Son extremadamente numerosas las aplicaciones de la teledetección espacial. Impulsadas por el desarrollo tecnológico, se han diversificado y especializado, convirtiéndose en uno de los paradigmas de por qué debemos invertir en el espacio. De ellas se obtienen no sólo resultados científicos, sino también beneficios económicos, atrayendo empresas que han equipado y lanzado a sus propios vehículos.
En todo caso, las aplicaciones de la teledetección podrían dividirse en función de hacia qué parte de nuestro planeta están dirigidas: la atmósfera, los océanos o la tierra firme.
Los satélites meteorológicos son vehículos de teledetección muy especializados, que por su importancia han adoptado un carácter propio. La atmósfera es su objetivo principal, aunque también pueden extraer información útil de los océanos y de la tierra. Operan desde órbitas polares o desde órbitas geoestacionarias (para mantener un punto de observación fijo). Esenciales para hacer posibles las previsiones meteorológicas, estos satélites toman fotografías (en el visible y el infrarrojo) de las capas nubosas, miden la humedad de la atmósfera, observan los vientos, etc. Desde los TIROS o Nimbus de los años 60 y 70, mucho han avanzado las cosas. Diversos países y organizaciones disponen de satélites meteorológicos, como los GOES, NOAA, Meteosat, Fengyun, etc., proporcionando una cobertura global y sin interrupciones.
Pero la atmósfera contiene mucho más que nubes. Antes de los satélites de teledetección poco sabíamos de la capa de ozono y de lo que le estaba ocurriendo debido a ciertos compuestos químicos que vertíamos a la atmósfera. El seguimiento día a día de dicha capa, y en especial del agujero provocado por estos últimos, ha posibilitado verificar si las medidas correctoras funcionan o no. Los satélites también miden la cantidad de aerosoles en suspensión, partículas de todo tipo que pueden afectar al clima. Por ejemplo, cuando se produce una erupción volcánica y ésta lanza polvo al espacio, podemos saber cómo influirá ello en el índice de reflexión de la radiación solar y si la Tierra se enfriará o calentará en consecuencia.
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