Pronóstico de la distribución espacial del SWE usando el modelo CRHM y un marco de asimilación de productos satelitales y forzantes del modelo: Aplicación en la cuenca alta del río Tinguiririca, Chile

Abstract

La distribución espacial del equivalente en agua de nieve (SWE) incide en la generación de los caudales de deshielo que son utilizados para riego, hidroelectricidad o suministro de agua, por lo que su pronóstico acertado y oportuno puede significar una eficiente gestión del recurso hídrico. En la necesidad de pronosticar el SWE de la temporada de deshielo y gracias al desarrollo tanto de productos satelitales que pueden reemplazar mediciones in situ y de pronósticos estacionales animan la aplicación de modelos de base física para estimar la cantidad de SWE para la temporada de deshielo. En esta memoria se asimila la fracción de área cubierta por nieve (fSCA) en el modelo hidrológico Cold Regions hydrological Model (CRHM; Pomeroy et al., 2007) usando el método asimilación variacional para calibrar los parámetros, mediante el modelo de distribución de subgrilla presentado por Liston (2004) en el período 2003-2012 para la cuenca Río Tinguiririca Bajo Los Briones, ubicada en la Región del Libertador Bernardo O Higgins, Chile. Además se pronostica el SWE usando el pronóstico meteorológico SEAS5 (Johnson et al., 2019) del ECMWF. Las series de SWE son comparadas con las series de Cornwell et al. (2016) consideradas como estado verdadero. La media del conjunto de series simuladas de fSCA presentas un desempeño de 0,42 de R2, 0,14 RMSE y -0,12 de sesgo para los 10 años simulados. La asimilación de fSCA no funciona para obtener buen ajuste de SWE debido a problemas de equifinalidad del modelo CRHM y del modelo de Liston (2004). Las series con asimilación de SWE presentan 0,55 de R2, 500 kg/m2 de RMSE, que equivale a 1 m de altura de nieve con densidad de nieve uniforme de 495 kg/m3 y sesgo de -330 kg/m2 promedio espacio-temporal. El pronóstico de SWE con parámetros calibrados empeora la variabilidad temporal y en menor medida la magnitud del error medio, defectos que tienen relación directa con el monto de precipitación anual. La disminución del desempeño debido a ocupar el pronóstico es de 0,07 de R2, 27 kg/m2 de RMSE y 29 kg/m2 de sesgo. La fecha de inicio de pronóstico óptima se determina que es el 1 de agosto.