Contributions to the knowledge of the multitemporal spatial patterns of the Iberian Peninsula droughts from a Geographic Information Science perspective
- Autores: Cristina Domingo Marimón
- Directores de la Tesis: Xavier Pons (dir. tes.), Miquel Ninyerola i Casals (dir. tes.), Jordi Cristóbal Roselló (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2016
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Sergio Martín Vicente Serrano (presid.), Pere Serra Ruiz (secret.), M. Stellmes (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
La sequera, una amenaça natural i insidiosa, és un fenomen complex que involucra processos climàtics i genera grans impactes ambientals i socioeconòmics. En els últims anys l’interès en el seguiment i en els efectes de les sequeres ha incrementat a causa de les situacions climàtiques extremes esdevingudes. Aquests episodis de sequera tenen implicacions sobre moltes Societal Benefit Areas (SBAs) abordades pel GEOSS (Global Earth Observation Systems of Sytems) de manera que es genera una interconnexió entre les diferents disciplines, com per exemple la sostenibilitat agrícola, la seguretat alimentaria, les funcions i serveis dels ecosistemes, la biodiversitat, les reserves de carboni, els recursos hídrics i els incendis forestals, entre d’altres. Segons el cinquè i últim informe publicat pel Grup Intergovernamental d’ Experts sobre el Canvi Climàtic (IPCC), les projeccions de futur indiquen una disminució de les precipitacions en la conca Mediterrània que, juntament amb temperatures més càlides, pot desencadenar més episodis de sequera i reduir la disponibilitat d’aigua tant per sistemes naturals com per recursos humans. Tot i que la recerca en sequera progressa adequadament, el fenomen encara no està prou ben caracteritzat i per tant la gestió adequada d’aquest tipus d’esdeveniments i de les seves consequ?ències encara es fa difícil. Per exemple, a l’Espanya Peninsular la sequera és un fenomen recurrent que en les últimes dècades ha causat importants impactes naturals i socioeconòmics. D’altra banda, la Península Ibèrica Espanyola és un cas d’estudi prou interessant atesa la seva situació a la conca Mediterrània i pel seu complex i heterogeni territori. Amb quasi el 90 % de la seva superfície (35 % dedicada al sector agrícola i un 55 % a boscos) amenaçada per la sequera, la caracterització espacio-temporal de la sequera en aquesta àrea és fonamental pel seguiment, previsió i gestió de les seves consequ?ències. Les dades climàtiques i la teledetecció són el nucli de la present tesi, la qual contribueix al coneixement dels patrons espacials multitemporals de les sequeres a la Península i els seus efectes, des de la perspectiva de la Ciència de la Informació Geogràfica. En aquesta tesi s’aborda la identificació i caracterització de la sequera a diferents escales espacio-temporals i es demostra la necessitat d’un nou marc conceptual on la sequera forestal tingui el seu reconeixement. També contribueix a un millor coneixement dels episodis passats de sequeres a la Península Ibèrica Espanyola i dels seus possibles desencadenants gràcies al desenvolupament d’una nova base cartogràfica climàtica (precipitació i temperatura) i de sequera (Standardized Precipitation Index- SPI and Standardized Precipitation Evapotranspiration Index- SPEI) per al període 1950- 2012, a 8 escales temporals diferents, que inclou més de 14 000 mapes continus a una resolució espacial de 100 m. Les anàlisis dels mapes de sequera continus a nivell espacial i temporal ofereixen una visió espacial innovadora de la sequera que permet identificar la distribució espacial de les zones més afectades i quantificar la intensitat i l’extensió temporal d’aquestes, sovint revelant com a àrees afectades aquelles que no s’esperava i per tant suggerint una revisió de les unitats climàtiques actualment definides per l’àrea. Aquest enfocament multidimensional permet seguir la dinàmica espacio-temporal de les sequeres, les anomenades sequeres en moviment, i facilita la identificació d’esdeveniments simultanis, la present en un moment donat i la resident d’un episodi anterior, en l’espai i el temps. Les tendències de les sèries temporals del SPEI a diferents escales temporals ha identificat un canvi de règim sobtat entre el 1979 i el 1981 que afecta la part central i de l’est de la Península Ibèrica, i que és anticipat per senyals d’alerta de forma consistent. L’Oscil·lació Multidecadal Atlàntica (AMO) n’ha resultat ser el predictor més significatiu. L’avaluació dels impactes d’aquest canvi abrupte en la fixació de carboni dels boscos mediterranis de Pinus halepensis identifiquen disminucions significatives en els guanys de les reserves de carboni en la majoria de parcel·les forestals avaluades. Tanmateix, els patrons de sequera basats en clima no poden explicar l’estat real de la vegetació. En canvi, les observacions remotes de satèl·lit proporcionen una visió complementaria amb una gran cobertura espacial i temporal de les condicions de sequera en la vegetació. Així doncs, s’ha calculat i usat diversos índexs de vegetació derivats del sensor MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectoradiometer) com a possibles indicadors de paràmetres de l’estat fisiològic de la vegetació dels boscos. L’anàlisi exploratòria basada en series temporals de dades de clima i índexs de vegetació de MODIS mostra les capacitats de la integració d’ambdós tipus de dades a l’hora d’identificar i caracteritzar els patrons de sequera en els boscos a diferents escales temporals. Per exemple, els índexs de vegetació que tenen en compte la temperatura presenten una correlació de R2~0.56 amb SPEI en escales temporals més curtes, mentre que si s’examinen escales temporals més llargues (al voltant d’un any) les correlacions més altes es troben amb els índexs que tenen en compte verdor i contingut d’aigua de la vegetació. Aquesta resultats mostren la robustesa de la integració de les dades de teledetecció i del SPEI i el sentit d’usar aquest últim índex en estudis de detecció de sequeres previs als que contemplen dades de teledetecció. Finalment, s’ha desenvolupat un nou algorisme per tal de generar compostos de reflectàncies de 8 dies a partir d’imatges diàries, basat en una correcció topogràfica i una aproximació geostadística, amb la finalitat de millorar l’heterogeneïtat espacial que presenta el producte de 8 dies actual de MODIS (MOD09A1). Els resultats mostren que aquest nou producte, no només millora en gran mesura el producte actual sinó que també presenta una alta correlació amb els productes obtinguts mitjançant compostos del producte diari (MOD09GA), esdevenint un possible substitut d’aquest en processaments que requereixin molt de temps de càlcul. En resum, la investigació duta a terme en aquesta tesi avança en diversos aspectes de l’estudi de la sequera, tant a nivell climàtic com a nivell forestal, i consolida un avenç en la investigació d’aquests fenòmens.
