PROYECTOS REALIZADOS SOBRE TELEDETECCION

DESARROLLO DE UNA METODOLOGÍA PARA LA CUANTIFICACIÓN DE LA CAPA DE NIEVE MEDIANTE EL SENSOR NOAA-AVHRR. APLICACIÓN A LA PREVISIÓN DEL APORTE AL RÍO GENIL.

Martín A. Torres Crespo

En este trabajo se ha aplicado el modelo de escorrentía del agua procedente de la fusión nival S.R.M. (Snowmelt Runoff Model), desarrollado por Martinec y col. (1975), en la cuenca cabecera del Genil, en Sierra Nevada. Para su aplicación se ha utilizado tanto la teledetección como los sistemas de información geográfica (SIG) pudiendo, de esta forma, evaluarse la aportación que suponen dichas herramientas. Este modelo calcula el caudal diario descargado por la cuenca, utilizando como únicas variables de entrada la temperatura, la precipitación y la superficie de cuenca innivada, según la ecuación:

en donde: Q es la descarga diaria media (m³¸s^-1); c_R el coeficiente de escorrentía para la lluvia; c_S el coeficiente de escorrentía para la nieve; a el factor grado-día (cm¸ºC^-1¸d^-1); T el número de grados-día medidos, tomando 0 ºC como temperatura base (ºC¸d); D T un ajuste de elevación de los grados-día, deducido de la extrapolación de la temperatura desde la estación de medida hasta la altura hipsométrica media de la cuenca o zona de elevación (ºC¸d); S la proporción de superficie cubierta de nieve en relación a la superficie total de la cuenca; P la superficie de la cuenca o zona de elevación (km²); k el coeficiente de recesión, que indica la disminución de la descarga en un período sin fusión ni lluvia; n la secuencia de días durante el período de descarga calculado; y 100/864 el factor de conversión de cm¸km^-2¸d^-1 a m³¸s.

Si la diferencia de cotas entre los puntos de mayor y menor elevación excede de 500 m, la cuenca se subdivide en franjas de elevación de 500 m y se aplica el modelo por separado.

Los datos diarios de precipitación y temperatura se han obtenido de observaciones meteorológicas en estaciones ubicadas dentro de la cuenca. Los parámetros son calculados en base a leyes físicas o juicios hidrológicos. Para calcular los valores diarios de la superficie innivada se ha recurrido a la teledetección, mediante el canal 1 del sensor AVHRR, a bordo de la serie de satélites NOAA, siguiendo el siguiente procedimiento:

• Recepción de las imágenes en una estación ubicada en el S.C.I.T. de la Universidad de Córdoba.

• Selección de imágenes: de todas las imágenes recibidas se seleccionarán aquellas que cumplan:

• Que no sean imágenes nocturnas, ya que se va a utilizar el canal visible del sensor AVHRR.

• Que la zona de estudio no aparezca cubierta de nubes, para que pueda ser observada.

• Que las imágenes procedan de un mismo sensor y una hora solar semejante, para que los valores medidos puedan ser comparables.

• Que el ángulo cenital del satélite sea mayor de 60¦, para evitar las distorsiones panorámicas.

• Corrección radiométrica: al no tener ningún algoritmo de corrección atmosférica, solamente se han calibrado las imágenes a partir de unas correcciones de prelanzamiento. Los valores de albedo obtenidos no son, por tanto, valores reales de la superficie terrestre, por lo que en la diferenciación de la capa de nieve se necesita una componente subjetiva del operador.

• Correcciones geométricas: las imágenes se han corregido siguiendo el método de los puntos de control. Los puntos de control usados los podemos dividir en dos grandes grupos: por un lado, los contenidos en el fichero de cabecera de la imagen, obtenidos a partir de ciertos parámetros orbitales; por otro lado, los tomados de forma manual, comparando la imagen con la cartografía de la zona. Estos últimos puntos se han seleccionado de la línea de costa ya que la resolución del sensor no permite distinguir otras características del terreno observables tanto en la imagen como en el mapa.

• Obtención de los mapas de nieve: se establece un valor digital umbral por encima del cual se consideran que las celdillas representan a la nieve. Una vez determinado este umbral se puede construir los mapas de nieve asignando a las celdillas con valores mayores que el umbral la categoría 1 y a las demás 0.
• Curva de agotamiento de la superficie de la capa de nieve: los valores diarios de S se obtienen por interpolación entre los días que se tomaron las imágenes, construyendo así la curva de agotamiento de la capa de nieve.

Figura 1: Representación combinada de los valores de precipitación, temperatura, caudal medido y caudal calculado.

El volumen total de agua desaguada en el embalse durante el deshielo calculado por el SRM ha sido de 52.19 Hm³, variando en 10000 m³ respecto del volumen medido (52.18Hm³). El caudal medio calculado ha sido igual que el medido (4.14 m³/s), sin embargo, como se aprecia en la figura el modelo no simula las pequeñas variaciones existentes entre días sucesivos.

Se ha concluído que el modelo SRM, apoyándose en imágenes NOAA, se puede usar para cuantificar el volumen total de escorrentía descargado por la cuenca cabecera del Genil en Sierra Nevada. También calcula la escorrentia diaria producida, simulando correctamente tanto los aumentos producidos por la precipitación, como por la fusión. No obstante, la aplicación del modelo habría sido más correcta si se hubiera dispuesto de imágenes con mayor resolución espacial, subdividiendo la cuenca en unidades más pequeñas (atendiendo a características topográficas, como la pendiente o la orientación, o según la cubierta vegetal), o añadiendo una componente de radiación al método de los grados-día. La teledetección y los SIG han supuesto una valiosa entrada de información y un procesado de los datos más rápido. Se ha realizado un análisis de sensibilidad y de todos sus parámetros, el SRM ha resultado ser más sensible al factor grado-día, al incremento de temperatura con la elevación y al coeficiente de escorrentía. A partir de las curvas de agotamiento de diferentes años y con predicciones de temperatura y precipitación, el SRM se podría utilizar para predecir el caudal de escorrentía que se generará durante el deshielo, conociendo las condiciones iniciales de la capa de nieve.