Análisis de la cobertura nival de la cuenca del Río Aysén a partir de imágenes satelitales y datos in-situ

Abstract

El calentamiento global (del sistema climático) ha sido evidenciado a través de varias respuestas, como la contracción de glaciares, el retroceso del hielo marino, el aumento del nivel del mar y de la temperatura del aire, entre otras. La magnitud de estos cambios tiende a ser crítica sobre biomas extremos y prístinos. La Patagonia de Chile es una de las regiones más inhabitadas y prístinas en el mundo, así como un importante reservorio de agua dulce en un entorno de bosques perennes, lagos y fiordos. Al mismo tiempo, esta región presenta escasos y débiles registros de mediciones in-situ de variables ambientales, por lo que es necesario emplear información satelital para estimar las tendencias de parámetros biofísicos. El objetivo principal de esta memoria es evaluar la cobertura nival de la cuenca del río Aysén usando imágenes MODIS en el período 2002-2016. El producto MOD10 fue procesado a una resolución espacial de 500 x 500 m2 a escala diaria y se realizó una interpolación de pixeles sin información mediante la combinación de imágenes de los satélites TERRA y AQUA y la aplicación de un filtro temporal y espacial para obtener una aproximación de la cobertura nival. El análisis de la serie de tiempo consistió en el test no-paramétrico de Mann-Kendall y Sen's slope de la media estacional y anual del área de la cobertura nival (SCA). La red de estaciones meteorológicas y fluviométricas disponibles en el área de estudio fue utilizada para comparar la cobertura nival con las tendencias de la temperatura del aire, precipitación y caudales en la última década. Los resultados indican que la cobertura nival presenta una tendencia decreciente de la media anual de SCA de 25,11 km2⋅año-1 sin significancia estadística, sin embargo, si se considera los últimos doce años del periodo, la tendencia presenta significancia a una tasa de 69,17 km2⋅año-1. La comparación con datos in-situ muestra una tendencia al aumento de la temperatura media del aire y la disminución de precipitaciones y caudales, situando al año hidrológico 2016-17 como el año con anomalías estandarizadas conjuntas más negativas en el periodo. Sin embargo, la falta de estaciones in-situ de monitoreo de altura de nieve y la presencia de la cobertura nubosa sobre la cuenca pueden impactar las tendencias, generando algunas incertidumbres en los datos. Finalmente, esta memoria contribuye inicialmente a analizar los posibles impactos del calentamiento global evidenciado por la cobertura nival en la Patagonia de Chile.

Global warming (of climatic system) has been evidenced in several responses such as glacier shrinkage, sea ice retreat, sea level rise and air temperature increase, among others. The magnitude of these changes tends to be critical over pristine and extreme biomes. Patagonia-Chile is one of the most pristine and inhabited regions in the world gathered the most important fresh water reservoirs in addition to evergreen forest, lakes and fiords. Furthermore, this region presents a scarce and weak ground stations network which must be combined to satellite information to retrieve trends on biophysical parameters. The main objective of this work is to present the first assessment on snow cover over Aysen basin in Patagonia-Chile by using MODIS data from 2002-2016 period. MOD10 product was processed at 500 x 500 m2 spatial resolution for daily basis with a no data pixels interpolation by a TERRA and AQUA images combination and a temporal and spatial cloud filter was applied to obtain a proxy indicator of snow cover. Time series analysis consisted on no-parametric test such as Mann-Kendall and Sen's slope were used in this work at seasonal and annual mean of snow cover extent (SCA). Ground meteorological network and river discharges data were also included in this work to reveal the trends of air temperature, rainfall and stream flow during the last decade. Results indicate that snow cover shows a decreasing trend in anual mean SCA of 25,11 km2⋅year-1 with no statistical significance, however, considering the last twelve years of the period, the trend has a significance with a decreasing slope of 69,17 km2⋅year-1. The comparison with in situ data shows a trend to increase the mean air temperature and the decrease of precipitations and stream flows in the period, placing the hydrological year 2016-17 as the year with more negative standard joint anomalies in the period. However, the lack of in-situ snow depth monitoring stations in addition with the persistence of cloud cover over the basin can impact trends, creating some uncertainties in the data. Finally, this work contributes initially to analyze the possible impacts of the global warming evidenced by the snow cover in the Chilean Patagonia.