Análisis de la relación de la ELA con los parámetros climáticos y morfo-topográficos
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Este estudio analiza la relación entre la altitud de la línea de equilibrio glaciar (ELA), el clima y los parámetros morfo-topográficos de 17 glaciares en la Cordillera Blanca del Perú. Los resultados muestran que las temperaturas atmosféricas, especialmente a 700 mbar, explican más del 70% de la variabilidad de la ELA. La ELA también se correlaciona significativamente con la altitud media, orientación y visibilidad del cielo de cada glaciar. El estudio concluye que las variaciones interanuales
Análisis de la relación de la ELA con los parámetros climáticos y morfo-topográficos
- 1. E. Loarte1,2 ; A. Rabatel3 ANÁLISIS DE LA RELACIÓN DE LA ELA CON LOS PARÁMETROS CLIMÁTICOS Y MORFO-TOPOGRÁFICOS,GLACIARES TROPICALES, CORDILLERA BLANCA-PERÚ. 1 Autoridad Nacional del Agua-ANA / Unidad de Glaciología y Recursos Hídricos - UGRH, Huaraz, Perú. eloarte@ana.gob.pe. 2 Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo-UNASAM /Facultad de Ciencias del Ambiente-FCAM, Huaraz, Perú. 3 UJF-Grenoble 1 / CNRS, Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement, LGGE, Grenoble, France. 1. Ámbito de estudio y objetivo 2. Metodología 3. Validación de datos 4. Resultados y Discusión Si Comparacion estadistica No Medición de la SLA en otros glaciares Selección de imágenes de satélite Imagen inútil para digitalizar el SLA Relación: ELA con parámetros climáticos y morfo-topográfico El análisis visual y la aplicación de realces Tratamiento y procesamiento de imágenes de satélite Equilibrium-line altitude (ELA) de datos de campo Análisis Modelo de elevación digital ASTER-GDEM Parámetros topográficos Parámetros climáticos Snowline altitude (SLA) De imágenes de satélite De los 17 glaciares utilizados en este estudio, 4 poseen estudios de balance de masa (método glaciológico) y ELA obtenidos de mediciones de campo. Estas ELA se utilizaron para evaluar la representatividad de la altitud de la línea de nieve (SLA) calculada a partir de imágenes de satélite. UruashrajuShallapYanamareyArtesonraju 4 600 4 700 4 800 4 900 5 000 5 100 5 200 5 300 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 SLA(msnm) Años La cordillera Blanca se encuentra en los Andes centrales del Perú, entre los departamentos de La Libertad y Ancash. Sus límites se encuentran entre las coordenadas 7 ° 41'31'' y 10 ° 10'57'' de latitud Sur y 76 ° 54'57'' y 78 ° 18'1'' de longitud Oeste. Los Andes peruanos se dividen en tres sectores: Norte, Centro y Sur, la cordillera Blanca pertenece a la rama occidental del sector norte y se extiende en dirección noroeste del glaciar Pelagatos al Glaciar Rajutuna distante en unos 210 km (Autoridad Nacional del Agua -UGRH, 2010). El objetivo principal de este estudio es analizar la relación entre la altitud del glaciar línea de equilibrio (ELA), el clima y los parámetros morfo- topográficos de los glaciares tropicales en los Andes peruanos. Relación entre la ELA y los parámetros climáticos Regresiones bivariadas entre la ELA anual media de todos los glaciares estudiados y las temperaturas medias anuales de datos de reanálisis muestran correlaciones significativas (Tabla 1). La correlación más alta se encuentra con la temperatura a 700 mbar, con un porcentaje común de la varianza explicada de 71%. T° 2m T° superficial T° 700 mbar 0,66 0,66 0,71 Tabla 1. Los valores de los coeficientes de determinación entre ELA y temperaturas reanálisis. Las temperaturas de la superficie del mar (SST) muestran valores de correlación más bajos en comparación con los de las temperaturas de reanálisis (Tabla 2). Los valores más altos y significativos se encuentran en la zona Niño 3.4 seguido por la zona NIÑO 4. Tabla 2. Los valores del coeficiente de determinación entre SLA y SST. NIÑO1+2 NIÑO 3 NIÑO 4 NIÑO3.4 Septiembre - Agosto (Año hidrológico) Promedio 0,04 0,37 0,39 0,45 Promedio móvil 0,12 0,44 0,41 0,49 Noviembre - Enero Promedio 0,30 0,39 0,63 0,56 Promedio móvil 0,08 0,45 0,56 0,61 Un aumento de la temperatura atmosférica de ~ 1 ° C a 700 mbar causaría un aumento en la ELA medio en la Cordillera Blanca de ~ 155 m, por consiguiente, que resulta en una reducción de la masa glaciar y una extinción de algunos glaciares. y = 155x R² = 0,71 -200 -100 0 100 200 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0 AnomalyELA(msnm) Anomalia T° 700 mbar (°C) Entre los parámetros considerados, se encontró una correlación significativa con la altitud media del glaciar, la orientación y el factor de visión del cielo calculado para la superficie del glaciar. Pendiente media Longitud Área superficial Latitud Sky view factor Orientación Altitud media 0,00 0,04 0,09 0,12 0,26 0,29 0,38 Tabla 3. Los valores del coeficiente de determinación entre la ELA y los parámetros morfo-topográficos. Tabla 4. Los parámetros de la regresión multivariante. Coef. SVF Coef. Orien Coef. Alti Cte R2 RMSE -0,08 -0,18 0,14 4 265 0,62 25 Teniendo en cuenta los tres parámetros con coeficientes correlación significativos en una regresión multivariante (Tabla 4) muestra que más del 60% de la varianza de la ELA media de los glaciares durante el período estudiado se explica por el contexto morfo-topográfico. y = 1x – 10,5 R² = 0,89 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 SLA(msnm) ELA (msnm) Artesonraju y = 0,9999x + 5 R² = 0,92 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 SLA(msnm) ELA (msnm) Shallap y = 1,6141x – 3 011 R² = 0,85 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 SLA(msnm) ELA (msnm) Yanamarey La Figura 3, muestra la evolución de la ELA medida en los glaciares monitoreados por la Unidad de Glaciología y Recursos Hídricos. En la Figura 4, se presentan las comparaciones de la SLA obtenidos a partir de técnicas de teledetección y de la ELA obtenida de los datos de campo. Las variaciones temporales de la ELA reconstruidos a partir de la SLA medida en las imágenes de satélite en la Cordillera Blanca presentan importantes variaciones interanuales (~ 300 m entre los años extremos). Durante el período 2000-2010, el ELA muestra un aumento promedio de alrededor de ~ 110 m. Figura 1. Los glaciares de la Cordillera Blanca. Glaciares considerados en el presente estudio se muestran en rojo. Figura 2. Glaciares con monitoreo de campo. Los coeficientes de determinación son superiores a 0,8 lo que confirma que la SLA es un indicador fiable de ELA (Rabatel et al., 2005, 2008, 2012; Loarte et al., 2013). La Figura 4. Relación entre SLA y ELA. y = 0,9984x - 3.5 R² = 0,87 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 4 750 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 SLA(msnm) ELA (msnm) Uruashraju Figura 5. Los cambios en la ELA medidos en las imágenes de satélite para los 17 glaciares estudiados. Las variaciones interanuales están impulsadas principalmente por las condiciones climáticas con temperaturas que explica más del 70% de la varianza. • Autoridad Nacional del Agua -UGRH. 2010. Inventario de glaciares de la cordillera Blanca. 126 p. • Loarte, E., A. Rabatel, J. Gomez. 2013. Determination of the spatio-temporal variations of the glacier equilibrium-line altidude from the snowline altitude in the Cordillera Blanca (Peru). Revista Peruana Geo-Atmosferica, in review. • Rabatel, A., J.-P. Dedieu, C. Vincent. 2005. Using remote-sensing data to determine equilibrium- line altitude and mass-balance time series: validation on three French glaciers, 1994-2002. Journal of Glaciology, 51 (175), 539-546. doi: 10.3189/172756505781829106. • Rabatel, A., J.-P. Dedieu, E. Thibert, A. Letreguilly, C. Vincent. 2008. Twenty-five years of equilibrium-line altitude and mass balance reconstruction on the Glacier Blanc, French Alps (1981- 2005), using remote-sensing method and meteorological data. Journal of Glaciology, 54 (185), 307- 314. doi: 10.3189/002214308784886063. • Rabatel, A., A. Bermejo, E. Loarte, A. Soruco, J. Gomez, G. Leonardini, C. Vincent, J.-E. Sicart. 2012. Can the snowline be used as an indicator of the equilibrium line and mass balance for glaciers in the outer tropics? Journal of Glaciology, 58 (212), 1027-1036. doi: 10.3189/2012JoG12J027. Figura 5. Relación ELA y T° 700 mbar Figura 3. Cambios en ELA obtenidos a partir de los datos de campo. 4 800 4 850 4 900 4 950 5 000 5 050 2000-2001 2002-2003 2004-2005 2006-2007 2008-2009 ELA(msnm) Año hidrológico Artesonraju Shallap Uruashraju Yanamarey 5. Bibliografía Relación entre la ELA y los parámetros morfo-topográficos Finalmente consideramos la ELA promedio de cada glaciar durante el período de estudio. La Tabla 3, presenta los coeficientes de determinación de las regresiones bivariadas entre el ELA promedio de cada glaciar y algunos parámetros morfo-topográficos.