Princípios da RadiaçãoPrincípios da Radiação
EletromagnéticaEletromagnética
Princípios da RadiaçãoPrincípios da Radiação
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Interações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia EletromagnéticaInterações ...
Interações da EnergiaInterações da Energia
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Modelos de Radiação EletromagnéticasModelos de Radiação EletromagnéticasModelos de Radiação EletromagnéticasModelos de Rad...
Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagné...
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Tipo de Radiação
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Tipo de Radiação
Comprimento
de onda
Subdivisões
Raios X 10-11
m (10 pm) – 10-8
m (10 nm)
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variando dos raiosvariando dos raios
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 A Fig. mostra alguns dos diferentes comprimentos de onda da radiação.
 A Fig. mostra alguns dos diferentes comprimentos de onda da radiação.
Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEn...
Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEn...
Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEn...
Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEn...
Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEn...
Radiometria – Objetivo: medir a energia radiante.Radiometria – Objetivo: medir a energia radiante.
Vamos ver no quadro as ...
Irradiância e ExcitânciaIrradiância e ExcitânciaIrradiância e ExcitânciaIrradiância e Excitância
A quantidade de fluxo rad...
O conceito deO conceito de densidade de fluxo radiantedensidade de fluxo radiante
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RadiânciaRadiânciaRadiânciaRadiância
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 Para melhor compreender o conceito de
radiação, aqui estão alguns conceitos e fatos
importantes para lembrar:
1) Todas o...
Um Corpo Negro é uma superfície ou cavidade idealizada que tem aUm Corpo Negro é uma superfície ou cavidade idealizada que...
Lei de Planck e Curvas de Radiação de Corpos NegrosLei de Planck e Curvas de Radiação de Corpos NegrosLei de Planck e Curv...
Lei de Stefan-Boltzmann: integrando a Lei de Planck em todos osLei de Stefan-Boltzmann: integrando a Lei de Planck em todo...
Representa a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ouRepresenta a área da curva da densidade de fluxo...
Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
Calcule utilizando a lei de Stefan-Boltzmann a taxa total...
Lei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de Wien
Lei de Wien: ...
Lei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de Wien
Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
Utilizando a lei de deslocamento de Win calcule:Utilizand...
Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
• Temperatura do Sol é de 6000 K:
– O pico de emissão:~ 0...
Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
Espectro eletromagnético emitido pelo Sol
•44% da radiaçã...
Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
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Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
• Em geral as bandas dos espectro eletromagnético utiliza...
Quando a REM incide a matéria, a REM pode ser:Quando a REM incide a matéria, a REM pode ser:
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Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
•Transmissão –Transmissão – A REM atravessa a matéria. AA REM atravessa a matéria. A
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Índice de RefraçãoÍndice de RefraçãoÍndice de RefraçãoÍndice de Refração
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Lei de SnellLei de SnellLei de SnellLei de Snell
Refração pode ser descrita pela Lei de Snell que fornece uma expressão do...
RefraçãoRefração
AtmosféricaAtmosférica
RefraçãoRefração
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Refração em três camadasRefração em três c...
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Espalhamento –Espalhamento – Também chamado de reflexão difusaTambém chamado de reflexão difusa
EspalhamentoEspalhamento d...
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Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Ab...
Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Ab...
Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Ab...
Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Ab...
Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Ab...
A reflectância hemisférica multiplicada por 100 fornece uma quantidade bastanteA reflectância hemisférica multiplicada por...
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Há vários tipos de superfícies refletoras:Há vários tipos de superfícies refletoras:
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 Casos Limites:
• Lambertiana: reflectância = cte (mesma reflectância em todas
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ReflectânciaReflectânciaReflectânciaReflectância
 Superfície Lambertiana é isotrópica por definição
 Maioria das superfícies possuem algum grau de anisotropia
30º-75º -4...
Floresta no Canada. Esquerda:
Retroespalhamento (Sol atrás do observador).
Direita: Pró-espalhamento (Sol na direção
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Interação com a AtmosferaInteração com a AtmosferaInteração com a AtmosferaInteração com a Atmosfera
Uma vez que a radiaçã...
• EspalhamentoEspalhamento é um processo físico no qual uma partícula noé um processo físico no qual uma partícula no
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Essencialmente as partículas responsáveis peloEssencialmente as partículas responsáveis pelo
espalhamento possuem tamanhos...
Espalhamento AtmosféricoEspalhamento AtmosféricoEspalhamento AtmosféricoEspalhamento Atmosférico
Tipos de espalhamento é u...
O efeito do tamanho da partículaO efeito do tamanho da partícula sobre o espalhamento é determinado por umsobre o espalham...
Espalhamento RayleighEspalhamento Rayleigh ocorre quando o diâmetro da matéria éocorre quando o diâmetro da matéria é
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A quantidade de radiaçãoA quantidade de radiação
espalhada é inversamenteespalhada é inversamente
proporcional a quartapro...
Espalhamento RayleighEspalhamento RayleighEspalhamento RayleighEspalhamento Rayleigh
•• Espalhamento Rayleigh pode diminui...
Espalhamento Lorenz-MieEspalhamento Lorenz-MieEspalhamento Lorenz-MieEspalhamento Lorenz-Mie
•• EspalhamentoEspalhamento L...
Espalhamento MicroondasEspalhamento Microondas
•Espalhamento Lorenz-Mie – Detecção de gotas de chuva (1cm) porEspalhamento...
•• AbsorçãoAbsorção é o processo pelo qual a radiação eletromagnética éé o processo pelo qual a radiação eletromagnética é...
•• Em certas partes do espectro, como a região visível (0.4 - 0.7Em certas partes do espectro, como a região visível (0.4 ...
Absorção de diferentes gases para a região de 0.1 até 30Absorção de diferentes gases para a região de 0.1 até 30 µµmm
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Figura abaixo)Figura abaixo) O efeitoO efeito
combinado da absorção ecombinado da absorção e
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Absorção MicroondasAbsorção Microondas
•0.15cm (200 GHz) e 1.5cm (20 GHz): Sondagens Vapor d’água0.15cm (200 GHz) e 1.5cm ...
Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas Naturais
Sensoriamento Remoto PassivoSensori...
Microondas (1000Microondas (1000µµm (1mm) – 1 x 10m (1mm) – 1 x 1066
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Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas N...
Fontes de Energia EletromagnéticasFontes de Energia Eletromagnéticas
Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto
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A atmosfera desempenha um papel importante, tanto ao longo doA atmosfera desempenha um papel importante, tanto ao longo do...
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[5]
[6]
Surface
[1]
Atmosphere
[2]
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[4]
[3]
[1]
[2]
[3]
[6]
[4]
[5]
[1] Irradiância solar direta que atinge a superfície e é então refletida por ela
na direção do sensor;
[2] Espalhamento da...
ETR – completaETR – completa
região intermediária (3-5região intermediária (3-5 µµm)m)
ETR – completaETR – completa
região...
ETR – simplificação VISETR – simplificação VIS
região de radiação solar refletida (0.4 – 3.0região de radiação solar refle...
521 ++=λL
[4] - Emissão térmica da superfície;
[5] Radiância emitida pela atmosfera para cima em direção ao sensor;
[6] Co...
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
Capítulo 3 2014_pos
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Capítulo 3 2014_pos
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  1. 1. Princípios da RadiaçãoPrincípios da Radiação EletromagnéticaEletromagnética Princípios da RadiaçãoPrincípios da Radiação EletromagnéticaEletromagnética
  2. 2. Interações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia Eletromagnética Energia registradaEnergia registrada por um sistema de sensoriamento remoto sofrepor um sistema de sensoriamento remoto sofre interações fundamentais que devem ser entendidas de forma que osinterações fundamentais que devem ser entendidas de forma que os dados sejam interpretados corretamente. Por exemplo, se a energia que édados sejam interpretados corretamente. Por exemplo, se a energia que é observada vem do Sol, a energia:observada vem do Sol, a energia: •• é radiada pelas partículas atômicas na fonte (o Sol),é radiada pelas partículas atômicas na fonte (o Sol), •• viaja no vácuo espacial à velocidade da luz,viaja no vácuo espacial à velocidade da luz, •• interage com a atmosfera da Terra,interage com a atmosfera da Terra, •• interage com a superfície da Terra,interage com a superfície da Terra, •• interage com a atmosfera da Terra novamente, einterage com a atmosfera da Terra novamente, e •• finalmente chega ao sensor, onde ela interage com váriosfinalmente chega ao sensor, onde ela interage com vários componentes óticos, filtros, emulsões de filmes, ou detectores.componentes óticos, filtros, emulsões de filmes, ou detectores. Energia registradaEnergia registrada por um sistema de sensoriamento remoto sofrepor um sistema de sensoriamento remoto sofre interações fundamentais que devem ser entendidas de forma que osinterações fundamentais que devem ser entendidas de forma que os dados sejam interpretados corretamente. Por exemplo, se a energia que édados sejam interpretados corretamente. Por exemplo, se a energia que é observada vem do Sol, a energia:observada vem do Sol, a energia: •• é radiada pelas partículas atômicas na fonte (o Sol),é radiada pelas partículas atômicas na fonte (o Sol), •• viaja no vácuo espacial à velocidade da luz,viaja no vácuo espacial à velocidade da luz, •• interage com a atmosfera da Terra,interage com a atmosfera da Terra, •• interage com a superfície da Terra,interage com a superfície da Terra, •• interage com a atmosfera da Terra novamente, einterage com a atmosfera da Terra novamente, e •• finalmente chega ao sensor, onde ela interage com váriosfinalmente chega ao sensor, onde ela interage com vários componentes óticos, filtros, emulsões de filmes, ou detectores.componentes óticos, filtros, emulsões de filmes, ou detectores.
  3. 3. Interações da EnergiaInterações da Energia com a matéria nacom a matéria na atmosfera, na área deatmosfera, na área de estudo e no sensor deestudo e no sensor de sensoriamento remotosensoriamento remoto Interações da EnergiaInterações da Energia com a matéria nacom a matéria na atmosfera, na área deatmosfera, na área de estudo e no sensor deestudo e no sensor de sensoriamento remotosensoriamento remoto
  4. 4. Interações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia EletromagnéticaInterações da Energia Eletromagnética No campo do sensoriamento remoto,No campo do sensoriamento remoto, só se pode irsó se pode ir mais longe do que o simples conhecimento dosmais longe do que o simples conhecimento dos objetos mais óbvios, se aobjetos mais óbvios, se a análise dos dadosanálise dos dados estiverestiver baseada nobaseada no conhecimento das interações entre energiaconhecimento das interações entre energia e matériae matéria;; Para compreender melhor as interações entre a energiaPara compreender melhor as interações entre a energia eletromagnética e os objetos (matéria), temos queeletromagnética e os objetos (matéria), temos que começar pelo estudo da natureza desta energia.começar pelo estudo da natureza desta energia. No campo do sensoriamento remoto,No campo do sensoriamento remoto, só se pode irsó se pode ir mais longe do que o simples conhecimento dosmais longe do que o simples conhecimento dos objetos mais óbvios, se aobjetos mais óbvios, se a análise dos dadosanálise dos dados estiverestiver baseada nobaseada no conhecimento das interações entre energiaconhecimento das interações entre energia e matériae matéria;; Para compreender melhor as interações entre a energiaPara compreender melhor as interações entre a energia eletromagnética e os objetos (matéria), temos queeletromagnética e os objetos (matéria), temos que começar pelo estudo da natureza desta energia.começar pelo estudo da natureza desta energia.
  5. 5. Modelos de Radiação EletromagnéticasModelos de Radiação EletromagnéticasModelos de Radiação EletromagnéticasModelos de Radiação Eletromagnéticas Para entender como a radiação eletromagnética é criada,Para entender como a radiação eletromagnética é criada, como se propaga através do espaço, e como ela interagecomo se propaga através do espaço, e como ela interage com outra matéria, é útil descrever estes processoscom outra matéria, é útil descrever estes processos utilizando 2 modelos diferentes:utilizando 2 modelos diferentes: • O modelo deO modelo de ondaonda, e, e • O modelo deO modelo de partícula (corpuscular)partícula (corpuscular).. Para entender como a radiação eletromagnética é criada,Para entender como a radiação eletromagnética é criada, como se propaga através do espaço, e como ela interagecomo se propaga através do espaço, e como ela interage com outra matéria, é útil descrever estes processoscom outra matéria, é útil descrever estes processos utilizando 2 modelos diferentes:utilizando 2 modelos diferentes: • O modelo deO modelo de ondaonda, e, e • O modelo deO modelo de partícula (corpuscular)partícula (corpuscular)..
  6. 6. Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagnética AA onda eletromagnéticaonda eletromagnética consiste de 2 campos flutuantes — umconsiste de 2 campos flutuantes — um elétricoelétrico e outroe outro magnéticomagnético. Os 2 vetores são ortogonais entre si, e ambos são. Os 2 vetores são ortogonais entre si, e ambos são perpendiculares à direção de deslocamento.perpendiculares à direção de deslocamento. A velocidade de propagaçãoA velocidade de propagação da onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz,da onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz, cc, a qual é 3 x, a qual é 3 x 101088 m sm s-1-1 .. AA onda eletromagnéticaonda eletromagnética consiste de 2 campos flutuantes — umconsiste de 2 campos flutuantes — um elétricoelétrico e outroe outro magnéticomagnético. Os 2 vetores são ortogonais entre si, e ambos são. Os 2 vetores são ortogonais entre si, e ambos são perpendiculares à direção de deslocamento.perpendiculares à direção de deslocamento. A velocidade de propagaçãoA velocidade de propagação da onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz,da onda eletromagnética no vácuo é a velocidade da luz, cc, a qual é 3 x, a qual é 3 x 101088 m sm s-1-1 ..
  7. 7. • comprimento de ondacomprimento de onda é formalmente definido como a distânciaé formalmente definido como a distância média entre 2 máximos (ou mínimos) consecutivos de um padrãomédia entre 2 máximos (ou mínimos) consecutivos de um padrão periódico e é normalmente medido em micrômetros (periódico e é normalmente medido em micrômetros (µµm) oum) ou nanômetros (nm).nanômetros (nm). • FrequênciaFrequência é o número de ondas que passa por um ponto fixoé o número de ondas que passa por um ponto fixo do espaço num determinado intervalo de tempo. Uma onda quedo espaço num determinado intervalo de tempo. Uma onda que envia uma crista a cada segundo (completando um ciclo) é ditaenvia uma crista a cada segundo (completando um ciclo) é dita ter a frequência de 1 ciclo por segundo ou 1 hertz, 1 Hz.ter a frequência de 1 ciclo por segundo ou 1 hertz, 1 Hz. • comprimento de ondacomprimento de onda é formalmente definido como a distânciaé formalmente definido como a distância média entre 2 máximos (ou mínimos) consecutivos de um padrãomédia entre 2 máximos (ou mínimos) consecutivos de um padrão periódico e é normalmente medido em micrômetros (periódico e é normalmente medido em micrômetros (µµm) oum) ou nanômetros (nm).nanômetros (nm). • FrequênciaFrequência é o número de ondas que passa por um ponto fixoé o número de ondas que passa por um ponto fixo do espaço num determinado intervalo de tempo. Uma onda quedo espaço num determinado intervalo de tempo. Uma onda que envia uma crista a cada segundo (completando um ciclo) é ditaenvia uma crista a cada segundo (completando um ciclo) é dita ter a frequência de 1 ciclo por segundo ou 1 hertz, 1 Hz.ter a frequência de 1 ciclo por segundo ou 1 hertz, 1 Hz. Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagnética
  8. 8. A relação entre comprimento de onda,A relação entre comprimento de onda, λλ, e frequência,, e frequência, ff, da radiação, da radiação eletromagnética é baseada na seguinte fórmula, ondeeletromagnética é baseada na seguinte fórmula, onde cc é a velocidadeé a velocidade da luz:da luz: A relação entre comprimento de onda,A relação entre comprimento de onda, λλ, e frequência,, e frequência, ff, da radiação, da radiação eletromagnética é baseada na seguinte fórmula, ondeeletromagnética é baseada na seguinte fórmula, onde cc é a velocidadeé a velocidade da luz:da luz: fc ⋅= λ λ c f = Note que frequência,Note que frequência, ff,, é inversamente proporcional ao comprimentoé inversamente proporcional ao comprimento de onda,de onda, λ.λ. Quanto maior o comprimento de onda, menor é aQuanto maior o comprimento de onda, menor é a frequência, e vice-versa.frequência, e vice-versa. Note que frequência,Note que frequência, ff,, é inversamente proporcional ao comprimentoé inversamente proporcional ao comprimento de onda,de onda, λ.λ. Quanto maior o comprimento de onda, menor é aQuanto maior o comprimento de onda, menor é a frequência, e vice-versa.frequência, e vice-versa. Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagnética
  9. 9. Esta figura ilustra a relação inversaEsta figura ilustra a relação inversa entreentre comprimento de ondacomprimento de onda ((λλ) e) e frequênciafrequência ((νν). Quanto maior o). Quanto maior o comprimento de onda, menor acomprimento de onda, menor a frequência; quanto menor ofrequência; quanto menor o comprimento de onda, maior acomprimento de onda, maior a frequência. A amplitude de uma ondafrequência. A amplitude de uma onda eletromagnética é a altura da crista daeletromagnética é a altura da crista da onda acima da posição fixa. Cristas deonda acima da posição fixa. Cristas de onda sucessivas são numeradas como 1,onda sucessivas são numeradas como 1, 2, 3, e 4. Um observador na posição do2, 3, e 4. Um observador na posição do relógio registra o número de cristas querelógio registra o número de cristas que passam a cada segundo. Esta frequênciapassam a cada segundo. Esta frequência é medida em ciclos por segundo, oué medida em ciclos por segundo, ou hertzhertz Esta figura ilustra a relação inversaEsta figura ilustra a relação inversa entreentre comprimento de ondacomprimento de onda ((λλ) e) e frequênciafrequência ((νν). Quanto maior o). Quanto maior o comprimento de onda, menor acomprimento de onda, menor a frequência; quanto menor ofrequência; quanto menor o comprimento de onda, maior acomprimento de onda, maior a frequência. A amplitude de uma ondafrequência. A amplitude de uma onda eletromagnética é a altura da crista daeletromagnética é a altura da crista da onda acima da posição fixa. Cristas deonda acima da posição fixa. Cristas de onda sucessivas são numeradas como 1,onda sucessivas são numeradas como 1, 2, 3, e 4. Um observador na posição do2, 3, e 4. Um observador na posição do relógio registra o número de cristas querelógio registra o número de cristas que passam a cada segundo. Esta frequênciapassam a cada segundo. Esta frequência é medida em ciclos por segundo, oué medida em ciclos por segundo, ou hertzhertz Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagnética
  10. 10. Em particular o comprimento de onda (Em particular o comprimento de onda (λλ;; µµm) no sensoriamentom) no sensoriamento remoto na região do infravermelho é geralmente especificado peloremoto na região do infravermelho é geralmente especificado pelo número de ondanúmero de onda ν∗ν∗, o qual é o recíproco do comprimento de onda:, o qual é o recíproco do comprimento de onda: Em particular o comprimento de onda (Em particular o comprimento de onda (λλ;; µµm) no sensoriamentom) no sensoriamento remoto na região do infravermelho é geralmente especificado peloremoto na região do infravermelho é geralmente especificado pelo número de ondanúmero de onda ν∗ν∗, o qual é o recíproco do comprimento de onda:, o qual é o recíproco do comprimento de onda: λ 1 * =v Tradicionalmente, número de onda é expresso em inverso de centímetroTradicionalmente, número de onda é expresso em inverso de centímetro (cm(cm-1-1 ). Como). Como λλ está emestá em µµmm (1cm=104 µµmm), então o comprimento de onda de 10 µµmm tem um número de onda de 1000cm-1 Tradicionalmente, número de onda é expresso em inverso de centímetroTradicionalmente, número de onda é expresso em inverso de centímetro (cm(cm-1-1 ). Como). Como λλ está emestá em µµmm (1cm=104 µµmm), então o comprimento de onda de 10 µµmm tem um número de onda de 1000cm-1 Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagnética
  11. 11. O número de ondaO número de onda ν∗ν∗, nos fornece justamente o, nos fornece justamente o número de ondasnúmero de ondas por unidade de comprimentopor unidade de comprimento.. Ele tem a propriedade de ser proporcional aEle tem a propriedade de ser proporcional a Frequência e porFrequência e por conseguinte a Energiaconseguinte a Energia. Na verdade, muitas vezes é utilizado como. Na verdade, muitas vezes é utilizado como unidade de Energia.unidade de Energia. Podemos obter aPodemos obter a FrequênciaFrequência (multiplicando por(multiplicando por cc) e a) e a EnergiaEnergia (multiplicando por(multiplicando por hchc) facilmente.) facilmente. Vale lembrar queVale lembrar que FrequênciaFrequência nada mais é que onada mais é que o número de ondasnúmero de ondas por unidade de tempo.por unidade de tempo. O número de ondaO número de onda ν∗ν∗, nos fornece justamente o, nos fornece justamente o número de ondasnúmero de ondas por unidade de comprimentopor unidade de comprimento.. Ele tem a propriedade de ser proporcional aEle tem a propriedade de ser proporcional a Frequência e porFrequência e por conseguinte a Energiaconseguinte a Energia. Na verdade, muitas vezes é utilizado como. Na verdade, muitas vezes é utilizado como unidade de Energia.unidade de Energia. Podemos obter aPodemos obter a FrequênciaFrequência (multiplicando por(multiplicando por cc) e a) e a EnergiaEnergia (multiplicando por(multiplicando por hchc) facilmente.) facilmente. Vale lembrar queVale lembrar que FrequênciaFrequência nada mais é que onada mais é que o número de ondasnúmero de ondas por unidade de tempo.por unidade de tempo. Modelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação EletromagnéticaModelo de Onda da Radiação Eletromagnética
  12. 12. Niels Bohr (1885–1962) e Max Planck formularam queNiels Bohr (1885–1962) e Max Planck formularam que um corpo não irradia energia de forma contínua, masum corpo não irradia energia de forma contínua, mas apenas em pacotes discretos por meio de “pulsos”apenas em pacotes discretos por meio de “pulsos” chamados dechamados de quantaquanta ouou fótonsfótons.. Niels Bohr (1885–1962) e Max Planck formularam queNiels Bohr (1885–1962) e Max Planck formularam que um corpo não irradia energia de forma contínua, masum corpo não irradia energia de forma contínua, mas apenas em pacotes discretos por meio de “pulsos”apenas em pacotes discretos por meio de “pulsos” chamados dechamados de quantaquanta ouou fótonsfótons.. Modelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação Eletromagnética
  13. 13. Segundo Niels Bohr (1885–1962) e Max Planck a energia emitida peloSegundo Niels Bohr (1885–1962) e Max Planck a energia emitida pelo corpo deve satisfazer à expressão:corpo deve satisfazer à expressão: ondeonde QQ é a energia de um quantum medida em joules,é a energia de um quantum medida em joules, hh é a constante deé a constante de Planck (6.626Planck (6.626 ×× 1010-34-34 J s), eJ s), e ff é a frequência da radiação.é a frequência da radiação. A magnitude do quantum depende unicamente da frequência da radiação.A magnitude do quantum depende unicamente da frequência da radiação. Portanto, o fóton emitido oscila com uma dada frequência.Portanto, o fóton emitido oscila com uma dada frequência. Chegamos num impasse em que a energia se comporta como ondaChegamos num impasse em que a energia se comporta como onda eletromagnética e como partícula.eletromagnética e como partícula. Segundo Niels Bohr (1885–1962) e Max Planck a energia emitida peloSegundo Niels Bohr (1885–1962) e Max Planck a energia emitida pelo corpo deve satisfazer à expressão:corpo deve satisfazer à expressão: ondeonde QQ é a energia de um quantum medida em joules,é a energia de um quantum medida em joules, hh é a constante deé a constante de Planck (6.626Planck (6.626 ×× 1010-34-34 J s), eJ s), e ff é a frequência da radiação.é a frequência da radiação. A magnitude do quantum depende unicamente da frequência da radiação.A magnitude do quantum depende unicamente da frequência da radiação. Portanto, o fóton emitido oscila com uma dada frequência.Portanto, o fóton emitido oscila com uma dada frequência. Chegamos num impasse em que a energia se comporta como ondaChegamos num impasse em que a energia se comporta como onda eletromagnética e como partícula.eletromagnética e como partícula. fhQ ×= Teoria Quântica da EMRTeoria Quântica da EMRTeoria Quântica da EMRTeoria Quântica da EMR Modelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação Eletromagnética
  14. 14. A fórmula da relação entre frequência e comprimento de onda, podemosA fórmula da relação entre frequência e comprimento de onda, podemos multiplicar a equação pormultiplicar a equação por h/hh/h, ou 1, sem alterar seu valor:, ou 1, sem alterar seu valor: SubstituindoSubstituindo QQ porpor hhνν, nós podemos expressar o comprimento de onda, nós podemos expressar o comprimento de onda associado com um quantum de energia como:associado com um quantum de energia como: ouou Portanto, a energia de um quantum é inversamente proporcional ao seuPortanto, a energia de um quantum é inversamente proporcional ao seu comprimento de ondacomprimento de onda, i.e., quanto maior o comprimento de onda, menor, i.e., quanto maior o comprimento de onda, menor será a energiaserá a energia A fórmula da relação entre frequência e comprimento de onda, podemosA fórmula da relação entre frequência e comprimento de onda, podemos multiplicar a equação pormultiplicar a equação por h/hh/h, ou 1, sem alterar seu valor:, ou 1, sem alterar seu valor: SubstituindoSubstituindo QQ porpor hhνν, nós podemos expressar o comprimento de onda, nós podemos expressar o comprimento de onda associado com um quantum de energia como:associado com um quantum de energia como: ouou Portanto, a energia de um quantum é inversamente proporcional ao seuPortanto, a energia de um quantum é inversamente proporcional ao seu comprimento de ondacomprimento de onda, i.e., quanto maior o comprimento de onda, menor, i.e., quanto maior o comprimento de onda, menor será a energiaserá a energia vh ch =λ Q ch =λ λ ch Q = Modelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação EletromagnéticaModelo de Partícula da Radiação Eletromagnética
  15. 15. Tipo de Radiação Comprimento de onda Raios Gama (γ) < 10-11 m (10 pm) Raios X 10-11 m (10 pm) – 10-8 m (10 nm) Ultravioleta 10-8 m (10 nm) – 0,4 µm (400 nm) Visível 0,4 µm (400 nm) – 0,7 µm (700 nm) Infravermelho 0,7 µm – 1000 µm (1 mm) Microondas 1000 µm (1 mm) – 1 m Ondas de Rádio > 1 m
  16. 16. Tipo de Radiação Comprimento de onda Subdivisões Raios X 10-11 m (10 pm) – 10-8 m (10 nm) Hard X (10 pm – 100 pm) Soft X (100 pm – 10 nm) Ultravioleta 10-8 m (10 nm) – 0,4 µm (400 nm) Extreme UV (10 nm – 100 nm) Near UV (100 nm – 400 nm) UV-C (0,20 – 0,29 µm) UV-B (0,29 – 0,32 µm) UV-A (0,32 – 0,40 µm)
  17. 17. A energia de fótonsA energia de fótons variando dos raiosvariando dos raios gama até ondas degama até ondas de rádio no espectrorádio no espectro eletromagnético.eletromagnético. A energia de fótonsA energia de fótons variando dos raiosvariando dos raios gama até ondas degama até ondas de rádio no espectrorádio no espectro eletromagnético.eletromagnético.
  18. 18.  A Fig. mostra alguns dos diferentes comprimentos de onda da radiação.
  19. 19.  A Fig. mostra alguns dos diferentes comprimentos de onda da radiação.
  20. 20. Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacial
  21. 21. Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacial
  22. 22. Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacial
  23. 23. Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacial
  24. 24. Energia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacialEnergia x Comprimento de Onda: Impacto na resolução espacial
  25. 25. Radiometria – Objetivo: medir a energia radiante.Radiometria – Objetivo: medir a energia radiante. Vamos ver no quadro as principais medidasVamos ver no quadro as principais medidas básicas em radiometria.básicas em radiometria. O conhecimento dos termos radiométricos é deO conhecimento dos termos radiométricos é de grande importância em SR.grande importância em SR. Radiometria – Objetivo: medir a energia radiante.Radiometria – Objetivo: medir a energia radiante. Vamos ver no quadro as principais medidasVamos ver no quadro as principais medidas básicas em radiometria.básicas em radiometria. O conhecimento dos termos radiométricos é deO conhecimento dos termos radiométricos é de grande importância em SR.grande importância em SR. Terminologia da Energia RadianteTerminologia da Energia RadianteTerminologia da Energia RadianteTerminologia da Energia Radiante
  26. 26. Irradiância e ExcitânciaIrradiância e ExcitânciaIrradiância e ExcitânciaIrradiância e Excitância A quantidade de fluxo radiante incidente sobre uma superfície porA quantidade de fluxo radiante incidente sobre uma superfície por unidade de área é chamada deunidade de área é chamada de IrradiânciaIrradiância ((EEλλ),), onde:onde: •• A quantidade de fluxo radiante deixando uma superfície por unidade deA quantidade de fluxo radiante deixando uma superfície por unidade de área é chamada deárea é chamada de ExitânciaExitância ((MMλλ).). •• Ambas quantidades são medidas emAmbas quantidades são medidas em watts por metro quadrado (W mwatts por metro quadrado (W m-2-2 )).. A quantidade de fluxo radiante incidente sobre uma superfície porA quantidade de fluxo radiante incidente sobre uma superfície por unidade de área é chamada deunidade de área é chamada de IrradiânciaIrradiância ((EEλλ),), onde:onde: •• A quantidade de fluxo radiante deixando uma superfície por unidade deA quantidade de fluxo radiante deixando uma superfície por unidade de área é chamada deárea é chamada de ExitânciaExitância ((MMλλ).). •• Ambas quantidades são medidas emAmbas quantidades são medidas em watts por metro quadrado (W mwatts por metro quadrado (W m-2-2 )).. A E λ λ Φ = A M λ λ Φ =
  27. 27. O conceito deO conceito de densidade de fluxo radiantedensidade de fluxo radiante para uma área sobre a superfície dapara uma área sobre a superfície da Terra.Terra. • IrradiânciaIrradiância é uma medida de fluxoé uma medida de fluxo radiante incidente sobre umaradiante incidente sobre uma superfície por unidade de área (wattssuperfície por unidade de área (watts mm-2)-2) .. • ExcitânciaExcitância é uma medida de fluxoé uma medida de fluxo radiante que deixa (emergente) umaradiante que deixa (emergente) uma superfície por unidade de área (wattssuperfície por unidade de área (watts mm-2)-2) .. O conceito deO conceito de densidade de fluxo radiantedensidade de fluxo radiante para uma área sobre a superfície dapara uma área sobre a superfície da Terra.Terra. • IrradiânciaIrradiância é uma medida de fluxoé uma medida de fluxo radiante incidente sobre umaradiante incidente sobre uma superfície por unidade de área (wattssuperfície por unidade de área (watts mm-2)-2) .. • ExcitânciaExcitância é uma medida de fluxoé uma medida de fluxo radiante que deixa (emergente) umaradiante que deixa (emergente) uma superfície por unidade de área (wattssuperfície por unidade de área (watts mm-2)-2) .. Densidade de Fluxo RadianteDensidade de Fluxo RadianteDensidade de Fluxo RadianteDensidade de Fluxo Radiante
  28. 28. RadiânciaRadiânciaRadiânciaRadiância Radiância (LRadiância (Lλλ)) é o fluxo radiante por unidade de ângulo sólido deixando umaé o fluxo radiante por unidade de ângulo sólido deixando uma fonte numa dada direção por unidade de área da fonte projetada naquelafonte numa dada direção por unidade de área da fonte projetada naquela direção e é medida em watts por metro quadrado por esterradiano (W mdireção e é medida em watts por metro quadrado por esterradiano (W m-2-2 srsr -1-1 ). Estamos somente interessados no fluxo radiante num certo comprimento). Estamos somente interessados no fluxo radiante num certo comprimento de onda deixando a área projetada da fonte (de onda deixando a área projetada da fonte (AA) numa certa direção () numa certa direção (θθ)) confinada no ângulo sólido (confinada no ângulo sólido (ΩΩ):): ΦΦ ΩΩ LLλλ = ______= ______ ΑΑ coscos θθ Radiância (LRadiância (Lλλ)) é o fluxo radiante por unidade de ângulo sólido deixando umaé o fluxo radiante por unidade de ângulo sólido deixando uma fonte numa dada direção por unidade de área da fonte projetada naquelafonte numa dada direção por unidade de área da fonte projetada naquela direção e é medida em watts por metro quadrado por esterradiano (W mdireção e é medida em watts por metro quadrado por esterradiano (W m-2-2 srsr -1-1 ). Estamos somente interessados no fluxo radiante num certo comprimento). Estamos somente interessados no fluxo radiante num certo comprimento de onda deixando a área projetada da fonte (de onda deixando a área projetada da fonte (AA) numa certa direção () numa certa direção (θθ)) confinada no ângulo sólido (confinada no ângulo sólido (ΩΩ):): ΦΦ ΩΩ LLλλ = ______= ______ ΑΑ coscos θθ θ λ λ cosA L Ω Φ =
  29. 29. O conceito deO conceito de radiânciaradiância deixando a área projetada dadeixando a área projetada da fonte sobre a superfície,fonte sobre a superfície, numa direção específica, enuma direção específica, e dento de uma ângulo sólido.dento de uma ângulo sólido. O conceito deO conceito de radiânciaradiância deixando a área projetada dadeixando a área projetada da fonte sobre a superfície,fonte sobre a superfície, numa direção específica, enuma direção específica, e dento de uma ângulo sólido.dento de uma ângulo sólido.
  30. 30. ∫∫ π λ π λ φθθθφθ= 2 0 2 0 ddsencos),(LE D.F.R.M. Fλ=Eλ Irradiância [Wm-2 /µm]
  31. 31.  Para melhor compreender o conceito de radiação, aqui estão alguns conceitos e fatos importantes para lembrar: 1) Todas os objetos (cuja temperatura esteja acima do zero absoluto), não importa quão grande ou pequeno ele seja, emite radiação. O ar, seu corpo, as flores, as árvores, a Terra, as estrelas, estão todos emitindo um amplo espectro de ondas eletromagnéticas. A energia tem origem na rápida vibração dos elétrons, bilhões dos quais existem em cada objeto. 2) Objetos quentes emitem mais radiação do que objetos frios. 3) Qual é a quantidade de radiação emitida por um objeto e em que comprimento de onda esta emissão se dá? Precisamos definir o conceito de Corpo Negro
  32. 32. Um Corpo Negro é uma superfície ou cavidade idealizada que tem aUm Corpo Negro é uma superfície ou cavidade idealizada que tem a propriedade de absorver perfeitamente (completamente) toda radiaçãopropriedade de absorver perfeitamente (completamente) toda radiação eletromagnética incidente e depois re-irradiar;eletromagnética incidente e depois re-irradiar; O termo Corpo Negro e utilizado para uma configuração de material ondeO termo Corpo Negro e utilizado para uma configuração de material onde a absorção é completa.a absorção é completa. A Radiação emitida por um corpo negro é isotrópicaA Radiação emitida por um corpo negro é isotrópica Um Corpo Negro é uma superfície ou cavidade idealizada que tem aUm Corpo Negro é uma superfície ou cavidade idealizada que tem a propriedade de absorver perfeitamente (completamente) toda radiaçãopropriedade de absorver perfeitamente (completamente) toda radiação eletromagnética incidente e depois re-irradiar;eletromagnética incidente e depois re-irradiar; O termo Corpo Negro e utilizado para uma configuração de material ondeO termo Corpo Negro e utilizado para uma configuração de material onde a absorção é completa.a absorção é completa. A Radiação emitida por um corpo negro é isotrópicaA Radiação emitida por um corpo negro é isotrópica Corpo NegroCorpo NegroCorpo NegroCorpo Negro
  33. 33. Lei de Planck e Curvas de Radiação de Corpos NegrosLei de Planck e Curvas de Radiação de Corpos NegrosLei de Planck e Curvas de Radiação de Corpos NegrosLei de Planck e Curvas de Radiação de Corpos Negros Lei de Planck: descreve a radiação emitida por um Corpo Negro. Esta radiação depende daLei de Planck: descreve a radiação emitida por um Corpo Negro. Esta radiação depende da temperatura e do comprimento de onda.temperatura e do comprimento de onda. Curvas de radiação de corpos negros para diferentes temperaturas.Curvas de radiação de corpos negros para diferentes temperaturas. Lei de Planck: descreve a radiação emitida por um Corpo Negro. Esta radiação depende daLei de Planck: descreve a radiação emitida por um Corpo Negro. Esta radiação depende da temperatura e do comprimento de onda.temperatura e do comprimento de onda. Curvas de radiação de corpos negros para diferentes temperaturas.Curvas de radiação de corpos negros para diferentes temperaturas.
  34. 34. Lei de Stefan-Boltzmann: integrando a Lei de Planck em todos osLei de Stefan-Boltzmann: integrando a Lei de Planck em todos os comprimentos de onda e em todas as direções, obtemos a expressão para acomprimentos de onda e em todas as direções, obtemos a expressão para a taxa total de emissão de energia radiante de um corpo negro:taxa total de emissão de energia radiante de um corpo negro: Representa a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ouRepresenta a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ou excitância espectral) ou da função de Planck multiplicada porexcitância espectral) ou da função de Planck multiplicada por ππ.. Stefan-Boltzmann diz que a emissão total realmente depende fortementeStefan-Boltzmann diz que a emissão total realmente depende fortemente da temperatura do corpo! É proporcional a quarta potência da temperaturada temperatura do corpo! É proporcional a quarta potência da temperatura do corpodo corpo Lei de Stefan-Boltzmann: integrando a Lei de Planck em todos osLei de Stefan-Boltzmann: integrando a Lei de Planck em todos os comprimentos de onda e em todas as direções, obtemos a expressão para acomprimentos de onda e em todas as direções, obtemos a expressão para a taxa total de emissão de energia radiante de um corpo negro:taxa total de emissão de energia radiante de um corpo negro: Representa a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ouRepresenta a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ou excitância espectral) ou da função de Planck multiplicada porexcitância espectral) ou da função de Planck multiplicada por ππ.. Stefan-Boltzmann diz que a emissão total realmente depende fortementeStefan-Boltzmann diz que a emissão total realmente depende fortemente da temperatura do corpo! É proporcional a quarta potência da temperaturada temperatura do corpo! É proporcional a quarta potência da temperatura do corpodo corpo Lei de Stefan BoltzmannLei de Stefan BoltzmannLei de Stefan BoltzmannLei de Stefan Boltzmann
  35. 35. Representa a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ouRepresenta a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ou excitância espectral) ou da função de Planck multiplicada porexcitância espectral) ou da função de Planck multiplicada por ππ.. Representa a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ouRepresenta a área da curva da densidade de fluxo espectral (irradiância ou excitância espectral) ou da função de Planck multiplicada porexcitância espectral) ou da função de Planck multiplicada por ππ.. Lei de Stefan BoltzmannLei de Stefan BoltzmannLei de Stefan BoltzmannLei de Stefan Boltzmann
  36. 36. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação Calcule utilizando a lei de Stefan-Boltzmann a taxa total deCalcule utilizando a lei de Stefan-Boltzmann a taxa total de emissão de energia radiante do Sol e da Terra:emissão de energia radiante do Sol e da Terra: Sol: T = 5800 KSol: T = 5800 K Terra: T = 288KTerra: T = 288K Se dobrarmos a temperatura de um objeto, quanto mais deSe dobrarmos a temperatura de um objeto, quanto mais de radiação ele irá emitir?radiação ele irá emitir? Calcule utilizando a lei de Stefan-Boltzmann a taxa total deCalcule utilizando a lei de Stefan-Boltzmann a taxa total de emissão de energia radiante do Sol e da Terra:emissão de energia radiante do Sol e da Terra: Sol: T = 5800 KSol: T = 5800 K Terra: T = 288KTerra: T = 288K Se dobrarmos a temperatura de um objeto, quanto mais deSe dobrarmos a temperatura de um objeto, quanto mais de radiação ele irá emitir?radiação ele irá emitir?
  37. 37. Lei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de Wien Lei de Wien: a) a maioria dos objetos emitem em diferentes comprimentosLei de Wien: a) a maioria dos objetos emitem em diferentes comprimentos de onda; 2) há um comprimento de onda onde um objeto emite o máximode onda; 2) há um comprimento de onda onde um objeto emite o máximo valor de emissão. A Lei de deslocamento de Wien fornece o comprimentovalor de emissão. A Lei de deslocamento de Wien fornece o comprimento de onda associado a máxima emissão de um corpo negro. Derivada dade onda associado a máxima emissão de um corpo negro. Derivada da função de Planck igualada a zero e resolvida para o comprimento de onda:função de Planck igualada a zero e resolvida para o comprimento de onda: Lei de Wien: a) a maioria dos objetos emitem em diferentes comprimentosLei de Wien: a) a maioria dos objetos emitem em diferentes comprimentos de onda; 2) há um comprimento de onda onde um objeto emite o máximode onda; 2) há um comprimento de onda onde um objeto emite o máximo valor de emissão. A Lei de deslocamento de Wien fornece o comprimentovalor de emissão. A Lei de deslocamento de Wien fornece o comprimento de onda associado a máxima emissão de um corpo negro. Derivada dade onda associado a máxima emissão de um corpo negro. Derivada da função de Planck igualada a zero e resolvida para o comprimento de onda:função de Planck igualada a zero e resolvida para o comprimento de onda:
  38. 38. Lei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de WienLei de deslocamento de Wien
  39. 39. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação Utilizando a lei de deslocamento de Win calcule:Utilizando a lei de deslocamento de Win calcule: Comprimento de onda associado a máxima emissão do SolComprimento de onda associado a máxima emissão do Sol (5800 K)?(5800 K)? Comprimento de onda associado a máxima emissão da TerraComprimento de onda associado a máxima emissão da Terra (288 K)?(288 K)? Utilizando a lei de deslocamento de Win calcule:Utilizando a lei de deslocamento de Win calcule: Comprimento de onda associado a máxima emissão do SolComprimento de onda associado a máxima emissão do Sol (5800 K)?(5800 K)? Comprimento de onda associado a máxima emissão da TerraComprimento de onda associado a máxima emissão da Terra (288 K)?(288 K)?
  40. 40. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação • Temperatura do Sol é de 6000 K: – O pico de emissão:~ 0,5 µm na região visível do espectro; – Radiação solar significante ocorre entre 0,3 e 5 µm; – Radiação solar: ondas curtas; • Temperatura média da Terra é de 288 K: – O pico de emissão:~ 10 µm na região do infravermelho; – Radiação terrestre significante ocorre entre 3 e 1000≈ µm (início da região de microondas); – Radiação terrestre: ondas longas.
  41. 41. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação Espectro eletromagnético emitido pelo Sol •44% da radiação do Sol se concentra na região visível; •Comprimento de ondas menores que violeta 0.4µm são ultravioleta. O Sol emite somente cerca de 7% da sua radiação total nesta faixa do espectro. •Comprimentos de onda maiores que 0.7µm são conhecidos como infravermelho próximo. •Aproximadamente 37% da energia solar é radiada entre 0.7 e 1.5µm, com somente 12% na região acima de 1.5µm. •Violeta: 0.4 - 0.446 mm •Azul: 0.446 - 0.500 mm •Verde: 0.500 - 0.578 mm •Amarelo: 0.578 - 0.592 mm •Laranja: 0.592 - 0.620 mm •Vermelho: 0.620 - 0.7 mm
  42. 42. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação
  43. 43. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação only VIS VIS + IR only IR Sun radiation Earth radiation Watt/ m2 and micron
  44. 44. Leis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de RadiaçãoLeis de Radiação • Em geral as bandas dos espectro eletromagnético utilizadas em SR passivo podem ser divididas em 3 regiões: • Bandas entre 0,3 e 3 µm (região de reflexão da radiação solar) – radiação medida corresponde a radiação solar refletida pela superfície/nuvem/atmosfera; • Bandas entre 3 e 5 µm (região intermediária) – radiação medida é composta tanto pela radiação solar refletida como pela radiação emitida pela superfície/nuvem/atmosfera; • Bandas entre 5 e ≈ 1000 µm/incluindo o início da região de microondas (região de emissão terrestre) – radiação medida é composta pela radiação emitida pela superfície/nuvem/atmosfera;
  45. 45. Quando a REM incide a matéria, a REM pode ser:Quando a REM incide a matéria, a REM pode ser: •Transmitida;Transmitida; •Refletida/Espalhada;Refletida/Espalhada; •Absorvida;Absorvida; Quando a REM incide a matéria, a REM pode ser:Quando a REM incide a matéria, a REM pode ser: •Transmitida;Transmitida; •Refletida/Espalhada;Refletida/Espalhada; •Absorvida;Absorvida; Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
  46. 46. Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
  47. 47. •Transmissão –Transmissão – A REM atravessa a matéria. AA REM atravessa a matéria. A transmissão é relacionada de forma inversa comtransmissão é relacionada de forma inversa com extinçãoextinção. A extinção é dada tanto pela. A extinção é dada tanto pela absorçãoabsorção quantoquanto pelapela reflexão/espalhamentoreflexão/espalhamento;; •Quando a radiação passa por um meio com diferentesQuando a radiação passa por um meio com diferentes densidades ocorre adensidades ocorre a refraçãorefração •Transmissão –Transmissão – A REM atravessa a matéria. AA REM atravessa a matéria. A transmissão é relacionada de forma inversa comtransmissão é relacionada de forma inversa com extinçãoextinção. A extinção é dada tanto pela. A extinção é dada tanto pela absorçãoabsorção quantoquanto pelapela reflexão/espalhamentoreflexão/espalhamento;; •Quando a radiação passa por um meio com diferentesQuando a radiação passa por um meio com diferentes densidades ocorre adensidades ocorre a refraçãorefração Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
  48. 48. Índice de RefraçãoÍndice de RefraçãoÍndice de RefraçãoÍndice de Refração OO índice de refração (níndice de refração (n)) é uma medida da densidade ótica de umaé uma medida da densidade ótica de uma substância. Este índice é a razão da velocidade da luz no vácuo,substância. Este índice é a razão da velocidade da luz no vácuo, cc, e a, e a velocidade da luz numa substância como atmosfera ou água,velocidade da luz numa substância como atmosfera ou água, ccnn (Mulligan,(Mulligan, 1980):1980): A velocidade da luz numa substância nunca pode chegar a velocidade daA velocidade da luz numa substância nunca pode chegar a velocidade da luz no vácuo. Portanto, o índice de refração é sempre maior que 1. Porluz no vácuo. Portanto, o índice de refração é sempre maior que 1. Por exemplo, o índice de refração para atmosfera é 1,0002926 e 1,33 paraexemplo, o índice de refração para atmosfera é 1,0002926 e 1,33 para água. A Luz viaja mais vagarosamente através da água porque a água éágua. A Luz viaja mais vagarosamente através da água porque a água é mais densamais densa OO índice de refração (níndice de refração (n)) é uma medida da densidade ótica de umaé uma medida da densidade ótica de uma substância. Este índice é a razão da velocidade da luz no vácuo,substância. Este índice é a razão da velocidade da luz no vácuo, cc, e a, e a velocidade da luz numa substância como atmosfera ou água,velocidade da luz numa substância como atmosfera ou água, ccnn (Mulligan,(Mulligan, 1980):1980): A velocidade da luz numa substância nunca pode chegar a velocidade daA velocidade da luz numa substância nunca pode chegar a velocidade da luz no vácuo. Portanto, o índice de refração é sempre maior que 1. Porluz no vácuo. Portanto, o índice de refração é sempre maior que 1. Por exemplo, o índice de refração para atmosfera é 1,0002926 e 1,33 paraexemplo, o índice de refração para atmosfera é 1,0002926 e 1,33 para água. A Luz viaja mais vagarosamente através da água porque a água éágua. A Luz viaja mais vagarosamente através da água porque a água é mais densamais densa nc c n =
  49. 49. Lei de SnellLei de SnellLei de SnellLei de Snell Refração pode ser descrita pela Lei de Snell que fornece uma expressão doRefração pode ser descrita pela Lei de Snell que fornece uma expressão do o desvio angular sofrido por um feixe de luz ao passar de um meio parao desvio angular sofrido por um feixe de luz ao passar de um meio para outro com índices de refração diferentes. Onde teta é ângulo entre o raiooutro com índices de refração diferentes. Onde teta é ângulo entre o raio incidente e a linha normal à interface:incidente e a linha normal à interface: Na próxima figura, podemos observar que uma atmosfera não turbulentaNa próxima figura, podemos observar que uma atmosfera não turbulenta pode ser pensada como uma série de camadas de gases, cada uma com umapode ser pensada como uma série de camadas de gases, cada uma com uma densidade ótica diferente. Sempre que houver mudança na direção devidodensidade ótica diferente. Sempre que houver mudança na direção devido a diferença de densidade entre dois meios, então ocorre o fenômeno daa diferença de densidade entre dois meios, então ocorre o fenômeno da refração.refração. Refração pode ser descrita pela Lei de Snell que fornece uma expressão doRefração pode ser descrita pela Lei de Snell que fornece uma expressão do o desvio angular sofrido por um feixe de luz ao passar de um meio parao desvio angular sofrido por um feixe de luz ao passar de um meio para outro com índices de refração diferentes. Onde teta é ângulo entre o raiooutro com índices de refração diferentes. Onde teta é ângulo entre o raio incidente e a linha normal à interface:incidente e a linha normal à interface: Na próxima figura, podemos observar que uma atmosfera não turbulentaNa próxima figura, podemos observar que uma atmosfera não turbulenta pode ser pensada como uma série de camadas de gases, cada uma com umapode ser pensada como uma série de camadas de gases, cada uma com uma densidade ótica diferente. Sempre que houver mudança na direção devidodensidade ótica diferente. Sempre que houver mudança na direção devido a diferença de densidade entre dois meios, então ocorre o fenômeno daa diferença de densidade entre dois meios, então ocorre o fenômeno da refração.refração. 2211 sinsin θθ nn =
  50. 50. RefraçãoRefração AtmosféricaAtmosférica RefraçãoRefração AtmosféricaAtmosférica Refração em três camadasRefração em três camadas atmosféricas. A Lei de Snellatmosféricas. A Lei de Snell pode ser utilizada para preverpode ser utilizada para prever o quanto a radiação mudará deo quanto a radiação mudará de direção, com base nodireção, com base no conhecimento doconhecimento do ângulo deângulo de incidência (incidência (θθ)) e do índice dee do índice de refração de cada camadarefração de cada camada atmosférica,atmosférica, nn11,, nn22,, nn33.. Refração em três camadasRefração em três camadas atmosféricas. A Lei de Snellatmosféricas. A Lei de Snell pode ser utilizada para preverpode ser utilizada para prever o quanto a radiação mudará deo quanto a radiação mudará de direção, com base nodireção, com base no conhecimento doconhecimento do ângulo deângulo de incidência (incidência (θθ)) e do índice dee do índice de refração de cada camadarefração de cada camada atmosférica,atmosférica, nn11,, nn22,, nn33..
  51. 51. •ReflexãoReflexão – Em– Em SRSR acaba-se utilizando o termoacaba-se utilizando o termo reflexão comoreflexão como sinônimo de espalhamento.sinônimo de espalhamento. • Entretanto, aEntretanto, a reflexão é considerada, em diversas áreas dereflexão é considerada, em diversas áreas de estudo, unicamente como reflexão especularestudo, unicamente como reflexão especular, onde a REM, onde a REM emerge da matéria numa única e previsível direçãoemerge da matéria numa única e previsível direção • O ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência e aO ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência e a radiação refletida possui sentido oposto à incidenteradiação refletida possui sentido oposto à incidente.. •ReflexãoReflexão – Em– Em SRSR acaba-se utilizando o termoacaba-se utilizando o termo reflexão comoreflexão como sinônimo de espalhamento.sinônimo de espalhamento. • Entretanto, aEntretanto, a reflexão é considerada, em diversas áreas dereflexão é considerada, em diversas áreas de estudo, unicamente como reflexão especularestudo, unicamente como reflexão especular, onde a REM, onde a REM emerge da matéria numa única e previsível direçãoemerge da matéria numa única e previsível direção • O ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência e aO ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência e a radiação refletida possui sentido oposto à incidenteradiação refletida possui sentido oposto à incidente.. Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
  52. 52. Espalhamento –Espalhamento – Também chamado de reflexão difusaTambém chamado de reflexão difusa EspalhamentoEspalhamento difere dadifere da reflexãoreflexão já que a direção associada aojá que a direção associada ao espalhamento é imprevisível, enquanto que a direção da reflexão éespalhamento é imprevisível, enquanto que a direção da reflexão é previsível.previsível. A radiação/luz vai em todas as direções (luz espalhada tambémA radiação/luz vai em todas as direções (luz espalhada também chamada de radiação difusa).chamada de radiação difusa). Espalhamento –Espalhamento – Também chamado de reflexão difusaTambém chamado de reflexão difusa EspalhamentoEspalhamento difere dadifere da reflexãoreflexão já que a direção associada aojá que a direção associada ao espalhamento é imprevisível, enquanto que a direção da reflexão éespalhamento é imprevisível, enquanto que a direção da reflexão é previsível.previsível. A radiação/luz vai em todas as direções (luz espalhada tambémA radiação/luz vai em todas as direções (luz espalhada também chamada de radiação difusa).chamada de radiação difusa). Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
  53. 53. A equação de balanço diz que a quantidade total daA equação de balanço diz que a quantidade total da densidade de fluxo radiante num determinado comprimentodensidade de fluxo radiante num determinado comprimento de onda (de onda (λλ) incidente no terreno é igual) incidente no terreno é igual A equação de balanço diz que a quantidade total daA equação de balanço diz que a quantidade total da densidade de fluxo radiante num determinado comprimentodensidade de fluxo radiante num determinado comprimento de onda (de onda (λλ) incidente no terreno é igual) incidente no terreno é igual Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria λλλλ dtransmitteabsorbedreflectedi FFFF ++=
  54. 54. As características da radiação e o que acontece comAs características da radiação e o que acontece com ela quando esta interage com a Terra é de extremaela quando esta interage com a Terra é de extrema importância em sensoriamento remoto.importância em sensoriamento remoto. Pelo monitoramento da natureza da radiação incidentePelo monitoramento da natureza da radiação incidente em comprimentos de onda específicos e como elaem comprimentos de onda específicos e como ela interage com a Terra, é possível obter informaçõesinterage com a Terra, é possível obter informações importantes acerca da Terra.importantes acerca da Terra. As características da radiação e o que acontece comAs características da radiação e o que acontece com ela quando esta interage com a Terra é de extremaela quando esta interage com a Terra é de extrema importância em sensoriamento remoto.importância em sensoriamento remoto. Pelo monitoramento da natureza da radiação incidentePelo monitoramento da natureza da radiação incidente em comprimentos de onda específicos e como elaem comprimentos de onda específicos e como ela interage com a Terra, é possível obter informaçõesinterage com a Terra, é possível obter informações importantes acerca da Terra.importantes acerca da Terra. Interações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-MatériaInterações Energia-Matéria
  55. 55. Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância Hemisférica AA Reflectância HemisféricaReflectância Hemisférica ((ρρλλ)) é definida como a razão adimensional entre a densidadeé definida como a razão adimensional entre a densidade fluxo radiante refletido pela superfície e o fluxo radiante incidente nela:fluxo radiante refletido pela superfície e o fluxo radiante incidente nela: AA Transmitância HemisféricaTransmitância Hemisférica ((ττλλ)) é definida como a razão adimensional entre aé definida como a razão adimensional entre a densidade fluxo radiante transmitido através da superfície e o fluxo radiante incidentedensidade fluxo radiante transmitido através da superfície e o fluxo radiante incidente nelanela :: AA Absortância HemisféricaAbsortância Hemisférica ((ααλλ)) é definida como a razão adimensional entre a densidadeé definida como a razão adimensional entre a densidade fluxo radiante absorvido pela superfície e o fluxo radiante incidente nelafluxo radiante absorvido pela superfície e o fluxo radiante incidente nela :: AA Reflectância HemisféricaReflectância Hemisférica ((ρρλλ)) é definida como a razão adimensional entre a densidadeé definida como a razão adimensional entre a densidade fluxo radiante refletido pela superfície e o fluxo radiante incidente nela:fluxo radiante refletido pela superfície e o fluxo radiante incidente nela: AA Transmitância HemisféricaTransmitância Hemisférica ((ττλλ)) é definida como a razão adimensional entre aé definida como a razão adimensional entre a densidade fluxo radiante transmitido através da superfície e o fluxo radiante incidentedensidade fluxo radiante transmitido através da superfície e o fluxo radiante incidente nelanela :: AA Absortância HemisféricaAbsortância Hemisférica ((ααλλ)) é definida como a razão adimensional entre a densidadeé definida como a razão adimensional entre a densidade fluxo radiante absorvido pela superfície e o fluxo radiante incidente nelafluxo radiante absorvido pela superfície e o fluxo radiante incidente nela :: λ λ λ λ λρ E M F F i reflected == λ λ λτ i dtransmitte F F = λ λ λα i absorbed F F =
  56. 56. Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância Hemisférica Equação de Balanço com base naEquação de Balanço com base na Reflectância HemisféricaReflectância Hemisférica ((ρρλλ),), Absortância HemisféricaAbsortância Hemisférica ((ααλλ)) ee Transmitância HemisféricaTransmitância Hemisférica ((ττλλ):): Equação de Balanço com base naEquação de Balanço com base na Reflectância HemisféricaReflectância Hemisférica ((ρρλλ),), Absortância HemisféricaAbsortância Hemisférica ((ααλλ)) ee Transmitância HemisféricaTransmitância Hemisférica ((ττλλ):): λλλ λλλ ταρ λλλλ λ ++= ++= 1 i dtransmitte i absorbed i reflected i i F F F F F F F F
  57. 57. Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância Hemisférica Equação de Balanço com base naEquação de Balanço com base na Reflectância HemisféricaReflectância Hemisférica ((ρρλλ),), Absortância HemisféricaAbsortância Hemisférica (α(αλλ)) ee Transmitância HemisféricaTransmitância Hemisférica ((ττλλ):): 1)1) PARA UM CORPO OPACO:PARA UM CORPO OPACO: 2) PARA UM CORPO NEGRO2) PARA UM CORPO NEGRO Equação de Balanço com base naEquação de Balanço com base na Reflectância HemisféricaReflectância Hemisférica ((ρρλλ),), Absortância HemisféricaAbsortância Hemisférica (α(αλλ)) ee Transmitância HemisféricaTransmitância Hemisférica ((ττλλ):): 1)1) PARA UM CORPO OPACO:PARA UM CORPO OPACO: 2) PARA UM CORPO NEGRO2) PARA UM CORPO NEGRO λλ λ αρ τ += = 1 0 λ λ λ α τ ρ = = = 1 0 0
  58. 58. Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância Hemisférica Lei de Kirchhoff: Para um corpo em equilíbrio termodinâmico, para um dadoLei de Kirchhoff: Para um corpo em equilíbrio termodinâmico, para um dado comprimento de onda, a absorção e emissão são iguais de forma que a absortância e acomprimento de onda, a absorção e emissão são iguais de forma que a absortância e a emissividade são iguais:emissividade são iguais: Para um corpo negro, a absorção e a emissão são máximas:Para um corpo negro, a absorção e a emissão são máximas: Lei de Kirchhoff: Para um corpo em equilíbrio termodinâmico, para um dadoLei de Kirchhoff: Para um corpo em equilíbrio termodinâmico, para um dado comprimento de onda, a absorção e emissão são iguais de forma que a absortância e acomprimento de onda, a absorção e emissão são iguais de forma que a absortância e a emissividade são iguais:emissividade são iguais: Para um corpo negro, a absorção e a emissão são máximas:Para um corpo negro, a absorção e a emissão são máximas: λλ αε = λλ εα ==1
  59. 59. Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância Hemisférica Para um corpo real a emissividade é menor que 1 e descreve a eficiência de emissãoPara um corpo real a emissividade é menor que 1 e descreve a eficiência de emissão de um corpo quando comparado com um emissor perfeito (corpo negro):de um corpo quando comparado com um emissor perfeito (corpo negro): PARA UM CORPO OPACO EM EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO PODEMOSPARA UM CORPO OPACO EM EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO PODEMOS RELACIONAR REFLECTÂNCIA COM EMISSIVIDADE:RELACIONAR REFLECTÂNCIA COM EMISSIVIDADE: Para um corpo real a emissividade é menor que 1 e descreve a eficiência de emissãoPara um corpo real a emissividade é menor que 1 e descreve a eficiência de emissão de um corpo quando comparado com um emissor perfeito (corpo negro):de um corpo quando comparado com um emissor perfeito (corpo negro): PARA UM CORPO OPACO EM EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO PODEMOSPARA UM CORPO OPACO EM EQUILÍBRIO TERMODINÂMICO PODEMOS RELACIONAR REFLECTÂNCIA COM EMISSIVIDADE:RELACIONAR REFLECTÂNCIA COM EMISSIVIDADE: )( )(sup TatemperaturaperfeitoemissorF TatemperaturarealerfícieF λ λ λε = λλ λλ λλ λλ ρε ερ εα αρ −= += = += 1 1 1
  60. 60. A reflectância hemisférica multiplicada por 100 fornece uma quantidade bastanteA reflectância hemisférica multiplicada por 100 fornece uma quantidade bastante utilizada chamada de porcentagem de reflectância ( ):utilizada chamada de porcentagem de reflectância ( ): A reflectância hemisférica multiplicada por 100 fornece uma quantidade bastanteA reflectância hemisférica multiplicada por 100 fornece uma quantidade bastante utilizada chamada de porcentagem de reflectância ( ):utilizada chamada de porcentagem de reflectância ( ): 100% ×= λ λ λρ i reflected F F %λρ Reflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância HemisféricaReflectância, Absortância e Transmitância Hemisférica
  61. 61. Curvas típicas deCurvas típicas de reflectância parareflectância para diferentes tipos dediferentes tipos de superfícies na regiãosuperfícies na região de 0.4 – 0.9de 0.4 – 0.9 µµm.m. Curvas típicas deCurvas típicas de reflectância parareflectância para diferentes tipos dediferentes tipos de superfícies na regiãosuperfícies na região de 0.4 – 0.9de 0.4 – 0.9 µµm.m. Jensen 2007Jensen 2007Jensen 2007Jensen 2007
  62. 62. Há vários tipos de superfícies refletoras:Há vários tipos de superfícies refletoras: •• Reflexão Lambertiana.Reflexão Lambertiana. •• Reflexão especular.Reflexão especular. •• Reflexão anisotrópica.Reflexão anisotrópica. Há vários tipos de superfícies refletoras:Há vários tipos de superfícies refletoras: •• Reflexão Lambertiana.Reflexão Lambertiana. •• Reflexão especular.Reflexão especular. •• Reflexão anisotrópica.Reflexão anisotrópica. ReflectânciaReflectânciaReflectânciaReflectância
  63. 63.  Casos Limites: • Lambertiana: reflectância = cte (mesma reflectância em todas as direções independente do ângulo de iluminação). • Especular: reflectância = 0 em todas as direções, excepto em uma, a direção especular (a superfície é um espelho perfeito). Superfícies Naturais em algum lugar entre as duas
  64. 64. ReflectânciaReflectânciaReflectânciaReflectância
  65. 65.  Superfície Lambertiana é isotrópica por definição  Maioria das superfícies possuem algum grau de anisotropia 30º-75º -45º nadir +45º +75º (http://www.geo.unizh.ch/rsl/research/SpectroLab/goniometry/brdf_intro.shtml)
  66. 66. Floresta no Canada. Esquerda: Retroespalhamento (Sol atrás do observador). Direita: Pró-espalhamento (Sol na direção oposta do observador). (Fonte: http://geography.bu.edu/brdf/brdfexpl.html)
  67. 67. Interação com a AtmosferaInteração com a AtmosferaInteração com a AtmosferaInteração com a Atmosfera Uma vez que a radiação eletromagnética é gerada, ela propagaUma vez que a radiação eletromagnética é gerada, ela propaga através da atmosfera da terra com velocidade aproximadamenteatravés da atmosfera da terra com velocidade aproximadamente igual a velocidade da luz no vácuo.igual a velocidade da luz no vácuo. •• Ao contrário do vácuo onde nada acontece, a atmosfera podeAo contrário do vácuo onde nada acontece, a atmosfera pode afetar não somente a velocidade da radiação mas também seuafetar não somente a velocidade da radiação mas também seu comprimento de onda, sua intensidade, distribuição espectral e oucomprimento de onda, sua intensidade, distribuição espectral e ou direção.direção. Uma vez que a radiação eletromagnética é gerada, ela propagaUma vez que a radiação eletromagnética é gerada, ela propaga através da atmosfera da terra com velocidade aproximadamenteatravés da atmosfera da terra com velocidade aproximadamente igual a velocidade da luz no vácuo.igual a velocidade da luz no vácuo. •• Ao contrário do vácuo onde nada acontece, a atmosfera podeAo contrário do vácuo onde nada acontece, a atmosfera pode afetar não somente a velocidade da radiação mas também seuafetar não somente a velocidade da radiação mas também seu comprimento de onda, sua intensidade, distribuição espectral e oucomprimento de onda, sua intensidade, distribuição espectral e ou direção.direção.
  68. 68. • EspalhamentoEspalhamento é um processo físico no qual uma partícula noé um processo físico no qual uma partícula no caminho da onda eletromagnética deflete a energia da radiaçãocaminho da onda eletromagnética deflete a energia da radiação incidente em todas as direções.incidente em todas as direções. • A partícula pode ser pensada como uma fonte pontual da energiaA partícula pode ser pensada como uma fonte pontual da energia espalhada.espalhada. • Deflecção da radiação devido ao contato com partículas.Deflecção da radiação devido ao contato com partículas. • Luz espalhadaLuz espalhada também chamada detambém chamada de radiação difusaradiação difusa.. • EspalhamentoEspalhamento é um processo físico no qual uma partícula noé um processo físico no qual uma partícula no caminho da onda eletromagnética deflete a energia da radiaçãocaminho da onda eletromagnética deflete a energia da radiação incidente em todas as direções.incidente em todas as direções. • A partícula pode ser pensada como uma fonte pontual da energiaA partícula pode ser pensada como uma fonte pontual da energia espalhada.espalhada. • Deflecção da radiação devido ao contato com partículas.Deflecção da radiação devido ao contato com partículas. • Luz espalhadaLuz espalhada também chamada detambém chamada de radiação difusaradiação difusa.. EspalhamentoEspalhamentoEspalhamentoEspalhamento
  69. 69. Essencialmente as partículas responsáveis peloEssencialmente as partículas responsáveis pelo espalhamento possuem tamanhos que vão de:espalhamento possuem tamanhos que vão de: •• Moléculas gasosas (~ 10Moléculas gasosas (~ 10-4-4 µµm)m) atéaté •• Aerossóis (~ 1Aerossóis (~ 1 µµm)m) •• Gotas de NuvemGotas de Nuvem (~ 10(~ 10 µµm)m) •• Cristais de Gelo (~ 100Cristais de Gelo (~ 100 µµm)m) •• Grandes Gotas de Chuva (~ 1 cm)Grandes Gotas de Chuva (~ 1 cm) Essencialmente as partículas responsáveis peloEssencialmente as partículas responsáveis pelo espalhamento possuem tamanhos que vão de:espalhamento possuem tamanhos que vão de: •• Moléculas gasosas (~ 10Moléculas gasosas (~ 10-4-4 µµm)m) atéaté •• Aerossóis (~ 1Aerossóis (~ 1 µµm)m) •• Gotas de NuvemGotas de Nuvem (~ 10(~ 10 µµm)m) •• Cristais de Gelo (~ 100Cristais de Gelo (~ 100 µµm)m) •• Grandes Gotas de Chuva (~ 1 cm)Grandes Gotas de Chuva (~ 1 cm) EspalhamentoEspalhamentoEspalhamentoEspalhamento
  70. 70. Espalhamento AtmosféricoEspalhamento AtmosféricoEspalhamento AtmosféricoEspalhamento Atmosférico Tipos de espalhamento é uma função do:Tipos de espalhamento é uma função do: • comprimento de ondacomprimento de onda da radiação incidente, eda radiação incidente, e • tamanhotamanho da matéria com a qual a radiação interageda matéria com a qual a radiação interage (molécula de gás, partícula de areia, gotas de água)(molécula de gás, partícula de areia, gotas de água) Tipos de espalhamento é uma função do:Tipos de espalhamento é uma função do: • comprimento de ondacomprimento de onda da radiação incidente, eda radiação incidente, e • tamanhotamanho da matéria com a qual a radiação interageda matéria com a qual a radiação interage (molécula de gás, partícula de areia, gotas de água)(molécula de gás, partícula de areia, gotas de água)
  71. 71. O efeito do tamanho da partículaO efeito do tamanho da partícula sobre o espalhamento é determinado por umsobre o espalhamento é determinado por um termo físico chamadotermo físico chamado parâmetro de tamanho (size parameter).parâmetro de tamanho (size parameter). Para uma partícula esférica, ele definido como aPara uma partícula esférica, ele definido como a razão entre a circunferênciarazão entre a circunferência da partícula e o comprimento de onda da radiação incidenteda partícula e o comprimento de onda da radiação incidente:: O efeito do tamanho da partículaO efeito do tamanho da partícula sobre o espalhamento é determinado por umsobre o espalhamento é determinado por um termo físico chamadotermo físico chamado parâmetro de tamanho (size parameter).parâmetro de tamanho (size parameter). Para uma partícula esférica, ele definido como aPara uma partícula esférica, ele definido como a razão entre a circunferênciarazão entre a circunferência da partícula e o comprimento de onda da radiação incidenteda partícula e o comprimento de onda da radiação incidente:: EspalhamentoEspalhamentoEspalhamentoEspalhamento λ πr x 2 =
  72. 72. Espalhamento RayleighEspalhamento Rayleigh ocorre quando o diâmetro da matéria éocorre quando o diâmetro da matéria é muito menor que o comprimento de onda da radiaçãomuito menor que o comprimento de onda da radiação eletromagnética incidenteeletromagnética incidente.. X << 1.X << 1. Um exemplo deste tipo de espalhamento é o espalhamento da luzUm exemplo deste tipo de espalhamento é o espalhamento da luz visível (0,4 - 0,7visível (0,4 - 0,7 µµm) por moléculas atmosféricas levando am) por moléculas atmosféricas levando a explicação da cor do céu azul.explicação da cor do céu azul. A quantidade de radiação espalhada é inversamente proporcionalA quantidade de radiação espalhada é inversamente proporcional a quarta potência do comprimento de onda da radiação incidentea quarta potência do comprimento de onda da radiação incidente.. Espalhamento RayleighEspalhamento Rayleigh ocorre quando o diâmetro da matéria éocorre quando o diâmetro da matéria é muito menor que o comprimento de onda da radiaçãomuito menor que o comprimento de onda da radiação eletromagnética incidenteeletromagnética incidente.. X << 1.X << 1. Um exemplo deste tipo de espalhamento é o espalhamento da luzUm exemplo deste tipo de espalhamento é o espalhamento da luz visível (0,4 - 0,7visível (0,4 - 0,7 µµm) por moléculas atmosféricas levando am) por moléculas atmosféricas levando a explicação da cor do céu azul.explicação da cor do céu azul. A quantidade de radiação espalhada é inversamente proporcionalA quantidade de radiação espalhada é inversamente proporcional a quarta potência do comprimento de onda da radiação incidentea quarta potência do comprimento de onda da radiação incidente.. Espalhamento RayleighEspalhamento RayleighEspalhamento RayleighEspalhamento Rayleigh
  73. 73. A quantidade de radiaçãoA quantidade de radiação espalhada é inversamenteespalhada é inversamente proporcional a quartaproporcional a quarta potência do comprimentopotência do comprimento de onda da radiaçãode onda da radiação incidenteincidente ((λλ-4-4 ).). A quantidade de radiaçãoA quantidade de radiação espalhada é inversamenteespalhada é inversamente proporcional a quartaproporcional a quarta potência do comprimentopotência do comprimento de onda da radiaçãode onda da radiação incidenteincidente ((λλ-4-4 ).). EspalhamentoEspalhamento RayleighRayleigh EspalhamentoEspalhamento RayleighRayleigh
  74. 74. Espalhamento RayleighEspalhamento RayleighEspalhamento RayleighEspalhamento Rayleigh •• Espalhamento Rayleigh pode diminuir severamente aEspalhamento Rayleigh pode diminuir severamente a informação vinda da radiação no visível parainformação vinda da radiação no visível para pequenos comprimentos de onda (Ex. azul) a ponto dapequenos comprimentos de onda (Ex. azul) a ponto da imagem de sensoriamento remoto perderimagem de sensoriamento remoto perder completamente o contraste sendo difícil distinguir oscompletamente o contraste sendo difícil distinguir os diferentes objetosdiferentes objetos •• Espalhamento Rayleigh pode diminuir severamente aEspalhamento Rayleigh pode diminuir severamente a informação vinda da radiação no visível parainformação vinda da radiação no visível para pequenos comprimentos de onda (Ex. azul) a ponto dapequenos comprimentos de onda (Ex. azul) a ponto da imagem de sensoriamento remoto perderimagem de sensoriamento remoto perder completamente o contraste sendo difícil distinguir oscompletamente o contraste sendo difícil distinguir os diferentes objetosdiferentes objetos
  75. 75. Espalhamento Lorenz-MieEspalhamento Lorenz-MieEspalhamento Lorenz-MieEspalhamento Lorenz-Mie •• EspalhamentoEspalhamento Lorenz-MieLorenz-Mie ocorre quando há essencialmente partículasocorre quando há essencialmente partículas esféricasesféricas presentes na atmosfera compresentes na atmosfera com tamanhos iguais ou maiores que otamanhos iguais ou maiores que o comprimento de onda da radiação incidentecomprimento de onda da radiação incidente.. X 1 (Exemplo: luz visível e partículas de aerossóis e nuvem)≥X 1 (Exemplo: luz visível e partículas de aerossóis e nuvem)≥ A intensidade do espalhamento depende menos do comprimento de ondaA intensidade do espalhamento depende menos do comprimento de onda e é mais dependente do tamanho da partícula.e é mais dependente do tamanho da partícula. Como resultado as nuvens na atmosfera geralmente aparecem brancas.Como resultado as nuvens na atmosfera geralmente aparecem brancas. •• EspalhamentoEspalhamento Lorenz-MieLorenz-Mie ocorre quando há essencialmente partículasocorre quando há essencialmente partículas esféricasesféricas presentes na atmosfera compresentes na atmosfera com tamanhos iguais ou maiores que otamanhos iguais ou maiores que o comprimento de onda da radiação incidentecomprimento de onda da radiação incidente.. X 1 (Exemplo: luz visível e partículas de aerossóis e nuvem)≥X 1 (Exemplo: luz visível e partículas de aerossóis e nuvem)≥ A intensidade do espalhamento depende menos do comprimento de ondaA intensidade do espalhamento depende menos do comprimento de onda e é mais dependente do tamanho da partícula.e é mais dependente do tamanho da partícula. Como resultado as nuvens na atmosfera geralmente aparecem brancas.Como resultado as nuvens na atmosfera geralmente aparecem brancas.
  76. 76. Espalhamento MicroondasEspalhamento Microondas •Espalhamento Lorenz-Mie – Detecção de gotas de chuva (1cm) porEspalhamento Lorenz-Mie – Detecção de gotas de chuva (1cm) por microondas (1mm – 1m);microondas (1mm – 1m); Na região de microondas a absorção pelas nuvens é muito baixa. ANa região de microondas a absorção pelas nuvens é muito baixa. A transmitância de uma nuvem não precipitante é cerca de 90% e otransmitância de uma nuvem não precipitante é cerca de 90% e o espalhamento é muito baixo (gotas de nuvem = 10espalhamento é muito baixo (gotas de nuvem = 10 µµm e microondas a partirm e microondas a partir de 1000de 1000 µµm, tal que o parâmetro X<<1 resultando no espalhamento Rayleighm, tal que o parâmetro X<<1 resultando no espalhamento Rayleigh que inversamente proporcional a quarta potência do comprimento de onda,que inversamente proporcional a quarta potência do comprimento de onda, portanto em microondas é muito fraco)portanto em microondas é muito fraco) Entretanto gotas de chuva (1 cm) interagem fortemente com a radiação emEntretanto gotas de chuva (1 cm) interagem fortemente com a radiação em microondas. Portanto nuvens são aproximadamente transparentes na região demicroondas. Portanto nuvens são aproximadamente transparentes na região de microondas, mas nuvens precipitantes não são!microondas, mas nuvens precipitantes não são! Espalhamento MicroondasEspalhamento Microondas •Espalhamento Lorenz-Mie – Detecção de gotas de chuva (1cm) porEspalhamento Lorenz-Mie – Detecção de gotas de chuva (1cm) por microondas (1mm – 1m);microondas (1mm – 1m); Na região de microondas a absorção pelas nuvens é muito baixa. ANa região de microondas a absorção pelas nuvens é muito baixa. A transmitância de uma nuvem não precipitante é cerca de 90% e otransmitância de uma nuvem não precipitante é cerca de 90% e o espalhamento é muito baixo (gotas de nuvem = 10espalhamento é muito baixo (gotas de nuvem = 10 µµm e microondas a partirm e microondas a partir de 1000de 1000 µµm, tal que o parâmetro X<<1 resultando no espalhamento Rayleighm, tal que o parâmetro X<<1 resultando no espalhamento Rayleigh que inversamente proporcional a quarta potência do comprimento de onda,que inversamente proporcional a quarta potência do comprimento de onda, portanto em microondas é muito fraco)portanto em microondas é muito fraco) Entretanto gotas de chuva (1 cm) interagem fortemente com a radiação emEntretanto gotas de chuva (1 cm) interagem fortemente com a radiação em microondas. Portanto nuvens são aproximadamente transparentes na região demicroondas. Portanto nuvens são aproximadamente transparentes na região de microondas, mas nuvens precipitantes não são!microondas, mas nuvens precipitantes não são!
  77. 77. •• AbsorçãoAbsorção é o processo pelo qual a radiação eletromagnética éé o processo pelo qual a radiação eletromagnética é absorvida e convertida em outras formas de energia.absorvida e convertida em outras formas de energia. • UmaUma banda de absorçãobanda de absorção é um intervalo de comprimento deé um intervalo de comprimento de onda no espectro eletromagnética onde a radiação é absorvidaonda no espectro eletromagnética onde a radiação é absorvida por substâncias como água (Hpor substâncias como água (H22O), dióxido de carbono (COO), dióxido de carbono (CO22),), oxigênio (Ooxigênio (O22), ozônio (O), ozônio (O33), e óxido nitroso (N), e óxido nitroso (N22O).O). •• O efeito acumulado da absorção por vários constituintes podeO efeito acumulado da absorção por vários constituintes pode causar com que a atmosferacausar com que a atmosfera se feche completamentese feche completamente em certasem certas regiões do espectro. Isto é ruim para o sensoriamento remoto daregiões do espectro. Isto é ruim para o sensoriamento remoto da superfíciesuperfície porque não há energia disponível para serporque não há energia disponível para ser sensoriadasensoriada.. •• AbsorçãoAbsorção é o processo pelo qual a radiação eletromagnética éé o processo pelo qual a radiação eletromagnética é absorvida e convertida em outras formas de energia.absorvida e convertida em outras formas de energia. • UmaUma banda de absorçãobanda de absorção é um intervalo de comprimento deé um intervalo de comprimento de onda no espectro eletromagnética onde a radiação é absorvidaonda no espectro eletromagnética onde a radiação é absorvida por substâncias como água (Hpor substâncias como água (H22O), dióxido de carbono (COO), dióxido de carbono (CO22),), oxigênio (Ooxigênio (O22), ozônio (O), ozônio (O33), e óxido nitroso (N), e óxido nitroso (N22O).O). •• O efeito acumulado da absorção por vários constituintes podeO efeito acumulado da absorção por vários constituintes pode causar com que a atmosferacausar com que a atmosfera se feche completamentese feche completamente em certasem certas regiões do espectro. Isto é ruim para o sensoriamento remoto daregiões do espectro. Isto é ruim para o sensoriamento remoto da superfíciesuperfície porque não há energia disponível para serporque não há energia disponível para ser sensoriadasensoriada.. AbsorçãoAbsorçãoAbsorçãoAbsorção
  78. 78. •• Em certas partes do espectro, como a região visível (0.4 - 0.7Em certas partes do espectro, como a região visível (0.4 - 0.7 µµm), am), a atmosfera não absorve toda radiação incidente, mas transmite esta deatmosfera não absorve toda radiação incidente, mas transmite esta de forma efetiva. Regiões do espectro que transmitem efetivamente aforma efetiva. Regiões do espectro que transmitem efetivamente a radiação são chamadas deradiação são chamadas de “janelas atmosféricas”.“janelas atmosféricas”. •• Quando lidamos com um meio como o ar, absorção e espalhamento sãoQuando lidamos com um meio como o ar, absorção e espalhamento são frequentemente combinados num coeficiente de extinção.frequentemente combinados num coeficiente de extinção. •• TransmissãoTransmissão é inversamente relacionado com a absorção/extinção.é inversamente relacionado com a absorção/extinção. Certos comprimentos de onda são afetados mais pela absorção do queCertos comprimentos de onda são afetados mais pela absorção do que pelo espalhamento. Este fato é particularmente verdade parapelo espalhamento. Este fato é particularmente verdade para comprimentos de onda na região do infravermelho e para comprimentoscomprimentos de onda na região do infravermelho e para comprimentos de onda menores que a região do visível.de onda menores que a região do visível. •• Em certas partes do espectro, como a região visível (0.4 - 0.7Em certas partes do espectro, como a região visível (0.4 - 0.7 µµm), am), a atmosfera não absorve toda radiação incidente, mas transmite esta deatmosfera não absorve toda radiação incidente, mas transmite esta de forma efetiva. Regiões do espectro que transmitem efetivamente aforma efetiva. Regiões do espectro que transmitem efetivamente a radiação são chamadas deradiação são chamadas de “janelas atmosféricas”.“janelas atmosféricas”. •• Quando lidamos com um meio como o ar, absorção e espalhamento sãoQuando lidamos com um meio como o ar, absorção e espalhamento são frequentemente combinados num coeficiente de extinção.frequentemente combinados num coeficiente de extinção. •• TransmissãoTransmissão é inversamente relacionado com a absorção/extinção.é inversamente relacionado com a absorção/extinção. Certos comprimentos de onda são afetados mais pela absorção do queCertos comprimentos de onda são afetados mais pela absorção do que pelo espalhamento. Este fato é particularmente verdade parapelo espalhamento. Este fato é particularmente verdade para comprimentos de onda na região do infravermelho e para comprimentoscomprimentos de onda na região do infravermelho e para comprimentos de onda menores que a região do visível.de onda menores que a região do visível. AbsorçãoAbsorçãoAbsorçãoAbsorção
  79. 79. Absorção de diferentes gases para a região de 0.1 até 30Absorção de diferentes gases para a região de 0.1 até 30 µµmm http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter2/42_Selective_Absorption/42.html Absorção de diferentes gases para a região de 0.1 até 30Absorção de diferentes gases para a região de 0.1 até 30 µµmm http://apollo.lsc.vsc.edu/classes/met130/notes/chapter2/42_Selective_Absorption/42.html window
  80. 80. Figura abaixo)Figura abaixo) O efeitoO efeito combinado da absorção ecombinado da absorção e espalhamento atmosférico reduz aespalhamento atmosférico reduz a quantidade de irradiância solarquantidade de irradiância solar chegando à superfície da Terra aochegando à superfície da Terra ao nível médio do mar.nível médio do mar. Figura abaixo)Figura abaixo) O efeitoO efeito combinado da absorção ecombinado da absorção e espalhamento atmosférico reduz aespalhamento atmosférico reduz a quantidade de irradiância solarquantidade de irradiância solar chegando à superfície da Terra aochegando à superfície da Terra ao nível médio do mar.nível médio do mar.
  81. 81. Absorção MicroondasAbsorção Microondas •0.15cm (200 GHz) e 1.5cm (20 GHz): Sondagens Vapor d’água0.15cm (200 GHz) e 1.5cm (20 GHz): Sondagens Vapor d’água •0.5cm (60 GHz): sondagens O20.5cm (60 GHz): sondagens O2 •0.2, 0.3, 0.8 cm e >2.0 cm : Janela atmosférica0.2, 0.3, 0.8 cm e >2.0 cm : Janela atmosférica Absorção MicroondasAbsorção Microondas •0.15cm (200 GHz) e 1.5cm (20 GHz): Sondagens Vapor d’água0.15cm (200 GHz) e 1.5cm (20 GHz): Sondagens Vapor d’água •0.5cm (60 GHz): sondagens O20.5cm (60 GHz): sondagens O2 •0.2, 0.3, 0.8 cm e >2.0 cm : Janela atmosférica0.2, 0.3, 0.8 cm e >2.0 cm : Janela atmosférica
  82. 82. Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas Naturais Sensoriamento Remoto PassivoSensoriamento Remoto Passivo Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas Naturais Sensoriamento Remoto PassivoSensoriamento Remoto Passivo A temperatura de 5770 – 6000 kelvin (K) produz uma grande quantidade de energia de comprimentoA temperatura de 5770 – 6000 kelvin (K) produz uma grande quantidade de energia de comprimento de onda relativamente curto que viaja à velocidade da luz. Parte desta energia é interceptada pelade onda relativamente curto que viaja à velocidade da luz. Parte desta energia é interceptada pela Terra, onde ela interage com a atmosfera e a superfície terrestre. A Terra reflete parte desta energiaTerra, onde ela interage com a atmosfera e a superfície terrestre. A Terra reflete parte desta energia diretamente de volta para o espaço exterior ou pode absorver a energia de comprimentos de ondadiretamente de volta para o espaço exterior ou pode absorver a energia de comprimentos de onda menores e posteriormente reemiti-la em comprimentos de onda maioresmenores e posteriormente reemiti-la em comprimentos de onda maiores A temperatura de 5770 – 6000 kelvin (K) produz uma grande quantidade de energia de comprimentoA temperatura de 5770 – 6000 kelvin (K) produz uma grande quantidade de energia de comprimento de onda relativamente curto que viaja à velocidade da luz. Parte desta energia é interceptada pelade onda relativamente curto que viaja à velocidade da luz. Parte desta energia é interceptada pela Terra, onde ela interage com a atmosfera e a superfície terrestre. A Terra reflete parte desta energiaTerra, onde ela interage com a atmosfera e a superfície terrestre. A Terra reflete parte desta energia diretamente de volta para o espaço exterior ou pode absorver a energia de comprimentos de ondadiretamente de volta para o espaço exterior ou pode absorver a energia de comprimentos de onda menores e posteriormente reemiti-la em comprimentos de onda maioresmenores e posteriormente reemiti-la em comprimentos de onda maiores Radiação Visível, Infravermelha eRadiação Visível, Infravermelha e MicroondasMicroondas Radiação Visível, Infravermelha eRadiação Visível, Infravermelha e MicroondasMicroondas
  83. 83. Microondas (1000Microondas (1000µµm (1mm) – 1 x 10m (1mm) – 1 x 1066 µµm (1m)) emitido pela superfície terrestrem (1m)) emitido pela superfície terrestreMicroondas (1000Microondas (1000µµm (1mm) – 1 x 10m (1mm) – 1 x 1066 µµm (1m)) emitido pela superfície terrestrem (1m)) emitido pela superfície terrestre Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas Naturais Sensoriamento Remoto PassivoSensoriamento Remoto Passivo Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas Naturais Sensoriamento Remoto PassivoSensoriamento Remoto Passivo
  84. 84. Fontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas NaturaisFontes de Energia Eletromagnéticas Naturais Microondas (1000Microondas (1000µµm (1mm) – 1 x 10m (1mm) – 1 x 1066 µµm (1m)) emitido pela superfície terrestrem (1m)) emitido pela superfície terrestreMicroondas (1000Microondas (1000µµm (1mm) – 1 x 10m (1mm) – 1 x 1066 µµm (1m)) emitido pela superfície terrestrem (1m)) emitido pela superfície terrestre
  85. 85. Fontes de Energia EletromagnéticasFontes de Energia Eletromagnéticas Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto Fontes de Energia EletromagnéticasFontes de Energia Eletromagnéticas Sensoriamento RemotoSensoriamento Remoto •As características de transmissão atmosférica fazem com que raramente seAs características de transmissão atmosférica fazem com que raramente se utilizem sensores que operem em faixas de comprimento de onda inferiores autilizem sensores que operem em faixas de comprimento de onda inferiores a 0.40.4 µµm.m. •A maior parte dos sensores operam nas seguintes regiões do espectro: visível,A maior parte dos sensores operam nas seguintes regiões do espectro: visível, infravermelho e microondasinfravermelho e microondas •Geralmente a energia utilizada no SR dos recursos terrestres é a seguinte:Geralmente a energia utilizada no SR dos recursos terrestres é a seguinte: •Radiação solar refletida;Radiação solar refletida; •Radiação no infravermelho térmico emitida pelo sistema Terra-atmosfera;Radiação no infravermelho térmico emitida pelo sistema Terra-atmosfera; •Radiação em microondas emitida pelo sistema Terra-atmosfera;Radiação em microondas emitida pelo sistema Terra-atmosfera; •Radiação em microondas refletida pelo sistema Terra-atmosfera produzida porRadiação em microondas refletida pelo sistema Terra-atmosfera produzida por meio de fontes artificiais (emitida pelo próprio sistema sensor).meio de fontes artificiais (emitida pelo próprio sistema sensor). •As características de transmissão atmosférica fazem com que raramente seAs características de transmissão atmosférica fazem com que raramente se utilizem sensores que operem em faixas de comprimento de onda inferiores autilizem sensores que operem em faixas de comprimento de onda inferiores a 0.40.4 µµm.m. •A maior parte dos sensores operam nas seguintes regiões do espectro: visível,A maior parte dos sensores operam nas seguintes regiões do espectro: visível, infravermelho e microondasinfravermelho e microondas •Geralmente a energia utilizada no SR dos recursos terrestres é a seguinte:Geralmente a energia utilizada no SR dos recursos terrestres é a seguinte: •Radiação solar refletida;Radiação solar refletida; •Radiação no infravermelho térmico emitida pelo sistema Terra-atmosfera;Radiação no infravermelho térmico emitida pelo sistema Terra-atmosfera; •Radiação em microondas emitida pelo sistema Terra-atmosfera;Radiação em microondas emitida pelo sistema Terra-atmosfera; •Radiação em microondas refletida pelo sistema Terra-atmosfera produzida porRadiação em microondas refletida pelo sistema Terra-atmosfera produzida por meio de fontes artificiais (emitida pelo próprio sistema sensor).meio de fontes artificiais (emitida pelo próprio sistema sensor).
  86. 86. A atmosfera desempenha um papel importante, tanto ao longo doA atmosfera desempenha um papel importante, tanto ao longo do caminho Sol-alvo como do caminho alvo-sensorcaminho Sol-alvo como do caminho alvo-sensor 1) A atmosfera pode1) A atmosfera pode reduzirreduzir a radiância do feixe pelaa radiância do feixe pela absorçãoabsorção, bem, bem como pelocomo pelo espalhamentoespalhamento.. 2) A atmosfera pode2) A atmosfera pode aumentaraumentar a radiância do feixe pelaa radiância do feixe pela emissãoemissão e peloe pelo espalhamento múltiploespalhamento múltiplo de todas asde todas as outras direções na direção da suaoutras direções na direção da sua propagaçãopropagação (Liou, 1980).(Liou, 1980). Portanto, sob condições de céu claro,Portanto, sob condições de céu claro, espalhamento, absorção e emissãoespalhamento, absorção e emissão de radiação pelos constituintes atmosféricos (gases e aerossóis) devemde radiação pelos constituintes atmosféricos (gases e aerossóis) devem ser levados em contaser levados em conta A atmosfera desempenha um papel importante, tanto ao longo doA atmosfera desempenha um papel importante, tanto ao longo do caminho Sol-alvo como do caminho alvo-sensorcaminho Sol-alvo como do caminho alvo-sensor 1) A atmosfera pode1) A atmosfera pode reduzirreduzir a radiância do feixe pelaa radiância do feixe pela absorçãoabsorção, bem, bem como pelocomo pelo espalhamentoespalhamento.. 2) A atmosfera pode2) A atmosfera pode aumentaraumentar a radiância do feixe pelaa radiância do feixe pela emissãoemissão e peloe pelo espalhamento múltiploespalhamento múltiplo de todas asde todas as outras direções na direção da suaoutras direções na direção da sua propagaçãopropagação (Liou, 1980).(Liou, 1980). Portanto, sob condições de céu claro,Portanto, sob condições de céu claro, espalhamento, absorção e emissãoespalhamento, absorção e emissão de radiação pelos constituintes atmosféricos (gases e aerossóis) devemde radiação pelos constituintes atmosféricos (gases e aerossóis) devem ser levados em contaser levados em conta ETRETRETRETR
  87. 87. ETRETRETRETR [5] [6] Surface [1] Atmosphere [2] Sun Sensor ( )µλ,L [4] [3] [1] [2] [3] [6] [4] [5]
  88. 88. [1] Irradiância solar direta que atinge a superfície e é então refletida por ela na direção do sensor; [2] Espalhamento da radiação solar para cima em direção ao sensor; [3] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação solar espalhada (difusa) pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície até o sensor; [4] - Emissão térmica da superfície; [5] Radiância emitida pela atmosfera para cima em direção ao sensor; [6] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação emitida pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície e propagada até o sensor juntamente. [1] Irradiância solar direta que atinge a superfície e é então refletida por ela na direção do sensor; [2] Espalhamento da radiação solar para cima em direção ao sensor; [3] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação solar espalhada (difusa) pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície até o sensor; [4] - Emissão térmica da superfície; [5] Radiância emitida pela atmosfera para cima em direção ao sensor; [6] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação emitida pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície e propagada até o sensor juntamente. ETRETRETRETR
  89. 89. ETR – completaETR – completa região intermediária (3-5região intermediária (3-5 µµm)m) ETR – completaETR – completa região intermediária (3-5região intermediária (3-5 µµm)m) 654321 +++++=λL
  90. 90. ETR – simplificação VISETR – simplificação VIS região de radiação solar refletida (0.4 – 3.0região de radiação solar refletida (0.4 – 3.0 µµm)m) ETR – simplificação VISETR – simplificação VIS região de radiação solar refletida (0.4 – 3.0região de radiação solar refletida (0.4 – 3.0 µµm)m) 643 ++=λL [1] Irradiância solar direta que atinge a superfície e é então refletida por ela na direção do sensor; [2] Espalhamento da radiação solar para cima em direção ao sensor; [3] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação solar espalhada (difusa) pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície até o sensor. [1] Irradiância solar direta que atinge a superfície e é então refletida por ela na direção do sensor; [2] Espalhamento da radiação solar para cima em direção ao sensor; [3] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação solar espalhada (difusa) pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície até o sensor. 1 2 3
  91. 91. 521 ++=λL [4] - Emissão térmica da superfície; [5] Radiância emitida pela atmosfera para cima em direção ao sensor; [6] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação emitida pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície e propagada até o sensor juntamente. [4] - Emissão térmica da superfície; [5] Radiância emitida pela atmosfera para cima em direção ao sensor; [6] Como a superfície da Terra não é um corpo negro, a radiação emitida pela atmosfera para baixo pode ser refletida pela superfície e propagada até o sensor juntamente. ETR – simplificação IRETR – simplificação IR região de emissão terrestre (5 – 1000região de emissão terrestre (5 – 1000 µµm)m) ETR – simplificação IRETR – simplificação IR região de emissão terrestre (5 – 1000região de emissão terrestre (5 – 1000 µµm)m) 4 5 6

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