gov/publications
_dir potential_flood_hydro.html))
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Gracias!
Amita Mehta NASA-UMBC-JCET
amita.v.mehta_at_nasa.gov
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TRMM Radar para Precipitación (PR) Desafíos
Tecnológicos

• El radar en el espacio requiere de potencia
  suficiente para detectar el débil eco de retorno
  de las gotas de lluvia según visto desde la
  altura de la órbita de TRMM.
• Mapas de alta resolución tridimensionales de la
  lluvia durante el tiempo que el satélite pasa por
  tormentas locales.
• El radar necesita producir un haz radiante
  angosto para que el área de estudio sea lo
  suficientemente pequeña para destacar las
  características de interés en la tierra - esto
  es, buena resolución de tierra.
• Hacer que el haz barra un camino sobre la
  superficie en tierra lo suficientemente ancho
  para brindar buena cobertura a medida que el
  satélite se mueve a lo largo de su órbita

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TRMM Instrumentos para Percepción de Lluvia

• La disponibilidad de múltiples productos de
  precipitación de los varios sensores de lluvia de
  TRMM se debe al hecho que cada uno tiene varias
  ventajas y desventajas.
• La mejor estimación de precipitación depende de
  la aplicación. El TRMM PR provee la resolución
  espacial más alta (4 km), la mejor resolución
  vertical (80 niveles) pero tiene un ancho de
  franja que es 1/3 más corta que la de TMI.

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Productos de Lluvia de TRMM