A new space technology for ocean observation: the SMOS mission

Capability for sea surface salinity observation was an important gap in ocean remote sensing in the last few decades of the 20th century. New technological developments during the 1990s at the European Space Agency led to the proposal of SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), an Earth explorer opportunity mission based on the use of a microwave interferometric radiometer, MIRAS (Microwave Imaging Radiometer with Aperture Synthesis). SMOS, the first satellite ever addressing the observation of ocean salinity from space, was successfully launched in November 2009. The determination of salinity from the MIRAS radiometric measurements at 1.4 GHz is a complex procedure that requires high performance from the instrument and accurate modelling of several physical processes that impact on the microwave emission of the ocean’s surface. This paper introduces SMOS in the ocean remote sensing context, and summarizes the MIRAS principles of operation and the SMOS salinity retrieval approach. It describes the Spanish SMOS high-level data processing centre (CP34) and the SMOS Barcelona Expert Centre on Radiometric Calibration and Ocean Salinity (SMOS-BEC), and presents a preliminary validation of global sea surface salinity maps operationally produced by CP34.
La imposibilidad de observar la salinidad superficial del mar desde el espacio era uno de los problemas importantes para la teledetección oceánica a finales del siglo XX. Nuevos desarrollos tecnológicos durante los años 90 en la Agencia Espacial Europea llevaron a formular la propuesta de SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), una misión de oportunidad de observación de la Tierra basada en un radiómetro interferométrico de microondas, MIRAS (Microwave Imaging Radiometer with Aperture Synthesis). SMOS, el primer satélite que intenta observar la salinidad desde el espacio, fue lanzado en noviembre de 2009. La determinación de salinidad a partir de las mediciones de MIRAS a 1,4 GHz es un procedimiento complejo que requiere un excelente funcionamiento del instrumento y una modelización muy precisa de los procesos físicos que intervienen en la emisión de la superficie del océano en el dominio de las microondas. Este artículo presenta SMOS en el contexto de la teledetección oceánica, y resume los principios de operación de MIRAS y el enfoque utilizado en SMOS para obtener la salinidad. Describe el Centro español de Proceso de datos SMOS de alto nivel (CP34) y el Centro Experto SMOS en Barcelona para Calibración Radiométrica y Salinidad Oceánica (SMOS-BEC), así como presenta una primera validación de los mapas globales de salinidad superficial producidos operacionalmente por el CP34.