O papel dos satélites na meteorologia: como observamos o tempo a partir do espaço

Quando consultamos imagens de nuvens ou acompanhamos a evolução de uma tempestade, raramente pensamos na tecnologia por trás dessas observações. No entanto, a meteorologia depende fortemente de satélites que orbitam a Terra e monitorizam continuamente a atmosfera. Sem estes sistemas, seria impossível acompanhar fenómenos à escala global ou alimentar os modelos numéricos que utilizamos diariamente nas previsões do tempo.

Porque são os satélites essenciais na meteorologia?

A atmosfera não tem fronteiras e grande parte do planeta, como os oceanos ou regiões remotas, não dispõe de estações meteorológicas. Os satélites permitem ultrapassar essa limitação, oferecendo uma visão global e contínua da Terra. Atualmente existem 322 satélites de observação da Terra em órbita, operados por 93 agências espaciais e organizações em todo o mundo, que fornecem dados essenciais para monitorizar o estado da atmosfera em tempo real.

O primeiro satélite meteorológico, o TIROS-1, foi lançado em 1960, marcando o início de uma nova era na observação do tempo.

Satélites geoestacionários e Satélites de órbita polar

Existem dois tipos principais de satélites meteorológicos, que se distinguem pela forma como orbitam a Terra. Os satélites geoestacionários permanecem aparentemente fixos sobre a mesma região, orbitando à mesma velocidade de rotação do planeta. Esta característica permite uma monitorização contínua, sendo particularmente útil para acompanhar a evolução de tempestades em tempo quase real. No entanto, essa posição mais distante implica uma menor resolução espacial.

Por outro lado, os satélites de órbita polar percorrem o planeta de polo a polo, cobrindo toda a superfície terrestre ao longo do tempo. Embora não observem continuamente o mesmo ponto, oferecem imagens com maior detalhe, sendo fundamentais para análises mais precisas da atmosfera e da superfície terrestre.

De forma simples, pode dizer-se que os satélites geoestacionários privilegiam a continuidade, enquanto os polares oferecem maior detalhe.

Mas afinal, como é que os satélites “veem” a atmosfera?

Ao contrário do olho humano, estes sistemas não captam apenas imagens visíveis. Em vez disso, medem radiação eletromagnética emitida ou refletida pela Terra e pela atmosfera, em diferentes comprimentos de onda.

Cada um destes métodos, bem como os diferentes comprimentos de onda utilizados, fornecem informação distinta e complementar sobre o estado do sistema atmosférico.

A luz visível permite observar as nuvens de forma semelhante a uma fotografia, sendo especialmente útil para identificar estruturas atmosféricas e sistemas meteorológicos à superfície. No entanto, esta observação depende da luz solar e, por isso, só está disponível durante o dia.

Já o infravermelho mede a energia térmica emitida pelos objetos, permitindo estimar a temperatura das nuvens e observar a atmosfera tanto de dia como de noite. Esta capacidade é essencial para identificar nuvens altas e tempestades intensas, associadas a sistemas convectivos.

Existe ainda um canal específico dedicado ao vapor de água, que permite acompanhar a humidade na atmosfera média e alta e identificar padrões de circulação, como os rios atmosféricos.

Por sua vez, os sensores de micro-ondas conseguem penetrar através das nuvens, fornecendo informação sobre precipitação e estrutura interna dos sistemas meteorológicos, algo que outros comprimentos de onda não conseguem captar.

Os dados recolhidos por estes sensores são fundamentais para a previsão do tempo, sendo integrados no processo de assimilação de dados que alimenta os modelos meteorológicos. Estes dados permitem definir o estado inicial da atmosfera com elevada precisão, o que é essencial para a qualidade das previsões.

É a partir desta base que modelos como o europeu conseguem simular a evolução do tempo, prever tempestades, acompanhar ciclones ou identificar rios atmosféricos. O satélite, por si só, não faz a previsão, mas sem ele o modelo não consegue funcionar de forma eficaz.