Caracterización de sequías mediante datos de satélite y modelos LSMs en el proyecto HUMID

Jaime Gaona, 06/07/2020

La cuenca mediterránea es una región geográfica que ha definido un tipo de clima caracterizado por la ausencia de lluvias en verano: el clima mediterráneo, dominante en las regiones templadas occidentales de los continentes (p. Ej. Sur de Europa y Norte de Africa, Costa del Pacífico de Norteamerica y Sudamérica, Sudáfrica y Australia). Debido a anomalías en la aproximación del frente polar a estas regiones de clima mediterráneo durante el invierno, el periodo estival con escasez de lluvias puede extenderse al resto del año hasta generar una sequía con impacto en las actividades humanas además de en el medio ambiente de la región.

La Península Ibérica y en especial sus cuencas mediterráneas como la del río Ebro muestran este carácter climático mediterráneo dominado por la irregularidad de las precipitaciones y la recurrencia de las sequías. Dado que la Cuenca del Ebro abarca gran parte del noreste de la Península y especialmente debido a que aporta recursos hídricos superiores a la suma del resto de cuencas mediterráneas de la Península, se hace necesario estudiar en detalle las sequías en esta cuenca.

El análisis detallado de sequías en la Cuenca del Ebro es complejo a causa de las grandes diferencias en el régimen pluviométrico, evaporativo y de coberturas del suelo entre las regiones de cabecera del Cantábrico, Pirineos o Sistema Ibérico frente a su árido curso medio o su desembocadura en el cálido mediterráneo. La Confederación Hidrográfica del Ebro opera una de las redes de información hidrológica (SAIH) con mayor densidad de sensores, incluidos cientos de pluviómetros y aforos que recogen en tiempo real la evolución de la lluvia y los caudales, con el fin de seguir la evolución hidrológica de una cuenca tan diversa. Sin embargo, la monitorización de sequías in situ requiere observaciones de la evapotranspiración y la humedad del suelo suficientemente distribuidos en el espacio, con las que las redes de información hidrológica no cuentan en la actualidad.

Afortunadamente diversos productos de teledetección como los MODIS16A2 ET (Mu et al., 2013) del satélite estadounidense Terra o SMOS1km (Merlin et al., 2013) del europeo SMOS proporcionan desde hace unos años imagenes de alta resolución espacial ( ≈ km²) y temporal ( ≈ escala diaria) que permiten capturar la evolución de las sequías con detalle. La resolución, precisión y cobertura de la cuenca de estos datos permite además la caracterización de los factores que intervienen en la generación, propagación y mitigación de las sequías en la cuenca, uno de los objetivo del proyecto HUMID que nos ocupa.

En concreto, nuestro estudio evalúa la idoneidad de los productos de teledetección para estimar índices de sequía relativos a la evapotranspiración y la humedad del suelo (con MODIS16A2ET y SMOS respectivamente) de potencial informativo equivalente y complementario a índices de sequía de uso extendido como el Índice Estandarizado de Precipitación SPI. En base a las diferencias entre estos índices, el estudio explora las interaciones entre precipitación, evapotranspiración y humedad del suelo que determinan la aparición, propagación y mitigación de la sequía. Diversos factores de índole climática, geológica y de usos de suelo juegan un papel relevante en la interacción entre las citadas variables a lo largo y ancho de la cuenca.

Por otro lado, el estudio evalúa la capacidad del modelo de superficie continental (LSM, land surface model) SURFEX-ISBA (Durand et al, 1993; Noilhan and Planton 1989; Habets et al., 1999a; Boone et al., 1998), para generar series de índices de sequía comparables a las obtenidas mediante productos de teledetección. Este objetivo explora la posibilidad de integración del seguimiento de sequías en los modelos actualmente dedicados a la monitorización hidrológica. Integración, que resulta deseable teniendo en cuenta la capacidad de las herramientas de modelación para la evaluación de escenarios y el análisis de factores de influencia en los procesos.

Por todo ello,el estudio muestra como el seguimiento combinado de los tres índices permite una monitorización más precisa de las condiciones de sequía en una cuenca que por medio de un sólo índice, en especial en cuencas con la diversidad climática, geográfica y socioeconómica de la cuenca del Ebro.