Descripción

En esta actividad, se utiliza un programa de análisis digital de imágenes para medir y cuantificar el número de píxeles que representan medidas de la capa de ozono sobre la Antártida por debajo de las 225 Unidades Dobson.
Se han tomado los datos de concentración de ozono correspondientes a los días 15 de octubre desde 1996 hasta el año 2004.

Objetivos

• Interpretar imágenes satélite para comprender la distribución global del ozono
• Identificar la disminución de la capa de ozono sobre la Antártida en los datos de los satélites
• Conocer los efectos sobre la salud del aumento de radiación UV sobre la Tierra
• Analizar imágenes para cuantificar el área y la evolución interanual de la disminución del ozono a lo largo de un periodo de 9 años.

Herramientas
Para esta actividad usaremos el programa de análisis digital de imágenes ImageJ. Esta aplicación requiere tener instalada la extensión Java. Si vuestro navegador la tiene instalada, ImageJ se cargará automáticamente, en caso contrario os solicitará su instalación.

Datos
Los datos para esta actividad se han obtenido de la web del instrumento TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer).

Juntamente con la aplicación se carga una secuencia con las imágenes correspondientes al periodo estudiado.

Sobre las imágenes debes medir el área con una densidad de ozono inferior a 225 Unidades Dobson.

Proceso

1. Familiarización con ImageJ

ImageJ es un potente programa de tratamiento y análisis de imágenes digitales. En esta actividad utilizaremos la funcionalidad de medir el número de píxeles que están dentro de un rango predeterminado (menos de 225 Unidades Dobson).

Una vez cargado ImageJ, aparecen los menús y herramientas principales, tal como aparecen en la imagen adjunta.

2. Abrir y explorar las imágenes del instrumento TOMS

Como habrás observado, ImageJ se abre automáticamente al entrar en esta página, con una secuencia de imágenes de la Antártida que muestran los niveles de concentración de ozono medidos con el instrumento TOMS a lo largo de 9 años (1996-2004). Si el programa ImageJ no se ha cargado, la razón más probable es por no tener instalado el plugin de Java.

En la parte inferior de la ventana de las imágenes, puedes mover la barra de desplazamiento para observar la evolución de la concentración de ozono a lo largo del periodo estudiado.

3. Medir el área de la depleción de ozono

3.1. Selección

1. Si habéis realizado cambios en las imágenes durante vuestra exploración, debéis seleccionar la opción "Revert" del menú File para restablecer los valores iniciales.
2. Posicionaros en la imagen correspondiente a octubre de 1996.
   
   
   
3. Seleccionar el menú "Image > Adjust >Threshold"
4. En la ventana de diálogo "Threshold", verificar que la opción del menú desplegable sea "Red", debajo de los dos selectores horizontales (como indica la figura).
   
   
   
5. Desplazar los controles de los selectores horizontales (mediante el ratón o las teclas del cursor) hasta que los píxeles que representan la zona con una densidad de ozono inferior a 225 Unidades Dobson, tengan color rojo rojo y los píxeles de los niveles superiores de ozono mantengan el color original.
   
   
   
6. Una vez seleccionado el rango de píxeles que tienen el nivel de densidad que se corresponde con un valor inferior a 225 de la escala de Dobson, clicar el botón "Set" como se muestra en la siguiente imagen, y confirmar la pregunta que nos saldrá a continuación.
   
   
   
7. En la barra de herramientas de ImageJ, seleccionar la herramienta de selección . Pinchar justo a la derecha del grupo de píxeles de color rojo que representan la zona con disminución de ozono. Esta acción trazará automáticamente una línea de selección de color amarillo alrededor de los píxeles rojos.
   
   
   

3.2 Medición

1. Seleccionar el menú "Analyze > Measure". El área de píxeles que habéis seleccionado y medido se muestra en la ventana "Results". Para visualizar el contenido de la ventana "Results", seleccionar el menú "Windows > Results".
   
   
   
2. Avanzar a la imagen siguiente mediante el botón de desplazamiento de la ventana con las imágenes. Obsérvese que a partir de ahora ya no será necesario volver a seleccionar "Threshold", pues los píxeles del rango seleccionado ya han quedado marcados de rojo.
3. Volver a clicar con la herramienta de selección la zona izquierda de la zona roja, para trazar de nuevo el contorno en amarillo alrededor de área de depleción del ozono.
4. Seleccionar de nuevo "Analyze > Measure" para añadir la nueva medición a la ventana "Results".
5. Repetir estas tres últimas etapas del proceso, hasta completar las mediciones del área del "Agujero" de ozono sobre las imágenes correspondientes a los últimos nueve años.
6. Una vez completado el proceso, la ventana "Results" debe contener 9 mediciones correspondientes a los años 1996 hasta 2004.
7. El contenido de la ventana "Results" no se puede guardar desde la versión online de ImageJ. Deberás transcribir los valores obtenidos a un archivo de texto o mejor en una hoja de cálculo.
   NB. En algunos navegadores no funciona la opción "Copiar y Pegar" de este programa.

4. Analizar los datos obtenidos: Conclusiones

Para analizar los datos obtenidos te sugerimos la realización de su representación gráfica, manualmente o con la ayuda de una hoja de cálculo.

Ejemplo de representación gráfica

Después de analizar los resultados que has obtenido, responde a la siguientes preguntas:

• ¿La capa de ozono estratosférico, ha crecido, disminuido o está estabilizada a lo largo de los nueve años del periodo estudiado?
• ¿Son suficientemente concluyentes los resultados?
• ¿Que otras mediciones crees que se deberían hacer para confirmar tus conclusiones?