Validación de la evapotranspiración real en la cuenca Ñirehuao Manihuales, Patagonia chilena usando productos satelitales modis y medidas in situ

Abstract

Las proyecciones de cambio climático muestran como en zonas que se creen de alta disponibilidad hídrica, como la Patagonia en el sur de Chile, también se ven afectadas por el aumento de las temperaturas y la disminución de las precipitaciones, lo que también se puede ver reflejado en el aumento de la evapotranspiración real (ETr). Es por ello, que el presente trabajo busca validar un modelo de estimación de ETr “Operational Simplified Surface Energy Balance” (SSEBop), el cual nunca ha sido estudiado en la zona patagónica. Para ello, se utilizó información satelital del sensor MODIS junto con información metereológica del reanálisis de ERA5, para luego validar las estimaciones con mediciones in situ obtenidas de la estación Ñirehuao ubicada en la cuenca Ñirehuao Mañihuales. Los resultados vislumbran que SSEBop logra captar la estacionalidad de la ETr y también su sensibilidad a los cambios de temperatura de la superficie (LST). Sin embargo, la validación con la estación resultó con una baja correspondencia lineal del 8% (R2) y un error de 1.67 mm/día (RMSE). De este modo, el producto no logra ser un modelo efectivo de ETr, al menos, para el periodo de verano. De todas formas, este resultado es importante para enseñar las características y falencias del modelo SSEBop. Además, se vuelve indispensable invertir en el monitoreo de ETr para mejorar la disponibilidad de datos que permitan validar productos satelitales como SSEBop para periodos de tiempo más largos, de modo que quede en evidencia sus limitaciones y precisión al estimar ETr. Finalmente, este trabajo revela que el modelo SSEBop no posee buen desempeño en estimar ETr para el periodo de verano en la cuenca, no obstante, es una herramienta que requiere ser validada en otras épocas de año, para así tener en cuenta su pertinencia al momento de ser utilizada para el manejo y gestión del recurso hídrico, que se encuentra en un inminente agotamiento en la Patagonia.

Climate change projections have shown how areas that are believed to have high water resources availability, such as Patagonia in southern Chile, are also affected by increased temperatures and decreased rainfall, which can also be reflected in the increase of actual evapotranspiration (AET). For this reason, this work attempts to validate the estimation of AET using the model Operational Simplified Surface Energy Balance (SSEBop), which has never been studied in the Patagonian zone before. This is achieved using satellite data from MODIS sensor, meteorological information from ERA5 reanalysis and in situ measurements obtained from Ñirehuao station located in the Ñirehuao Mañihuales basin, which are used to validate the model. The results suggest that SSEBop manages to capture the seasonality of AET and also its sensitivity to changes of land surface temperature (LST). However, the validation with the station resulted in a low linear correspondence of 8% (R2) and an error about 1.67 mm/día (RMSE). Thus, the product turns out to be a non-efective model, at least, for the summer period. However, this result is important to indicate the characteristics and limitations of SSEBop model. In addition, it is essential to invest in ETr monitoring in order to improve the availability of data that allows validating satellite products, such as SSEBop, for longer periods of time that allow to know its limitations and accuracy when estimating ETr. Finally, this research reveals that SSEBop model does not have a good performance in estimating ETr for the summer period in the basin, however, it is a tool that needs to be validated at other times of the year, in order to have clear knowledge of its applicability when be used for the management of water resources, which is in imminent depletion in Patagonia.