Um radar é um sistema activo que ilumina a superfície da Terra e mede o sinal reflectido

Estes sistemas encontram-se a bordo de aviões e satélites. Os satélites ERS construídos e lançados pela Agência Espacial Europeia são alguns deles. O radar a bordo do satélite permite obter imagens pormenorizadas da superfície da Terra.

O radar é um sistema activo, o que significa que ilumina a superfície terrestre e mede o sinal reflectido. Por isso, as imagens podem ser obtidas de dia e de noite, independentemente da luz solar. Isto é particularmente importante nas latitudes elevadas, onde a longa noite polar impede que os satélites tradicionais recolham dados durante seis meses do ano. Além disso, o sinal de radar penetra facilmente nas nuvens, o que permite recolher imagens independentemente das condições meteorológicas.

As imagens de radar parecem fotografias, mas a sua interpretação é muito diferente! Vejamos porquê:

1. Os radares são sistemas activos: o cenário a 'fotografar' é iluminado - não com luz mas com sinais electromagnéticos de um comprimento de onda de microondas específico. As imagens de microondas fornecem informações acerca das propriedades geométricas e dieléctricas da superfície ou volume estudados, que depende principalmente da irregularidade da superfície (ver em baixo), do tipo de material (por ex. ferro, betão, madeira, substâncias orgânicas) e do seu conteúdo de humidade.

Os satélites podem transportar sensores ópticos ou de radar, para adquirir diferentes tipos de imagens. As imagens ópticas diferem das de radar porque não podem ser obtidas à noite e quando o céu está coberto de nuvens.  
 

	As imagens de radar a cores podem ser produzidas combinando três imagens simples de datas diferentes

2. As imagens de radar são a preto e branco, já que são obtidas utilizando um único comprimento de onda electromagnética de 5,3 cm.

As imagens de radar a cores podem ser produzidas combinando três imagens simples de datas diferentes (por ex. com um intervalo de 35 dias) para produzir uma imagem composta multitemporal. Cada dado/imagem individual é visualizado numa das três cores usadas para formar qualquer imagem a cores, isto é, vermelho, verde e azul. As diferentes quantidades de cor de cada data combinam-se para produzir outras cores que podem ser interpretadas por processadores de imagem específicos.
 
 

O que o radar 'vê' é diferente daquilo que os nossos olhos podem observar

3. O que o radar 'vê' é diferente daquilo que se pode observar com os olhos. Imagina que estás na praia e olhas para a água. A água pode estar calma ou pode ter ondas (dependendo da velocidade do vento). No entanto, para o sensor, quanto mais agitada estiver a água, maior será a reflexão da energia das microondas registada e, por isso, a água aparecerá mais clara (mais branca) na imagem.

Quando o radar emite um sinal de microondas, mede-se a potência com que um objecto reflecte o sinal. A isto chama-se retrodifusão. Quanto mais agitado estiver o mar, maior será a retrodifusão e mais clara estará a imagem (repara nas setas verdes da figura acima; o seu tamanho indica a luminosidade da imagem). Um mar calmo aparece preto na imagem a preto e branco, enquanto que um mar agitado ou tempestuoso aparecerá numa cor clara, devido à altura das ondas. Os navios aparecem também como pontos claros, já que são feitos de metal e possuem muitos ângulos rectos que reflectem a energia das microondas melhor do que a água. Obviamente, existem outros factores envolvidos, como veremos em alguns dos outros exercícios.
 
 

	composição a cores da cidade de Bucareste, Roménia

A interpretação das imagens do solo é semelhante em muitos aspectos. As cidades são superfícies muito irregulares e aparecem normalmente numa cor muito clara. As casas individuais são vistas como pontos claros (reflexão elevada), se não estiverem demasiado próximas de outras (a segunda imagem em cima mostra uma composição a cores da cidade de Bucareste vista pelo radar espacial a bordo do satélite ERS-1).
 
 

Human-made deforestation is seen as coloured rectangular areas. The city of Porto Velho (Brazil) is depicted in white.

As florestas são também elementos que aparecem numa cor clara, com níveis de cinzento muito altos e uniformes. Por outro lado, os prados são superfícies lisas e aparecem escuros na imagem de radar.
 
 

	Imagem de satélite por radar de uma área cultivada nos Países-Baixos

Ainda mais lisas são as estradas e auto-estradas, que aparecem quase a preto. A figura mostra uma imagem de satélite por radar de uma área cultivada nos Países-Baixos, onde se pode ver claramente uma rede de estradas sob a forma de elementos lineares escuros. Mas nesta imagem podes também identificar uma linha fina brilhante. Consegues adivinhar de que se trata? Claro, é um caminho-de-ferro: como é feito de ferro, reflecte fortemente a energia das microondas.
 
 
Aplicações de imagens de radar
 
Mas, em termos práticos, o que podem fazer os satélites de radar?

Os dados dos satélites de radar ajudam-nos a monitorizar o ambiente, 24 horas por dia e em más condições meteorológicas, quando outros satélites não podem funcionar.

Ao longo da costa e no mar alto podemos utilizar estes satélites para detectar marés negras, muito antes de atingirem a costa. Nas águas pouco profundas, os dados de radar mostram as correntes marítimas. São também utilizados para cartografar os perigosos bancos de areia escondidos e produzir gráficos da topografia do fundo do mar.
 
 
Além disso, estes satélites permitem medir as ondas do mar (úteis para as previsões meteorológicas) e orientar os navios em segurança e com mais economia nas suas viagens.

De igual modo, os engenheiros das plataformas petrolíferas necessitam deste tipo de informações. Em primeiro lugar, para planear os trabalhos de construção e, depois, durante o funcionamento, para ajudar a proteger as dezenas de pessoas que trabalham nestas ilhas artificiais no meio do mar, por vezes muito tempestuoso.

Os dados de radar dos satélites são também muito úteis para os quebra-gelos que atravessam o gelo dos mares Árctico ou Antárctico. Estes navios utilizam as imagens para encontrar a trajectória ideal, evitando o gelo mais espesso e perigoso que pode bloquear o navio - mesmo de noite e com nevoeiro.
 
 
Em terra, os dados de radar são utilizados para monitorizar cheias e podem ser usados nas operações de resgate (obviamente, as cheias acontecem em condições meteorológicas muito húmidas, em que as nuvens podem tornar outros satélites e mesmo aviões totalmente inoperacionais).

As áreas com risco elevado de deslizamentos de terra, terramotos e até erupções vulcânicas podem ser monitorizadas utilizando técnicas especiais (denominadas interferometria), que permitem medir pequenos movimentos da Terra. Essas medições servem de indicações para emitir alertas. Usando uma técnica semelhante, é possível elaborar mapas digitais a partir dos dados de satélite.
 
 

	Desflorestação

Nos trópicos, o céu está muitas vezes nublado, pelo que só os satélites com radar podem captar imagens da superfície da Terra. As imagens de radar são muitas vezes utilizadas na agricultura, especialmente para as previsões da produção de arroz. Os campos são claramente visíveis numa imagem, o que permite medir as suas dimensões e calcular a quantidade de arroz que irá ser colhida.

Para proteger, mas também explorar a floresta de uma forma sustentável, é necessária a vigilância por radar. Os satélites conseguem localizar pequenas clareiras e, desta forma, monitorizar qualquer actividade de abate de árvores ou desflorestação.

Para concluir, os satélites de radar como o ERS e o ENVISAT ajudam-nos não só a compreender, mas também a proteger o ambiente numa escala mundial e local.