Resumen de Desarrollo de un modelo de evapotranspiración global con datos de satélite y de re-análisis
De los diversos procesos meteorológicos que ocurren continuamente en la atmósfera, los más importantes de cuantificar para sus aplicaciones en los campos de la climatología, la meteorología, la hidrología y la agronomía son los relacionados con los flujos de agua (precipitación (P) y evapotranspiración (ET)), en los cuales la atmósfera interactúa con el agua superficial, los suelos y las superficies vegetadas.
El agua ingresa al sistema por medio de las P y, globalmente, alrededor del 65% del agua disponible es devuelta a la atmósfera mediante el proceso de ET (el resto forma parte del escurrimiento superficial y de la infiltración). En consecuencia, la cuantificación precisa de la ET es fundamental para investigaciones y estudios de los procesos hidrológicos, caracterización climática y agronómica, así como para la aplicación en modelos de cambio climático, y para la planificación y gestión más racional de los recursos hídricos disponibles. Cabe destacar, además, la importancia del conocimiento de este parámetro en la toma de decisiones en el control de inundaciones y sequías; en la planificación de obras de infraestructura, entre otras.
Los factores que intervienen en el proceso de ET son diversos, variables en el tiempo y en el espacio, y, por lo tanto, cobran relevancia los datos de satélite, debido a que con ellos se puede obtener una variación espacio-temporal de los componentes del ciclo hidrológico a diferentes escalas y resoluciones, con una alta precisión.
Existen numerosos modelos y ecuaciones para determinar este proceso natural basados en datos de satélite, siendo habituales de utilizar: (a) los métodos de balance de energía en superficie, (b) los métodos basados en la relación Índice de vegetación-Temperatura de superficie, (c) métodos basados en la ecuación de Penman-Monteith (d) métodos basados en la ecuación de Priestley-Taylor, (e) métodos empíricos, y (f) métodos basados en el balance de agua. Estos modelos varían en su resolución espacial y temporal (diaria, 8 días, mensual, anual).
En particular, dentro de los métodos basados en la ecuación de Penman-Monteith se encuentra el producto MOD16A2, que ha demostrado tener problemas para su utilización directa en distintas zonas de estudio, según varios autores, por lo que, uno de los objetivos principales de esta Tesis Doctoral es analizar y ajustar el producto MOD16A2 en diferentes zonas del planeta.
Por otro lado, y dada la repercusión de los errores de este método, el siguiente objetivo es desarrollar un producto global de ET potencial (ETp) y real (ETr) con datos de satélite, logrando una resolución espacial de 0,25 km y temporal de 8 días. Con este fin, se plantea trabajar con la ecuación de Priestley y Taylor, utilizando como entrada datos de CERES (Clouds and the Earth’s Radiant Energy System) siendo el instrumento científico de satélite de mayor importancia del Sistema de Observación de la Tierra EOS, del inglés Earth Observation System de la NASA (National Aeronautics and Space Administration), del sensor MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) y el producto humedad de suelo GLEAM (Global Land Evaporation Amsterdam Model).
Combinando los distintos productos de satélite CERES-MODIS-GLEAM y basados en la ecuación de Priestley y Taylor, se obtuvieron los valores de ETp y ETr, que fueron validados con datos medidos localmente en ocho estaciones distribuidas en diferentes ambientes (desde áridos a subhúmedos-húmedos) en todo el globo. Siete de estas estaciones forman parte de la red internacional de medida de flujos FLUXNET (1. Torgnon, Italia; 2. Mead, EE. UU.; 3. Demokeya, Sudán; 4. Santarem, Brasil; 5. Fogg Dam, Australia; 6. Skukuza, Sudáfrica; 7. Changling, China) y la octava consiste en una estación de la Oficina de Riesgo Agropecuario de Argentina que determina la ET con el método de balance de agua en el suelo (8. Tandil, Argentina).
Los resultados que arroja la validación del método, determinan, en general, que el error asociado para la ETp varía entre 0,4 mm d-1 y 1,8 mm d-1 para zonas cálidas y húmedas, y, para las zonas áridas, no se obtienen buenos resultados debido a la baja sensibilidad del método en condiciones aerodinámicas dominantes en estos ambientes. En cuanto a la ETr, el método posee errores mayores en zonas con climas ecuatoriales e inviernos secos que en climas cálidos y húmedos. Se puede concluir que este modelo tiene falencias en zonas cuyos climas son áridos o secos, mientras que se observan mejores resultados en climas húmedos y templados.
En relación al análisis del producto MOD16A2 se encontró un error sistemático para la ETp, y se propuso una forma de corrección para poder utilizarlo en la región Pampeana Argentina. Para la ETr, los resultados indican que su comportamiento es mejor en las zonas más áridas de la región Pampeana. Al analizar el producto en otras zonas del planeta, se observó que tiene mejores resultados para la ETr que para ETp en comparación con el modelo propuesto en esta Tesis.
