S-NPP: PERGUNTAS FREQUENTES

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1 S-NPP: PERGUNTAS FREQUENTES Data 15/09/2015: versão 1.0 Data 01/08/2016: versão O que é S-NPP? S-NPP (Suomi-National Polar-orbiting Partnership) é o primeiro da nova geração de satélites de órbita polar da série JPSS (Joint Polar Satellite System) lançado em 28 de outubro de 2011, operado pelo EUA. 2. Qual horário de passagem e o tempo de revisita do S-NPP? O S-NPP passa sobre o Brasil e parte da América do Sul aproximadamente no horário das 05 às 06 UTC (madrugada) e das 17 às 18 UTC (tarde). O período de revisita é de 16 dias. Não passa no mesmo local todos os dias por tratar-se de um satélite de órbita polar. O horário da passagem diária do satélite S-NPP pode ser verificado no endereço: 3. Qual sensor do S-NPP é utilizado na geração dos produtos de satélite disponíveis na página do CPTEC-INPE? Os produtos são gerados a partir do sensor VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) que possui 22 canais centrados nos comprimentos de onda de 0,412 a 12,013 μm, sendo 5 no visível, 1 Day-Night-Band (DND) no visível e 16 no infravermelho. Informações sobre os sensores do S-NPP podem ser localizadas no endereço 4. Qual a resolução espacial do sensor VIIRS? A resolução espacial depende dos canais, cinco deles tem 375 metros, e os demais tem 750 metros para os canais denominados moderados. No entanto, a resolução das imagens de produtos disponíveis na página é de 1 km.

2 Fonte: 5. Qual a resolução espacial dos produtos apresentados na página do CPTEC/INPE para o S-NPP? A resolução espacial das imagens de produtos é de 1 km, a qual é distinta da resolução dos canais do sensor VIIRS. 6. Qual período de atualização dos produtos S-NPP na página? A atualização do produto na página é aproximadamente duas vezes ao dia, de acordo com a passagem e recepção das informações de satélite no sistema do INPE. Após a passagem do satélite e o recebimento destas informações no parque de antenas do INPE, a atualização na página ocorre entre 2 a 3 horas devido o tempo de processamento (geração de produtos). O horário da passagem do satélite S-NPP pode ser verificado no endereço:

3 7. Como obter imagens de produtos para datas anteriores? Através da página Acervo de Imagens HD também é possível ter acesso ao acervo de imagens dos produtos S-NPP gerados, onde é disponibilizado o histórico de imagens ao lado de cada produto listado no menu. Esse acesso a datas anteriores pode ser feito por meio da visualização da imagem no mapa ou por meio de download da imagem em conjunto com seu respectivo arquivo de navegação. 8. Quais os produtos disponíveis na página do CPTEC-INPE? Os produtos disponíveis na página do CPTEC-INPE são: CVIIRS True Color (RGB) Temperatura do Topo da Nuvem (Cloud Top Temperature) NDVI (Índice de Vegetação) diário, quinzenal e mensal Temperatura da Superfície (Land Surface Temperature) Espessura Óptica do Aerossol (Aerosol Optical Thickness) Fase da Nuvem (Cloud Phase) Máscara da Nuvem (Cloud Mask) Sensor VIIRS canal 15 (10,7 micron) Sensor VIIRS DNB Night Band 9. Quais são os outros produtos gerados a partir do S-NPP e que não são disponibilizados na página do CPTEC-INPE? Reflectância da Superfície (Surface Reflectance) RGB com identificação de pontos de fogo (Tcolor Fire) Identificação de máscara de fogo e flags de qualidade (Fire Mask and Quality Flags) Tamanho da Partícula Efetiva da Nuvem (Effetive Particle Size) Tamanho da Partícula do Aerossol (Aerosol Particle Size) EVI (Índice de Vegetação) Cobertura de neve (Snow Cover) Tipo de matéria suspensa (Suspended Matter Type) Espessura Óptica da Nuvem (Cloud Optical Thickness)

4 10. Qual software é usado para gerar os produtos do S-NPP? O software da NASA com a sigla IPOPP (International Polar Orbiting Processing Package) é responsável pela geração dos produtos do satélite S-NPP. A operacionalidade do processo é realizada pela DGI-INPE e DSA/CPTEC/INPE, sendo que a primeira é responsável pela recepção e ingestão de dados, enquanto a segunda gera os produtos de satélite e disponibiliza na página. 11. E a confiabilidade dos produtos? Estes produtos são baseados em estudos realizados pela comunidade científica apoiada pela NOAA e NASA. A DSA/CPTEC/INPE, através de pesquisa científica, também trabalha em um processo de validação sobre a América do Sul, buscando melhorias regionais para o produto. Porém, a maioria dos produtos está em fase de teste e estudos de validação. A NASA disponibiliza informações sobre a qualidade dos produtos na seguinte página: Como posso obter informações detalhadas dos algoritmos de cada produto? Cada produto de satélite apresenta uma documentação detalhada do processamento dos dados preparada pela NASA. Estes documentos são denominados ATBD (do inglês Algorithm Theoretical Basis Document) e podem ser acessados no link: Como referenciar o uso dos dados do INPE? Os produtos apresentados na página do CPTEC/INPE não podem ser usados para propósitos comerciais, copiados integral ou parcialmente para a reprodução em meios de divulgação, sem a expressa autorização do CPTEC/INPE. Para utilização, os usuários deverão sempre mencionar a fonte das informações e dados como "CPTEC/INPE". 14. Quais os formatos dos arquivos de dados e imagens dos produtos S-NPP? Geralmente os arquivos de dados estão no formato hdf5, porém as imagens, estão no formato TIF. 15. Qual o período de disposição dos produtos? Na página, para a maior parte dos produtos S-NPP é possível ter acesso ao acervo

5 contendo o histórico de imagens desde meados de outubro de 2014, a partir de quando os dados brutos passaram a ser processados para a geração dos produtos. Entretanto, dependendo do produto, é possível haver ausência de dados em algumas datas do histórico de imagens. O usuário pode acessar a informação de datas anteriores por meio da visualização no mapa ou pode baixar a imagem com seu respectivo arquivo de navegação. 16. Algumas informações resumidas sobre os produtos disponíveis no portal da DSA/CPTEC-INPE O produto é obtido a partir dos dados brutos do satélite que passa por vários algoritmos de processamento. Para isso é necessário o conhecimento de alguns termos de identificação do nível de processamento: RDR (Raw Data Record): é o nível 0 de processamento, o arquivo inicial com dados de cada sensor ainda em número digital; SDR (Sensor Data Record): é o nível 1 de processamento, geralmente armazena dados reais de TB (Temperatura de Brilho) ou radiância e/ou reflectância; EDR (Environmental Data Record): é o nível 2 de processamento, nível que utiliza os dados do nível 1 como entrada de dados juntamente com dados auxiliares para a geração de produtos (tais como temperatura da superfície, fase da nuvem, aerossóis, entre outros). As imagens de produtos geralmente apresentam resolução espacial de 0.01º, aproximadamente 1 km. Para cada produto existe um documento referente ao algoritmo e um conjunto de informações denominado ATBD (Algorithm Theoretical Basis Document), do qual foi traduzido parte do texto abaixo. Os ATBDs podem ser acessados através do link: CVIIRS True Color É um produto que considera a combinação de 3 canais centrados no visível e do infravermelho próximo associados às bandas espectrais do RGB (Red, Green, Blue). A resolução espacial desse produto é de 0,01º, ou seja, aproximadamente 1 km. TEMPERATURA DO TOPO DA NUVEM A Temperatura do topo da Nuvem, denominada como CTT do inglês Cloud Top Temperature, é definida apenas para as regiões identificadas com a presença de cobertura de nuvem dentro de uma célula (uma determinada área espacial) e representa a temperatura média horizontal do conjunto de camadas de nuvens que estão dentro das

6 células. Considerando que dentro de uma célula pode ocorrer multicamadas verticais de nuvens, a temperatura do topo de nuvem é considerada apenas para as nuvens mais altas. Para acessar as informações do algoritmo que descreve o processamento do produto de Temperatura do Topo da Nuvem (CTT), ver o ATBD NDVI O produto de NDVI (Índice de Vegetação) é estimado utilizando dois canais do VIIRS centrados em 0,64 e 0,865 m. O pacote IPOPP gera produtos de NDVI para cada passagem de satélite. Na página da DSA/CPTEC/INPE são disponibilizadas imagens de NDVI diário (ou seja, para cada passagem do S-NPP), bem como composições quinzenais e mensais. A descrição detalhada do algoritmo referente ao NDVI diário processado pelo software IPOPP pode ser localizada no ATBD _VIIRS_Vegetation_Index_ATBD_Rev-_ pdf. TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DA TERRA Denominada como LST do inglês Land-surface Temperature, a Temperatura da Superfície da Terra é obtida para cada tipo de solo de acordo com o programa IGBP (International Geosphere Biosphere Program). Seu algoritmo utiliza os canais do infravermelho e outros produtos do S-NPP como entrada (classificação da cobertura terrestre e máscaras de nuvens, gelo/neve e continente/oceano). O algoritmo multicanal de satélite permite recuperar LST global com 3 a 4 K de acurácia (Becker and Li, 1990; Dozier and Wan, 1994; Li and Becker, 1993). Para acessar as informações do algoritmo que descreve o processamento do produto de Temperatura da Superfície Terrestre, ver o ATBD, ESPESSURA ÓPTICA DO AEROSSOL O produto de espessura óptica do aerossol (AOT, sigla inglesa para Aerosol Optical Thickness) é baseado nos canais do sensor VIIRS, localizados no intervalo de 0,412 a 2,25 μm, centrados em canais de janela e de banda estreita, minimizando a absorção dos gases como O 2, O 3, H 2 O. Os dados de entrada no algoritmo são máscara de nuvens, máscara continente/oceano do VIIRS e dados auxiliares do modelo da NOAA. O método de inferência é baseado no método aplicado no sensor MODIS a bordo dos satélites americanos Aqua e Terra, porém considera o conjunto de tabelas LUTs (Look-Up Tables) pré-computadas através de um modelo de Transferência Radiativa sofisticado (6S code, Vermote et al., 1997a; Kotchenova et al., 2006) para múltiplos valores de AOT e diferentes modelos de aerossol. Utlizam-se esses modelos e os dados auxiliares para estimar as reflectâncias de determinados canais, as quais são comparadas com as reflectâncias observadas pelo sensor VIIRS. A solução para o AOT será aquela que minimiza a

7 comparação. Para acessar as informações do algoritmo de processamento do produto Espessura Óptica do Aerossol, ver o ATBD, _ATBD-VIIRS-AOT-APSP_A e B. FASE DA NUVEM O algoritmo do S-NPP categoriza a fase da nuvem em cinco tipos: - Água: Camada única de nuvem composta completamente de gotículas de água; - Fase Mista: Camada única de nuvem composta de uma mistura de água com partículas de gelo ou de água super gelada. - Gelo Opaco: nuvem opticamente espessa com topo de nuvem composta de cristais de gelo. - Cirrus: nuvem opticamente fina com única camada de gelo. - Sobreposição (overlap): ao menos duas camadas distintas de nuvem, tal como sobreposição de uma nuvem de gelo sobre uma nuvem predominantemente na fase da água. Para acessar as informações do algoritmo de processamento do produto Fase da Nuvem, ver o ATBD, MÁSCARA DE NUVEM O algoritmo de máscara de nuvens considera quatro possibilidades de cobertura de nuvem: (1) Nublado, (2) Provavelmente nublado, (3) Provavelmente céu claro, e (4) Céu claro. Diferentes limiares de testes são aplicados baseados sobre o tipo de superfície (ex.: terra e água) e iluminação solar (ex.: dia e noite). A máscara de nuvem é o primeiro produto a ser gerado dentro do grupo EDR (sigla inglesa para Environmental Data Record), pois este é importante na inferência de outros produtos. Para acessar as informações do algoritmo que descreve o processamento do produto máscara de nuvem (VCM-VIIRS Cloud Mask), ver o ATBD SENSOR VIIRS CH.15 (10.7 µm) O canal 15 do sensor VIIRS repesenta a Temperatura de brilho na banda 10,26 11,26 µm, centrado em 10,763 µm com resolução espacial de 750 metros, porém na página o produto é disponibilizado com a resolução espacial de 1 km. SENSOR VIIRS NIGHT BAND O canal "Night Band" é centrado na banda visível 0,5 a 0,9 m e permite destacar durante a noite os pontos de maior luminosidade próximo à superfície da terra ou oceano. Como exemplo, os pontos de iluminação elétrica dos centros urbanos e áreas povoadas podem

8 ser observados do espaço usando este canal, principalmente nas condições de céu claro. Dependendo da fase lunar, em especial em períodos de lua cheia, este produto pode sofrer a influência de nuvens. Referências Bibliográficas Becker, F., and Z. L. Li (1990). Toward a local split window method over land surface. Int. J. Remote Sens. 11, Dozier, J., and Z. Wan (1994). Development of practical multiband algorithm for estimating land surface temperature from EOS/MODIS data. Adv. Space Res., 13, Kotchenova, S.Y., Vermote, E.F., Matarrese, R., and Klemm, F.J., 2006: Validation of a vector version of the 6S radiative transfer code for atmospheric correction of satellite data. Part I: path radiance, Appl. Opt., 45, 26, Li, Z. L., and F. Becker (1993). Feasibility of land surface temperature and emissivity determination from AVHRR data. Remote Sens. Environ, 43, Nakajima, T. and M. D. King (1990). Determination of the optical thickness and effective particle radius of clouds from reflected solar radiation measurements. Part I: Theory. J. Atmos. Sci., 47, Vermote, E.F., D. Tanré, J.L. Deuzé, M. Herman, and J.J. Morcette, 1997a. 6S User Guide Version 2. Second Simulation of the Satellite Signal in the Solar Spectrum (6S). University of Maryland/Laboratoire d Optique Atmospherique. Algorítimos referentes a cada módulo de sistema de processamento (ATBDs) e produtos do satélite S-NPP. Disponível em: < Acesso em 10 de set Descrição detalhada dos sensores do satélite S-NPP. Disponível em: < Acesso em 10 de set Informações sobre o software e processamento IPOPP. Disponível em: < >. Acesso em 10 de set Órbita com o horário das passagens do satélite S-NPP sobre a América do Sul. Disponível em: < Acesso em 10 de set.2015.