Figura 1
(1) Imagem Aqua MODIS em composição colorida (R: 645 nm, G: 555 nm e B: 469 nm) com áreas em condição geométrica de sunglint em 3/2/2014 16:45 GMT. Assinaturas espectrais foram adquiridas na condição de intenso sunglint (A), moderado sunglint (B) e fora da condição de sunglint (C) e comparadascom o espectro solar no topo da atmosfera estimado de acordo com Thuillier et al. (2003)THUILLIER, G.; HERSÉ, M.; FOUJOLS, T.; PEETERMANS, W.; GILLOTAY, D.; SIMON, P.C.; MANDEL, H. The solar spectral irradiance from 200 to 2400 nm as measured by the SOLSPEC spectrometer from the ATLAS and EURECA missions. Sol Phys, v. 214, n. 1, p. 1-22, 2003.. (2) Imagem de TSM MODIS com nuvens mascaradas e (3) CSM MODIS com nuvens e sunglint mascarados em branco.
Figura 2
Esquematica da geometria de aquisição de imagens orbitais de sensores ópticos: sistema sol, superfície do mar e sensor (ver texto para explicação dos termos). O ângulo de azimute relativo ao sol e a visada do sensor φ é 180°.
Figura 3
Imagem MODIS na condição de sunglint sobre a Foz do Rio Amazonas, adquirida dia 2/9/2006 às 16:33GMT.
Figura 4
Sazonalidade da ocorrência de sunglint em imagens do sensor MODIS, satelite Terra. (1). Transecto acompanhando uma faixa de varredura do sensor MODIS, satelite Terra (linha vermelha), em aquisição contemplando o largo do embaiamento de Santos, costa sudeste brasileira e regiões oceanicas, em 5/1/2015 às 13:05 GMT. (2) Esquema da geometria de aquisicao considerando o cone de sunglint-ξ (ver texto). (3) Angulo entre o sensor e o sol para o transecto durante o ano em relacao ao angulo de cone de sunglint-ξ. Geometrias dentro do cone, i.e. menores que 15°, são potencialmente contaminadas pelo sunglint. (4) Modelagem da variacao sazonal da relfectancia de sunglint. Conservando a geometria de visada, a variacao da declinacao solar determina a intensidade do sunglint. O limite de 0,005 sr-1 (de acordo com McClain et al., 1995MCCLAIN, C.R.; ARRIGO, K.R.; ESAIAS, W.; DARZI, M.; PATT, F.S.; EVANS, R.H.; BROWN, C.W.; BROWN, J.W.; BARNES, R.A.; KUMAR, L. SeaWiFS quality control masks and flags: initial algorithms and implementation strategy. In: McCLAIN, C. R. et al. (Eds.). SeaWiFS Algorithms. Greenbelt: Goddard Space Flight Center, 1995. p.3-7. (Sea WiFS Technical Report Series, 28 pt 1).) determina a contaminação por sunglint em imagens do espectro visivel.
Figura 4
Sazonalidade da ocorrência de sunglint em imagens do sensor MODIS, satelite Terra. (1). Transecto acompanhando uma faixa de varredura do sensor MODIS, satelite Terra (linha vermelha), em aquisição contemplando o largo do embaiamento de Santos, costa sudeste brasileira e regiões oceanicas, em 5/1/2015 às 13:05 GMT. (2) Esquema da geometria de aquisicao considerando o cone de sunglint-ξ (ver texto). (3) Angulo entre o sensor e o sol para o transecto durante o ano em relacao ao angulo de cone de sunglint-ξ. Geometrias dentro do cone, i.e. menores que 15°, são potencialmente contaminadas pelo sunglint. (4) Modelagem da variacao sazonal da relfectancia de sunglint. Conservando a geometria de visada, a variacao da declinacao solar determina a intensidade do sunglint. O limite de 0,005 sr-1 (de acordo com McClain et al., 1995MCCLAIN, C.R.; ARRIGO, K.R.; ESAIAS, W.; DARZI, M.; PATT, F.S.; EVANS, R.H.; BROWN, C.W.; BROWN, J.W.; BARNES, R.A.; KUMAR, L. SeaWiFS quality control masks and flags: initial algorithms and implementation strategy. In: McCLAIN, C. R. et al. (Eds.). SeaWiFS Algorithms. Greenbelt: Goddard Space Flight Center, 1995. p.3-7. (Sea WiFS Technical Report Series, 28 pt 1).) determina a contaminação por sunglint em imagens do espectro visivel.
Figura 5
Imagem do MODIS Aqua (859 nm) na condição de
sunglint em 9/1/2010 às 16:25 GMT sobre aplataforma continental sudeste brasileira. Observa-se que variações de brilho na imagem do infravermelho próximo (1) coincidem com feições de TSM (2) devido ao seu efeito na estabilidade da camada limite oceano-atmosfera. (3) O transecto demostra a variação do
sunglint, nas bandas do vermelho (645 nm) e infravermelho proximo (859 nm), relacionada com a variação na TSM. Como descrito por
Belkin e O'Reilly (2009)BELKIN, I.M.; MILLER, P. Composite front maps for improved visibility of dynamic sea-surface features on cloudy SeaWiFS and AVHRR data. J Marine Syst, v. 78, n. 3, p. 327-336, 2009. e esquematizado na
Fig. 6 no lado mais quente da frente, a ascensão do vapor d'água associado à transferência de calor latente aumenta a turbulência na camada limite. Isto resulta em instabilidade na camada limite e aumento do vento de superfície. Já no lado mais frio da frente, os processos de instabilidade na camada limite são diminuídos, resultando em um vento de superfície menos intenso. Consequentemente, uma suavização na rugosidade da superfície do mar.
Figura 6
Esquema ilustrativo da diferente resposta na rugosidade do oceano em função da ocorrência de frentes térmicas. Adaptada de Robinson (2004)ROBINSON, I.S. Measuring the oceans from space: the principles and methods of satellite oceanography. Berlin: Springer, 2004..
Figura 7
Feições oceanográficas observadas em imagem MODIS Aqua em condição geométrica de sunglint de 2/1/2010 às 16h20min GMT. (1) Composição colorida (R: 645 nm, G 555 nm e B: 469 nm) obtida pela fusão com a banda do infravermelho próximo (859 nm). (2) Infravermelho próximo com realce na área de intensa convergência (ver texto). (3) Imagem esquemática descrevendo as principais feições sobrepostas à TSM. As letras denotam os domínios de AT - Água Costeira (A), vórtice de São Tomé (B) e AC - Água Costeira (C). (4) Corrente na superfície do mar de 1/1/2010 da base de dados Ocean Surface Current Analyses Real-time (OSCAR) (Bonjean e Lagerloef, 2002BONJEAN, F.; LAGERLOEF, G.S.E. Diagnostic model and analysis of the surface currents in the tropical Pacific Ocean. J Phys Oceanogr, v. 32, n. 10, p. 2938-2954, 2002.) e (5) corrente geostrófica de 2/1/2010 estimada por altimetria, calculada por Salto/Ducas e disponibilizado pela site da AVISO.
Figura 8
Imagem MODIS Terra de 5/1/2013, 13:15 GMT, na condição geométrica de sunglint. A composição colorida (R: 645 nm, G: 555 nm e B: 469 nm) mostra a área marinha em coloração amarelada devido à contaminação por reflexão especular entre sol, superfície e água (1). Na área de destaque (3) o sunglint permite diferenciar filmes biogênicos na região da Bacia de Campos e arredores de Cabo Frio, RJ. O quadro esquemático (2) descreve a ocorrência de filmes biogênicos na área de destaque em 4 domínios: (A) advectados pela Corrente do Brasil, (B) sob influência de feições de mesoescala, (C) filmes em área de ondas internas solitárias e (D) em área de elevada biomassa fitoplanctônica.
Figura 9
Reflectancia de sunglint (rg) modelada para imagem MODIS Terra de 5/1/2013 13:15 GMT. As curvas de rg foram modeladas para água limpa (linha tracejada) e água com presenca de surfactantes (linha continua). Os picos das curvas são posicionados proximos a θvisada 28°, resultando na detecção de filmes com um contraste positivo e brilho intenso. Os parametros da modelagem do rg considerados sao: θsol 27,5°, φ 11,7°, direção do vento 145° e magnitude do vento 4,2 m/s, na posicao 23,21° S e 41,84° W.
Figura 10
(1) Imagem Aqua MODIS na condição de sunglint em 12/11/2011 10:20 GMT em composição colorida com resolução de 500 m. (2) Destaque da mancha paroduzida pelo vazamento de óleo no campo de Frade. (3) Destaque na resolução de 250 m na banda do infravermelho próximo (859 nm) e (4) banda do vermelho (645 nm). Os filmes minerais são identificados por um contraste negativo em relação à cena, ou seja, mais escuro em relação aos demais pixels presentes no sunglint (ver texto para explicação).
Figura 11
Reflectância de sunglint (rg) modelada para imagem MODIS Aqua de 12/11/2011 10:20 GMT. As curvas de rg modeladas para água limpa (linha tracejada) e agua com presenca de surfactantes (linha continua) possui picos centrados nos angulo de reflexão especular entre o sol, superficie e sensor. A diferente posição dos picos, tanto em relação a rg máxima e em relação a visada do sensor, ocorre devido ao comportamento diferente da rugosidade para agua limpa e água com surfactantes. Parâmetros da modelagem do rg são: θsol 27,2°, φ 175°.
Figura 12
Imagem Envista ASAR no modo Wide Swat Image de 25/11/2011 às 11:25 GMT (1), sobre a Bacia Sedmentar do Frade, RJ, próxima a Costa Sudeste Brasileira. As áreas selecionadas (2 e 3) foram extraídas da mesma imagem ASAR e demonstram o resultado da detecção de filmes minerais pelo método de classificação textural por semivariograma Unsupervised Semivariogram Textural Classifier (USTC), como descrito por Pellon et al. (2004)PELLON DE MIRANDA, F.; MARMOL, A.M.Q.; PEDROSO, E.C.; BEISL, C.H.; WELGAN, P.; MORALES, L.M. Analysis of RADARSAT-1 data for offshore monitoring activities in the Cantarell Complex, Gulf of Mexico, using the unsupervised semivariogram textural classifier (USTC). Can J Remote Sens, v. 30, n. 3, p. 424-436, 2004.. Detecção de óleo próximo à plataforma da Chevron (2) caracterizada pelo baixo retroespalhamento (alvo escuro) e demarcado pelas linhas vermelhas. Feições de filmes minerais capturados pelo vórtice oceanográfico de São Tomé (3).
Figura 13
Exemplo de ondas intenas solitárias (OIS) observadas sobre a plataforma continental próximo à Cabo Frio, RJ em imagem MODIS na condição geométrica de sunglint adquirida em 9/1/2010. (1) Composição colorida (R:645 nm, G: 555 nm e B: 469 nm) e (2) OIS detectadas pela banda do infravermelho próximo (859 nm) em resolução espacial de 250 m.
Figura 14
Imagem MODIS Terra na condição de sunglint sobre o litoral sudeste do Brasil, adquirida em 12/2/2015 às 13:15 GMT. (1) Composição colorida (R:645 nm, G: 555 nm e B: 469 nm). (2) A região ampliada mostra rolos (rolls) atmosféricos discriminados na banda do infravermelho próximo (859 nm) com resolução espacial de 250 m. (3) O transecto extraido das bandas do vermelho (linha vermelha) e infravermelho próximo (linha preta) permitem inferir informações sobre a extrutura destes rolls, como por exemplo, o comprimento de onda λ ≅ 1.6 km. (4) O perfil atmosférico da velocidade do vento zonal e meridional extraído da Reanálise NCEP/NCAR demonstra a variação do vento entre a camada de superfície e o topo da camada limite atmosférica. (5) Os rolls atmosféricos estão alinhados com o vetor de cizalhamento do vento Vc calculado pelo vento na superfície V0 e o vento na porção superior da camada limite Vm.
Figura 15
Imagem MODIS Aqua em condição geométrica de sunglint adquirida em 6/1/2013 com resolução espacial de 250 m. (1) Banda 645 nm (vermelho) e (2) banda 859 nm (infravermelho próximo). São distinguidas as seguintes feições impressas na assinatura do sunglint: rolls atmosféricos, OIS, além da ocorrência de nuvens e suas respectivas sombras.
