1. Por qué, con luz visible, la nieve y las nubes se confunden
La NASA publicó una imagen del centro-norte de Estados Unidos tomada el 2 de enero de 2001 por el instrumento MODIS, que viaja a bordo del satélite Terra. Su explicación es directa: con luz visible (por ejemplo, de 0,66 micrómetros, que es un rojo), la nieve es tan brillante como las nubes y por eso resulta difícil distinguirlas [1].
El centro de observación de la nieve de la agencia estadounidense NOAA (NOHRSC) explica lo mismo con otras palabras: en los canales de sus satélites que miden luz visible y cercana al visible, la nieve y las nubes reflejan de forma parecida, así que separarlas con un programa de clasificación es difícil [2]. Los analistas pueden a veces distinguirlas a ojo por la textura, pero un programa que solo compara brillos no puede [2].
Esto importa porque, si una nube se cuenta como nieve, el mapa dice que hay más nieve en el suelo de la que realmente hay.
2. La luz infrarroja de 1,6 micrómetros: allí la nieve se oscurece y la nube no
Hay luz que no vemos pero que los satélites sí miden. Una de ellas es el infrarrojo cercano. La NASA explica que, a 1,6 micrómetros, la nieve absorbe la luz del Sol y por eso se ve mucho más oscura que las nubes, lo que permite a MODIS separar nieve y nubes con mucha eficacia [1]. El NOHRSC lo confirma: a 1,6 micrómetros la reflectancia de la nieve es muy baja, mientras que la de las nubes sigue alta [2]. (La reflectancia es la fracción de luz que una superficie devuelve en lugar de absorberla.)
Esta es la respuesta a la pregunta del título: con luz visible, nieve y nube brillan igual; a 1,6 micrómetros, la nieve casi no devuelve luz y la nube sí. Los textos consultados no entran en el porqué físico más fino; lo razonable es pensar que el hielo absorbe esa luz, pero eso es una interpretación y no algo que digan esas fuentes con detalle.
El NOHRSC lo comprobó con una prueba real. El satélite NOAA-15 lleva un sensor (AVHRR) con un canal de 1,6 micrómetros, que se activó de forma experimental entre el 20 de marzo y el 22 de abril de 1999. En una imagen del valle del río Snake, en Idaho, del 24 de marzo de 1999, las zonas de nieve sin bosque salían como las más oscuras en ese canal, mientras que las nubes seguían claras. La diferencia era tan grande que se podía ver nieve incluso bajo nubes finas y transparentes [2]. Donde había bosque, la nieve se veía menos oscura, porque los árboles reflejan más a 1,6 micrómetros [2].
3. Cómo se convierte esa diferencia en una regla que un programa pueda aplicar
Un programa no mira la imagen y decide «esto parece oscuro». Aplica reglas a cada píxel, que es cada cuadradito de la imagen. El material educativo de EUMETrain (una red europea de formación en meteorología) describe la regla del algoritmo de MODIS para la nieve. Primero se calcula un índice llamado NDSI, que compara el brillo de la nieve en dos tipos de luz y sirve para separar la nieve y el hielo de la mayoría de los cúmulos (nubes con aspecto de montones) y de otras superficies. Un píxel se marca como nieve si el NDSI es 0,4 o más y su reflectancia en la banda 2 de MODIS (luz infrarroja cercana) supera el 11 %. Pero si la reflectancia en la banda 4 (luz verde) es menor del 10 %, no se marca como nieve, para evitar que píxeles muy oscuros se cuenten como nieve [3].
Además, solo se usan los píxeles que cumplen cuatro condiciones: están a plena luz del día, están sobre tierra (o agua continental), no están tapados por nubes y tienen una temperatura de brillo inferior a 283 K, es decir, unos 10 °C [3]. La temperatura de brillo es la temperatura que el satélite deduce de la radiación que recibe.
Así que detectar nieve no depende de un solo número, sino de varias condiciones a la vez. Los umbrales como el 0,4 son los que describe ese material para el algoritmo de MODIS; otras versiones del producto o de otros satélites pueden usar valores distintos, así que no conviene tomarlos como una constante universal.
4. Cómo se ve la diferencia en una imagen en falso color
Los ojos humanos no leen listas de números, así que la misma idea se puede pintar. La imagen de la NASA del Medio Oeste es de «falso color»: los científicos asignan colores a medidas de luz distintas. En esa imagen, las superficies de tierra aparecen en verde, el agua en negro, la nieve en rojo y las nubes en blanco. Las nubes con una parte importante de partículas de hielo se ven rosadas [1].
Es decir, al usar la luz de 1,6 micrómetros como parte del color, lo que era invisible para nosotros se vuelve una diferencia que se ve de un vistazo: la nieve y la nube dejan de ser del mismo blanco.
5. Los errores que quedan: nubes confundidas con nieve y capas de nieve muy finas
Nada de esto es perfecto. EUMETrain cita un estudio (Hall y Riggs, 2007) según el cual la exactitud global del producto diario de nieve de MODIS con resolución de 500 metros es del 93 % cuando se compara con datos medidos en tierra, pero cambia según el tipo de terreno y las características de la nieve. Los errores más frecuentes son, precisamente, la dificultad de separar nieve y nubes, y la detección de capas de nieve muy finas, de menos de 1 centímetro [3].
Ese 93 % describe un conjunto concreto de comparaciones; no se puede aplicar tal cual a otra región, otra época del año u otro producto. Por eso, cuando veas un mapa de nieve hecho desde un satélite, conviene recordar que es una estimación y no una fotografía de la verdad.
6. Cómo seguir investigando por tu cuenta
La página de la NASA es corta y trae la imagen de falso color; puedes buscarla como «Snowcover in the U.S. Midwest» y comparar los colores con lo que has leído aquí [1]. La página del NOHRSC muestra el ensayo del canal de 1,6 micrómetros con sus imágenes [2].
Si quieres ir más lejos, hay preguntas abiertas que merece la pena buscar en artículos científicos: por qué la nieve absorbe tanto a 1,6 micrómetros y cómo se evita confundir nubes de hielo con nieve. Pregúntaselo a alguien mayor que te acompañe en la lectura o busca los artículos citados en las fuentes.