É fato que os oceanos desempenham um papel primordial para todos os seres vivos e em particular para os seres humanos, seja através da provisão de alimentos (a pesca é uma das mais antigas atividades profissionais existentes), rota de comércio, defesa e expansão territorial e mais recentemente na exploração de recursos minerais e de biotecnologia. No entanto, o oceano é um ambiente muito hostil, o que de certa forma torna seu estudo difícil, muito caro e de alto risco. Dessa forma, os instrumentos oceanográficos requerem tecnologias avançadas para realizar medições à superfície sob condições extremas de agitação marítima ou em profundidade sob pressões até centenas de vezes maiores do que a pressão atmosférica ao nível médio do mar.
Até meados dos anos 70 toda coleta de dados oceanográficos era praticamente feita in situ. Com o advento da tecnologia espacial e o lançamento de sensores a bordo de satélites totalmente dedicados à observação do ambiente terrestre, a carência de informações de TSM e vento sobre a superfície dos oceanos vem sendo suprida. Estas informações têm sido cada vez mais exploradas pela comunidade científica de modo que as plataformas orbitais têm tido, cada vez mais, um papel fundamental nas áreas de Meteorologia e Oceanografia.
Um satélite pode ser projetado para uma ou mais missões, o que dependerá dos objetivos empreendidos. Para se estimar a ROL e a TSM sobre a superfície dos oceanos, os sensores mais utilizados são os de microondas. Tais sensores estão a bordo de satélites multidisciplinares como o Tropical Rainfall
Measuring Mission (TRMM), como também dos satélites do National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).
Os sensores destes satélites possibilitam a obtenção de longas séries de dados de variáveis oceânicas e/ou atmosféricas, além de conseguirem uma cobertura global das mesmas.
O Tropical Microwave Imager (TMI) é o radiômetro a bordo do TRMM, o qual é um projeto conjunto da National Aeronautics and Space Administration (NASA) e do National Space Development Agency of Japan (NASDA). O TRMM/TMI foi colocado em órbita em novembro de 1997, sendo o primeiro sensor com o objetivo exclusivo de adquirir informações meteorológicas na região
tropical e tendo dados disponíveis a partir de 06 de dezembro de 1997 até o presente momento. Este satélite encontra-se em órbita distinta daquela dos satélites tradicionais de órbita polar, posicionado a 350 km acima da superfície terrestre, com uma inclinação de 35° em relação à linha do equador (apêndice 3.1).
O TRMM/TMI opera numa faixa de microondas de 10 GHz e é capaz de determinar também o vapor d’água atmosférico (em mm), taxas de precipitação (em mm/h) e água líquida de nuvem (em mm). Este satélite trafega de oeste para leste numa órbita semi–equatorial e efetivamente se consegue aproveitar os dados entre 40ºN e 40ºS. A resolução de imagem deste radiômetro é de aproximadamente 25 km, o que permite disponibilizar dados com resolução espacial de 0,25º em latitude e longitude em uma grade regular de 1440 x 320 pontos. Os dados do TRMM/TMI podem ser acessados em
http://www.ssmi.com/tmi/tmi_browse.htm.
A família de satélites do National Oceanic and Atmospheric
Administration, supervisionada pelo National Environmental Satellite and Information Service (NOAA/NESDIS), foi iniciada em 1960 com os satélites da
série TIROS e realizou o lançamento de mais de uma dezena de satélites e diversos instrumentos operacionais (sondas e imageadores). Esta série gera diariamente observações globais de padrões meteorológicos e condições ambientais na forma de dados quantitativos. Essas informações são a base para estudos de monitoramento de queimadas, de acompanhamento da atividade fotossintética, de previsão meteorológica detalhada, de zoneamentos agroclimáticos, de estudos de comportamento térmico de paisagens, de mapeamento de secas e inundações, entre outras atividades. Estes satélites permitiram uma cobertura global com resolução espacial de 2,5º em latitude e longitude em uma grade regular de 144 x 73, entre 90ºN e 90ºS e entre 0ºE e 357,5ºE (apêndice 3.1). Os dados dos satélites da NOAA podem ser acessados em http://www.cdc.noaa.gov/cdc/data.interp_OLR.html.
3.1.1 As Vantagens dos Dados Obtidos com Satélites 1. Cobertura Geográfica; 2. Resolução Espacial; 3. Cobertura Temporal; 4. Resolução Temporal; 5. Metodologia Consistente; 6. Inovação Tecnológica; 7. Vantagem Econômica.
As vantagens citadas acima são válidas quando comparadas à coleta de dados in situ, ou seja, através de expedições de navios, utilizando-se boias e outros equipamentos de coleta de dados diretamente extraídos dos oceanos, ou sobre a sua superfície.
A Figura 3.1 mostra séries temporais dos dados de TSM do satélite TRMM/TMI e os valores desta mesma variável coletados in situ pelas boias do projeto PIRATA (apêndice 3.2) em diferentes pontos do oceano Atlântico. Cada coordenada geográfica com seu correspondente número de boia são descritos individualmente nos snapshots e as séries referem-se ao período de dezembro 1997 a junho de 1999 em valores diários.
De acordo com a Figura 3.1, é notável a boa concordância entre os dois procedimentos de medidas da TSM, o que leva a considerar a total confiabilidade dos dados coletados pelo TRMM/TMI – justificado pela coerente calibração do instrumento e de um algoritmo bem estruturado. Esta figura comprova ainda a alta qualidade dos dados do TRMM/TMI para a variável TSM.
Em relação aos satélites da NOAA/NASA, embora não estejam sendo apresentados resultados comparativos de valores medidos com dados in situ, é possível afirmar seu amplo reconhecimento pela comunidade científica para a análise da interação oceano–atmosfera e principalmente para a validação de modelos numéricos.
Figura 3.1 - Comparação da TSM (em ºC) do TRMM/TMI (em preto) e as boias do projeto PIRATA
(em vermelho) no oceano Atlântico Tropical.
Fonte: Apostila da Disciplina Oceanografia por Satélites (Paulo S. Polito e Olga T. Sato – Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo – IO/USP).