Mit seinem 2.330 km breiten Beobachtungsstreifen sieht MODIS jeden Punkt auf unserer Welt alle 1-2 Tage in 36 diskreten Spektralbändern. Folglich verfolgt MODIS ein breiteres Spektrum der Vitalfunktionen der Erde als jeder andere Terra-Sensor. Zum Beispiel misst der Sensor den Prozentsatz der Planetenoberfläche, der fast täglich von Wolken bedeckt ist. Diese große räumliche Abdeckung ermöglicht es MODIS, zusammen mit MISR und CERES Wissenschaftlern zu helfen, die Auswirkungen von Wolken und Aerosolen auf den Energiehaushalt der Erde zu bestimmen.
Zusätzlich zur Aufzeichnung der Häufigkeit und Verteilung der Wolkendecke misst MODIS die Eigenschaften von Wolken wie die Verteilung und Größe von Wolkentröpfchen sowohl in flüssigem Wasser als auch in Eiswolken. MODIS misst auch die Eigenschaften von Aerosolen – winzige flüssige oder feste Partikel in der Atmosphäre. Aerosole gelangen aus künstlichen Quellen wie Verschmutzung und Biomasseverbrennung sowie aus natürlichen Quellen wie Staubstürmen, Vulkanausbrüchen und Waldbränden in die Atmosphäre. MODIS hilft Wissenschaftlern, die Menge an Wasserdampf in einer Säule der Atmosphäre und die vertikale Verteilung von Temperatur und Wasserdampf zu bestimmen — Messungen, die für das Verständnis des Klimasystems der Erde von entscheidender Bedeutung sind.
MODIS eignet sich ideal für die Beobachtung großräumiger Veränderungen in der Biosphäre, die neue Erkenntnisse über die Funktionsweise des globalen Kohlenstoffkreislaufs liefern. MODIS misst die photosynthetische Aktivität von Land- und Meerespflanzen (Phytoplankton), um bessere Schätzungen darüber zu erhalten, wie viel des Treibhausgases absorbiert und für die Pflanzenproduktivität verwendet wird. In Verbindung mit den Oberflächentemperaturmessungen des Sensors helfen die Messungen der Biosphäre von MODIS den Wissenschaftlern, die Quellen und Senken von Kohlendioxid als Reaktion auf Klimaveränderungen zu verfolgen.
Fast täglich überwacht der Sensor über den gesamten Globus Veränderungen an der Landoberfläche und baut damit auf dem von Landsat begonnenen Erbe auf und erweitert es. MODIS kartiert die Flächenausdehnung von Schnee und Eis, die durch Winterstürme und eisige Temperaturen verursacht wurden. Der Sensor beobachtet die „grüne Welle“, die über Kontinente fegt, wenn der Winter dem Frühling Platz macht und die Vegetation als Reaktion darauf blüht. Es sieht, wo und wann Katastrophen eintreten — wie Vulkanausbrüche, Überschwemmungen, schwere Stürme, Dürren und Waldbrände – und wird hoffentlich den Menschen helfen, aus dem Weg zu gehen. MODIS Bänder sind besonders empfindlich gegenüber Bränden; Sie können flammende von schwelenden Verbrennungen unterscheiden und bessere Schätzungen der Mengen an Aerosolen und Gasen liefern, die Brände in die Atmosphäre abgeben.MODIS sieht Veränderungen in den pazifischen Phytoplanktonpopulationen, die den Beginn der berühmten Klimakatastrophe El Niño / La Niña deutlich vor ihrer Ankunft signalisieren könnten. Durch die Kopplung seiner Meeresoberflächentemperatur- und Ozeanfarbmessungen hat MODIS wiederum die Auswirkungen von El Niño und La Niña auf die mikroskopisch kleine Meerespflanze beobachtet. MODIS verfügt auch über einen einzigartigen Kanal zur Messung der Chlorophyllfluoreszenz. Alle Pflanzen, die mit Licht bombardiert werden, beginnen zu leuchten oder zu fluoreszieren, aber in Wellenlängen, die unsere Augen nicht sehen können. Je mehr Pflanzen fluoreszieren, desto weniger Energie verbrauchen sie für die Photosynthese. So bildet MODIS nicht nur die Verteilung von Phytoplankton ab, sondern hilft uns auch, seine Gesundheit zu messen.
Ein weiteres MODIS—Instrument fliegt an Bord von Terras Schwesterschiff -Aqua.