Electromagnetic spectrum

Μια λευκή επιφάνεια ανακλά ίσα ποσά ακτινοβολίας από όλα τα μήκη κύματος του ορατού φωτός, ενώ ένα πράσινο φύλλο ανακλά λιγότερη ακτινοβολία στην περιοχή του ερυθρού και του κυανού του ορατού φάσματος, από ότι στην περιοχή του πράσινου. Έτσι, το πράσινο υπερέχει έναντι των άλλων χρωμάτων (σε σύγκριση με το κόκκινο και το μπλε) και τα φύλλα φαίνονται πράσινα. Συνεπώς, η σύνθεση της ηλεκτρομαγνητικής ανάκλασης ή φασματική υπογραφή, μας δίνει πληροφορίες για το αν μια επιφάνεια εκπέμπει ή αντανακλά την ακτινοβολία.

Η ικανότητα των δορυφόρων να διαχωρίζουν τις φασματικές υπογραφές των διαφόρων αντικειμένων έχει μεγάλη σημασία στις χαρτογραφικές τους ικανότητες, όπου είναι ζωτική η ικανότητα διάκρισης ανάμεσα σε διάφορους τύπους επιφανειών και περιοχών.

Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να αντιληφθεί την ακτινοβολία μόνο σε μια περιορισμένη περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Συνεπώς τα όργανα τηλεπισκόπησης που λειτουργούν σε μήκη κύματος πέρα από την περιοχή του ορατού, συνιστούν μια επέκταση του οπτικού μας πεδίου και μας δίνουν πρόσθετες πληροφορίες για τον φυσικό κόσμο που μας περιβάλλει.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μιας επιφάνειας οφείλεται είτε σε ανάκλαση (π.χ. το ανακλώμενο φως) είτε σε εκπομπή (ακτινοβολία που εκπέμπεται από την ίδια την επιφάνεια). Προφανώς το ανακλώμενο ηλιακό φως μπορεί να μετρηθεί μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ η εκπεμπόμενη ακτινοβολία μπορεί να μετρηθεί οποιαδήποτε ώρα. Σύμφωνα με τη θερμοδυναμική, ένα σώμα με θερμοκρασία διαφορετική των 0ο Κ (Kelvin), π.χ. ένα αντικείμενο στη γη, εκπέμπει ακτινοβολία ανάλογη της θερμοκρασίας του.

[Λεζάντα εικόνας:] Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Το ανθρώπινο μάτι μπορεί να αντιληφθεί μια περιορισμένη μόνο περιοχή του φάσματος, ενώ οι δορυφόροι μπορούν να καταγράψουν στο ορατό, το υπέρυθρο αλλά και σε πολλά άλλα μήκη κύματος.

Η θερμοκρασία μιας επιφάνειας παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στο ποσό της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Η θερμοκρασία στην επιφάνεια του ήλιου είναι 6000ο Kelvin και η μέγιστη εκπομπή αφορά την περιοχή του ορατού φάσματος. Μια επιφάνεια με θερμοκρασία 1000ο Κ (π.χ. μια φωτιά στον Αμαζόνιο) εκπέμπει περισσότερο στη μέση υπέρυθρη περιοχή του φάσματος. Η θερμοκρασία της επιφάνειας της γης είναι περίπου 290Κ και η μέγιστη εκπομπή είναι περίπου στα 14 μm. Υπάρχει άμεση σχέση ανάμεσα στη θερμοκρασία μιας επιφάνειας και την ένταση της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας σε συγκεκριμένο μήκος κύματος. Η θερμοκρασία μιας επιφάνειας μπορεί να υπολογιστεί με βάση τη δορυφορική μέτρηση της εκπομπής της στην θερμική υπέρυθρη περιοχή.  
 

	Radiation and temperature

Ακτινοβολία και θερμοκρασία
 
Οι επιφάνειες που έχουν διαφορετικές θερμοκρασίες εκπέμπουν τη μέγιστη ακτινοβολία σε διαφορετικά μήκη κύματος. Η μέγιστη ακτινοβολία που εκπέμπει ο ήλιος είναι στα 0.483 μικρόμετρα, ενώ η γη στα 14 μικρόμετρα. Η εκπομπή ακτινοβολίας από μια επιφάνεια είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας. Συνεπώς η θερμοκρασία μιας επιφάνειας μπορεί να υπολογιστεί γνωρίζοντας το ποσό της ακτινοβολίας που εκπέμπει η επιφάνεια με τη βοήθεια της τηλεπισκόπισης.

Η γη εκπέμπει μικρά μόνο ποσά ενέργειας στην περιοχή του ορατού και επομένως ο μόνος λόγος που γίνεται ορατή είναι επειδή αντανακλά το ορατό φως του ηλίου. Οι ακτίνες του ηλίου που φτάνουν στη γη, είτε απορροφώνται, συμβάλλοντας έτσι στη θέρμανση της γης, είτε ανακλώνται, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να γίνουν ορατές από το ανθρώπινο μάτι ή τους δορυφόρους. Η ανακλαστικότητα (λέγεται και λευκαύγεια ή albedo) μιας επιφάνειας είναι ένα μέτρο του ποσοστού του ηλιακού φωτός που αντανακλάται.