Variación espacio-temporal de la nubosidad usando el producto máscara de nubes modis sobre el Perú

Abstract

La nubosidad o cobertura nubosa es el resultado del espacio que ocupa las nubes en el cielo, que viene a ser la mejor representación de los procesos físicos que interactúan en un lugar determinado. Además, es una limitación importante en las aplicaciones del sensoramiento remoto óptico en lugares donde abundan las nubes como lo es la zona tropical donde se ubica el Perú. Su ubicación geográfica hace que posea una variedad de climas, y la variable meteorológica como la cobertura nubosa hace que varié durante todo el año. Esta investigación tuvo por objetivo principal determinar la cobertura nubosa promedio en el Perú para el periodo 2002 – 2018, usando el producto satelital Máscara de Nubes del sensor MODIS en base a cobertura nubosa en términos de cielo despejado. Para ello se utilizó los satélites Terra y Aqua que poseen este sensor durante del periodo 2002 – 2018 en dos rangos horarios (10 – 11 am y 1 – 2 pm, respectivamente); además, se analizó la relación que guardan los sistemas meteorológicos a nivel sinóptico que promueven la formación de cobertura nubosa en el continente, así como en el Perú. Finalmente, se compararon con las condiciones promedios de cobertura nubosa registradas por estaciones meteorológicas terrenas para cotejar la cobertura nubosa hallada por las imágenes satelitales y las expresadas a través de los reportes meteorológicos METAR. Los resultados muestran que sí representa la cobertura nubosa en cada mes del año, los meses del verano se observa que en la región Sierra y Selva la probabilidad de tener cielo despejado es muy baja, y en la región Costa es alta la probabilidad; en los meses de invierno sucede lo contrario, en la región Sierra y Selva la probabilidad de tener cielo despejado aumenta y en la región Costa disminuye la probabilidad. El aumento de cobertura nubosa dependerá de la concentración de humedad que hay en la cuenca amazónica que es el lugar principal de formación de nubes en el continente sudamericano y afecta al Perú, ya que la temperatura promedio del aire es alta y constante todo el año. La validación resultó buena para la mayor parte del territorio de Perú con una correlación superior al 0.8; sin embargo, subestima los valores y presenta errores no tan grandes. Por lo que el promedio obtenido del producto Mascara de Nubes del sensor MODIS, sirve para representar adecuadamente el comportamiento de la variable cobertura nubosa en el Perú y apoyaría en la planificación de actividades de sensoramiento remoto, predicción del tiempo atmosférico, gestión de desastres, energías renovables, entre otros.

The cloudiness or cloud cover is the result of the space that clouds occupy in the sky, which is the best representation of the physical processes that interact in a given place, it is also an important limitation in the applications of optical remote sensing in places where clouds abound such as the tropical zone where Peru is located. The geography of Peru means that it has a variety of climates and meteorological variables such as cloud cover vary in each month of the year. The main objective of this research was to determine the average cloud coverage in Peru over a period of years using the satellite product Cloud Mask of the MODIS sensor based on cloud coverage in terms of clear skies. For this purpose, the Terra and Aqua satellites that have this sensor were used during the period 2002 - 2018 in two-time ranges; Furthermore, it was determined that meteorological systems at the synoptic level promote the formation of cloud cover in the continent, as well as in Peru; and it was compared with meteorological stations that record cloud cover to see if they correctly represent the variable. The results show that it does represent the cloud cover in each month of the year. During the summer months, it is observed that in the Sierra and Selva region the probability of having a clear sky is very low, and in the Coast region the probability is high; In the winter months the opposite happens: in the Sierra and Selva region the probability of having a clear sky increases and in the Coast region the probability decreases. The increase in cloud cover will depend on the humidity concentration in the Amazon basin, which is the main place of cloud formation in the South American continent and affects Peru, since the average air temperature is high and constant throughout the year. The validation was good for most of the territory of Peru with a correlation higher than 0.8; however, it underestimates the values and presents not so large errors. Therefore, the average obtained from Mr. MODIS's Cloud Mask product serves to represent the climate of the cloud cover variable in Peru and would support remote sensing, weather forecasting, disaster management, renewable energy, among others.