Sinergia óptico-microonda activa como herramienta para la determinación de variaciones espaciales de dos glaciares de los campos de hielo sur de la Patagonia Chilena

Abstract

Los glaciares presentes en los Campos de Hielo Sur (CHS) de la Patagonia chilena, son caracterizados por ser altamente susceptibles a los cambios de temperatura y precipitaciones. Debido a fenómenos como el Cambio Climático (CC), los glaciares en esta zona han experimentado un proceso general de retroceso en las últimas décadas, y se espera que, en los próximos años, este proceso se siga acelerando. Es por ello que esta memoria tiene como objetivo cuantificar la variación espacial y temporal de dos glaciares de campos de hielo sur mediante un método óptico-microonda activa para el período 1984-2020, empleando imágenes provenientes de las misiones Landsat 5, Landsat 8, Sentinel-1, Sentinel-2 y el modelo digital de elevación (DEM) proveniente de la misión “Shuttle Radar Topography Mission” (SRTM). Utilizando las escenas del espectro óptico se generó un conjunto de imágenes que permitiesen la delimitación del frente de los glaciares y la estimación de su desplazamiento, mediante la utilización del Índice de Nieve de Diferencia Normalizada (NDSI), el Índice de Agua de Diferencia Normalizada (NDWI) y un trabajo de fotointerpretación. A su vez, se utilizaron imágenes de radar de banda C para la estimación de la velocidad de desplazamiento superficial de los glaciares, mediante la comparación de 2 escenas por mes entre enero y marzo. Los resultados observados en el glaciar Pío XI muestran un avance del glaciar de hasta 75.13 m a-1, con una tendencia a la desaceleración con el paso del tiempo. Mientras que el glaciar O’Higgins presenta un retroceso sostenido para todo el período de estudio de hasta 100.13 m a-1, además una tendencia a la aceleración de este repliegue. Finalmente, esta investigación se presenta como una alternativa para monitoreo de glaciares en zonas de difícil acceso sin la necesidad de campañas en terreno, pese a la necesidad de una validación de los resultados y de mayor cantidad de datos meteorológicos en la zona.

The glaciers present in the Southern Icefields (CHS) of chilean patagonia are characterized by being highly susceptible to changes in temperature and rainfall. Due to phenomena such as Climate Change (CC), the glaciers in this area have experienced a general process of retreat in recent decades, and it is expected that, in the coming years, this process will continue to accelerate. That is why this report aims to quantify the spatial and temporal variation of two glaciers in southern icefields by using an optical-active microwave method for the period 1984-2020, employing images from the Landsat 5, Landsat 8, Sentinel-1, Sentinel-2 missions, and the digital elevation model (DEM) from the “Shuttle Radar Topography Mission” (SRTM). Using the scenes of the optical spectrum, a set of images is generated that allows the delimitation of the glacier front and the estimation of its displacement, through the use of the Normalized Difference Snow Index (NDSI), the Normalized Difference Water Index (NDWI) and a photointerpretation work. In turn, C-band radar images are used to estimate the velocity of glacier surface displacement, by comparing 2 scenes per month between january and march. The results observed in the Pío XI glacier show an advance of the glacier of up to 75.13 m a-1 with a tendency to slow down over time. While the O’Higgins glacier shows a sustained retreat for the entire study period, of up to 100.13 m a-1, in addition to an accelerating trend of this retreat. Finally, this research is presented as an alternative for glacier monitoring in hard-to-reach areas without the need for field campaigns, despite the need for a validation of the results and a greater amount of meteorological data in the area.