Análisis espacial y temporal de la temperatura superficial en la microcuenca Apacheta mediante datos térmicos Landsat

Abstract

[EN] High Andean ecosystems, such as grasslands and peatlands, are fragile and, due to the effects of climate change, their sustainability is being jeopardized. A key factor hampering sustainable management efforts from the government and communities, is the lack or scarcity of in-situ eco-hydrological and climate data. In that sense, remote sensing techniques offers a powerful alternative for the assessment of the evolution of these ecosystems, by providing a holistic view of the territory. The objective of this work is to determine both the spatial and temporal evolution of the local atmospheric temperature of the Apacheta micro-basin in Ayacucho over the past 34 years, using the soil surface temperature (SST) as a proxy. For this, thermal data of Landsat series (TM, ETM+ and TIRS sensors), covering the period from 1985 to 2018, were used. The TSS estimates were made from the emissivity correction of the brightness temperatures at the top of the atmosphere, considering the negligible atmospheric effect due to the conditions of high atmospheric transmissivity in the study area. The results show a positive trend of the SST with an increase of 4.9 °C, equivalent to 27.5% of the SST. Trends are higher (5.8 °C) in the snowy areas (equivalent to 35.3% of the TSS in the whole micro-basin). The SST in the snow area explains the 83.6% of the behavior of the snow cover derived by the NDSI, with a decreasing surface as SST increase.

[ES] Los ecosistemas altoandinos, como los pastizales y las turberas, son frágiles y, debido a los efectos del cambio climático, su sostenibilidad está en peligro. Un factor clave que obstaculiza los esfuerzos de gestión sostenible del gobierno y las comunidades es la falta o escasez de datos eco-hidrológicos y climáticos in situ. En ese sentido, las técnicas de teledetección ofrecen una poderosa alternativa para la evaluación de la evolución de esos ecosistemas, al proporcionar una visión holística del territorio. El objetivo de este trabajo es determinar la evolución espacial y temporal de la temperatura atmosférica local de la microcuenca Apacheta en Ayacucho en los últimos 34 años, utilizando la temperatura superficial del suelo (TSS) como aproximación. Para ello, se utilizaron los datos térmicos de la serie Landsat (sensores TM, ETM+ y TIRS), que abarcan el período comprendido entre 1985 y 2018. Las estimaciones de TSS se realizaron a partir de la corrección de emisividad de las temperaturas de brillo a nivel del techo de la atmósfera, considerando el efecto atmosférico despreciable debido a las condiciones de alta transmisividad atmosférica de la zona de estudio. Los resultados muestran una tendencia positiva de la TSS con un aumento de 4,9 °C, equivalente al 27,5% de la TSS. Las tendencias son más altas (5,8 °C) en las zonas nevadas (equivalente al 35,3% de la TSS en toda la microcuenca). La TSS en la zona de nieve explica el 83,6% del comportamiento de la cubierta de nieve derivado del NDSI, con una superficie decreciente a medida que la TSS aumenta.