Se diseñó y desarrolló una aplicación Web para visualización de productos satelitales en la que se despliegan productos  generados a partir de información del satélite geoestacionario GOES16. La finalidad de este desarrollo es crear productos con las características necesarias para que resulten de utilidad en los estudios que realizan usuarios expertos de los diversos fenómenos que ocurren alrededor del territorio mexicano, en particular para el centro de México y en apoyo al análisis de la calidad del aire.

Objetivo

Desarrollar  una aplicación Web en la que se  desplieguen productos atmosféricos generados a partir de información satelital GOES 16.  

Dominios Considerados

Los productos que se despliegan en el visualizador se generaron considerando dos dominios que corresponden a: 1) a un dominio amplio que se extiende desde el Océano Pacífico hasta el Océano Atlántico, Golfo de México y Mar Caribe con el objetivo de observar el desarrollo temprano de fenómenos hidrometeorológicos que pudieran afectar el territorio mexicano, 2) un dominio en la parte central de México. Las coordenadas extremas de los dos dominios se presentan en la Figura 1.

Figura 1 Dominios de los productos

Descripción general del sistema

Datos satelitales de entrada

Los datos utilizados para generar los productos se descargan de dos fuentes que se describen a continuación. El satélite GOES-16 está equipado con un sensor Advanced Baseline Imager (ABI) que cuenta con 16 canales. Cada canal proporciona información útil para diferentes propósitos de observación y predicción meteorológica.

• LANOT: Los datos se descargan de los servidores del LANOT utilizando el protocolo FTP
• Servicio de almacenamiento Amazon: Los datos se descargan utilizando el protocolo Https desde la url https://noaa-goes16.s3.amazonaws.com/index.html

Cada una de las fuentes presentan los datos en diferentes formatos y niveles de preprocesamiento por lo que se crearon scripts específicos para cada tipo de fuente. En la Figura 2 se presentan los diagramas con los procesos que se desarrollaron para cada tipo de fuente de datos. La diferencia más importante cuando se bajan datos con la información de las bandas del GOES 16 desde los servicios de Amazon es que se encuentran en una proyección diferente y el dominio es global. En el caso de los datos de LANOT los datos tienen la proyección y el dominio adecuado, sin embargo, es necesario convertirlos a valores de reflectancias antes de realizar las operaciones usando una o varias bandas. 

Figura 2. Procesos que se realizan  

Productos generados

A continuación, se presenta una breve descripción de los productos generados a partir de los datos satelitales descargados.

Imagen RGB - Color verdadero

Se refiere a una imagen satelital que se obtiene combinando tres canales de color (rojo, verde y azul) para representar la realidad natural de la superficie de la Tierra. Este tipo de imagen es útil para la interpretación visual de los datos satelitales, ya que permite identificar características específicas de la superficie de la Tierra según cómo reflejan o absorben la luz en los canales de color.

Figura 3. Ejemplo del producto Color verdadero en el dominio 1. 

Imagen RGB - Vapor de agua

Producto que muestra la distribución de vapor de agua atmosférico. Permite a un usuario distinguir dónde se encuentran las regiones con mayor contenido de vapor de agua,  en la ausencia de nubes.  Las corrientes en chorro y ondas de gravedad son características que tradicionalmente se identifican en imágenes de vapor de agua.

Figura 4. Ejemplo del producto RGB vapor de agua en el dominio 2

Imagen RGB - Masas de aire

Este producto satelital es particularmente útil para identificar las trayectorias de las zonas con alto contenido  de vapor de agua (jet streaks) y áreas de alto potencial de vorticidad. Las masas de aire húmedo en los niveles superiores suelen tener coloración verde, mientras que en los niveles medios tiende a la coloración oliva. En la Figura 5 se presenta un ejemplo del producto obtenido para el dominio 2 (lado derecho) además de indicar las operaciones sobre las bandas que se aplican para su generación.

Figura 5. Ejemplo del producto RGB masas de aire en el dominio 2 

Imagen RGB - Temperatura de incendios

Este producto es útil para identificar y monitorear incendios forestales en tiempo real proporcionando información sobre la ubicación y la intensidad de estos.

Figura 6. Ejemplo del producto RGB masas de aire en el dominio 1 

Temperatura en superficie

El producto de temperatura de la superficie terrestre (LST) se deriva de los canales espectrales infrarrojos de onda larga del GOES-R ABI. En este caso, es generado y puesto a disposición de las instituciones asociadas a LANOT vía FTP. En la Figura 7 se presenta un ejemplo de este producto para el dominio 1. Este producto se actualiza cada 10 minutos, sin embargo, los datos tienen un retraso de 30 min.

Figura 7. Ejemplo del producto RGB temperatura de superficie 

Temperatura en tope de nube

Producto en el que se presenta la temperatura en grados Celsius en el tope de nube calculado a partir del canal infrarrojo de la banda 13 que es menos sensible a la absorción de vapor de agua. Para convertir las temperaturas a imágenes se creó una paleta de color que  mapea las temperaturas de -80 °C a -30°C (Figura 8)  destacando las temperaturas más bajas en color rojo. 

Figura 8. Ejemplo del producto temperatura en el tope de nube en el dominio 2

Dirección de viento

En este producto se muestra la dirección del viento en diferentes alturas geopotenciales. Los datos de este producto (ABI-L2-DMWF) se descargan del servicio Amazon y se encuentran disponibles cada hora. En el producto generado se usa como mapa base una imagen del canal 13 (infrarrojo) y se crea una paleta de color que indica la altura geopotencial (Figura 9). 

Figura 9. Ejemplo del producto temperatura en el tope de nube en el dominio 1.

En la página principal de la aplicación se presenta un panel en el que se  muestra al usuario los últimos productos generados.