Thesis ANÁLISIS DE MODELOS EXISTENTES DE ALBEDO DE NIEVES CONTRASTADOS CON INFORMACIÓN SATELITAL
Date
2016
Authors
SÁEZ JENSCHKE, RAIMUNDO ANDRÉS
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Abstract
El uso de percepción satelital en estudios hidrológicos es una herramienta cada vez más usada en ingeniería. Esto debido al gran nivel de precisión y accesibilidad a los datos que estos instrumentos han adquirido con el fuerte avance tecnológico de las últimas décadas. Es por eso, que diversos estudios se han realizado de manera de incorporar estos datos a la Ingeniería Hidráulica.El presente trabajo pretende realizar un contraste entre la información de albedo de nieves entregada por el Satélite MODIS con cuatro modelos existentes de albedo de nieves.MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer) corresponde a un espectro radiómetro montado a bordo de los satélites Terra (EOS AM) y Aqua (EOS PM), los que fueron lanzados al espacio por la NASA (National Aeronautics and Space Administration) en 1999 y 2002 respectivamente. Estos instrumentos están diseñados para proporcionar mediciones globales a larga escala de transformaciones dinámicas terrestres, incluyendo comportamiento de nubes, cobertura nival, procesos de intercambio de energía en los océanos, etc. Ha sido validado en diversos estudios, algunos de ellos incluidos en el presente trabajo, y además es constantemente calibrado y monitoreado por NASA.La zona de estudio corresponde a la parte alta de la cuenca del río Aconcagua ubicada en la V región de Valparaíso en la zona central de Chile, 40 kilómetros al sureste de la ciudad de Los Andes. Específicamente las mediciones fueron hechas en el Glaciar Olivares Betha y Juncal Sur, ambos ubicados a menos de 10 kilómetros de la estación nivométrica Lagunitas, perteneciente al complejo minero Codelco-Andina.Los modelos utilizados para contrastar la información satelital son 4. Tres de esos modelos consideran una dependencia del albedo únicamente del tiempo. Se incorpora al análisis un cuarto modelo de albedo, que realiza balance de calor y masas, para ir redefiniendo las condiciones del manto de acuerdo con los valores de la precipitación, temperatura, velocidad del viento, humedad relativa y radiación durante el día. De los modelos dependientes del tiempo el primero fue el modelo adoptado por la DGA (Dirección General de Aguas) para el: “MANUAL DE CALCULO DE CRECIDAS Y CAUDALES MINIMOS EN CUENCAS SIN INFORMACION FLUVIOMETRICA” del año 1995, propuesto por Peña et al 1985. El segundo modelo analizado es el realizado Amorocho y Espíldora, desarrollado en el departamento de Ciencias del Agua e Ingeniería de la Universidad de California en el año 1966. Se incluye también un modelo internacional en el análisis, que corresponde al realizado por el European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), un instituto de investigación, producción y difusión de las predicciones meteorológicas numéricas.El cuarto modelo, utilizado para la simulación diaria de los procesos de acumulación, metamorfosis, ablación y derretimiento de nieves fue una versión sucesivamente corregida y mejorada de un modelo originalmente confeccionado por el profesor Ludwig Stowhas, académico de nuestra casa de estudios, en la Universidad de California, Davis, en el año 1975.Luego de ejecutar el análisis se concluye que de los modelos dependientes del tiempo, el que más se acerca a los datos entregados por el satélite es el modelo DGA, realizado por Peña et al 1985. Según los parámetros analizados supera ampliamente a los otros dos modelos, con un ECM (error cuadrático medio) promedio de 0.0066 y un E% (error porcentual promedio) de 5.5%. Seguido por el modelo ECMWF con un ECM promedio de 0.0195 y un E% de 15.5% y finalmente el modelo realizado por Amorocho y Espíldora con un ECM promedio de 0.0442 y un E% de 26.5%. La superioridad del modelo DGA es aún mayor si se restringe el análisis solo para las tormentas ocurridas en primavera. Las tormentas de verano son mejor simuladas por los otros dos modelos, ya que el decaimiento del albedo se produce a una mayor tasa. De todas maneras, la ocurrencia de estas tormentas de verano es escasa, por lo que en este estudio no se dispone de una buena cantidad de datos como para hacer un análisis más detallado.Con respecto al modelo de simulación diaria de Stowhas, este representa una buena representación de albedo de nieves, con un ECM promedio de 0.0076 y un E% de 13.6%, más aún si consideramos que los datos de albedo fueron simulados en una banda de altura promedio de 4375 (m) con datos obtenidos de la estación Lagunitas ubicada a 2765 (m), transfiriéndose esta temperatura mediante un gradiente. Finalmente es posible concluir que la utilización de imágenes satelitales constituye un instrumento potente y de gran utilidad en Ingeniería. Permite obtener datos que, de otra manera, serían imposibles de adquirir, dada la importancia que se les da en nuestro país actualmente. Esto con un alto grado de exactitud, dada la experiencia internacional, y también con diversas opciones temporales de adquisición de datos, llegando incluso a datos diarios. Es de esperar que esta herramienta se utilice en la creación de nuevos modelos que incorporen, además de la información histórica de un lugar, diversos tipos de datos obtenidos desde satélites.
Description
Catalogado desde la version PDF de la tesis.
Keywords
ALBEDO DE NIEVE , HIDROLOGIA , MODIS (MODERATE-RESOLUTION IMAGING SPECTRORADIOMETER) , SATELITE MODIS
