Desarrollo de un modelo de evapotranspiración global con datos de satélite y de re-análisis

Autor: Degano, María Florencia
Přispěvatelé: Rivas, Raúl, Carmona, Facundo, Niclòs Corts, Raquel, Departament de Física de la Terra i Termodinàmica
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: RODERIC. Repositorio Institucional de la Universitat de Valéncia
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RODERIC: Repositorio Institucional de la Universitat de Valéncia
Popis: La cuantificación de la evapotranspiración (ET) es fundamental para el estudio de los procesos hidrológicos, caracterización climática y agronómica, así como para la aplicación en modelos de cambio climático, y la gestión de los recursos hídricos. Cabe destacar, la importancia del conocimiento de este parámetro en el control de inundaciones y sequías, en la planificación de obras de infraestructura, entre otras. Los factores que intervienen en el proceso de ET son diversos, variables en el tiempo y en el espacio, por lo tanto, cobran relevancia los datos de satélite, debido a que con ellos se puede obtener una variación espacio-temporal de los componentes del ciclo hidrológico a diferentes escalas y resoluciones, con una alta precisión. En particular, el producto MOD16A2 (basado en Penman-Monteith), ha demostrado tener problemas para su utilización directa en distintas zonas de estudio, según varios autores, por lo que, uno de los objetivos de esta Tesis es analizar y ajustar el producto MOD16A2 en diferentes zonas del planeta. El siguiente objetivo es desarrollar un producto global de ET potencial (ETp) y real (ETr) con datos de satélite, con resolución espacial de 0,25 km y temporal de 8 días. Utilizando la ecuación de Priestley y Taylor, y, como entrada datos de CERES (Clouds and the Earth’s Radiant Energy System), MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) y el producto humedad de suelo GLEAM (Global Land Evaporation Amsterdam Model). Combinando los distintos productos, se obtuvieron los valores de ETp y ETr, que fueron validados con datos locales de ocho estaciones distribuidas en diferentes ambientes (desde áridos a húmedos): 1.Torgnon, Italia; 2.Mead, EE. UU.; 3.Demokeya, Sudán; 4.Santarem, Brasil; 5.Fogg Dam, Australia; 6.Skukuza, Sudáfrica; 7.Changling, China (FLUXNET); y, 8.Tandil, Argentina pertenece a la Oficina de Riesgo Agropecuario que determina la ET con el método de balance de agua en el suelo. Los resultados de la validación del método, determinan que el error asociado para la ETp varía entre 0,4 y 1,8 mm d-1 para zonas cálidas y húmedas, y, para las zonas áridas, no se obtienen buenos resultados debido a la baja sensibilidad del método en condiciones aerodinámicas dominantes en estos ambientes. En cuanto a la ETr, el método posee errores mayores en climas ecuatoriales e inviernos secos que en climas cálidos y húmedos. Se concluye que este modelo tiene falencias en zonas con climas áridos o secos, mientras que se observan mejores resultados en climas húmedos y templados. En relación al análisis del producto MOD16A2 se encontró un error sistemático para la ETp, y se propuso una forma de corrección para poder utilizarlo en la región Pampeana Argentina. Para la ETr, los resultados indican que su comportamiento es mejor en las zonas más áridas de la región. Comparando ambos productos en diferentes zonas del planeta, el error de la ETa está entre 1,5 y 1,6 mm d-1. Mientras que para la ETp el error es mayor para el producto MOD16A2 (2 mm d-1) que para el modelo propuesto en esta Tesis (1,4 mm d-1). Evapotranspiration quantification is fundamental to hydrologic process study, climatic and agronomic characterization, as well as, to apply in climate change models, and the management of water resources. It is important to point out the knowledge of this parameter in the control of floods and droughts, in the planning of infrastructure works, among others. The factors that intervene in the ET process are diverses and variables in time and space. Therefore, satellite data gain relevance since they can be used to obtain a spatio-temporal variation of the hydrological cycle components, at different scales and resolutions with high precision. In particular, the MOD16A2 product (based on Penman-Monteith), has shown to have problems for its direct use in different study areas, according to several authors; therefore, one of the objectives of this Thesis is to analyze and adjust the MOD16A2 product in different areas of the planet. The next objective is to develop a global product of potential ET (ETp) and actual ET (ETa) with satellite data, with 0.25 km of spatial resolution and 8 days of temporal resolution. Using Priestley and Taylor equation, and as input data: CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System), MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) and the soil moisture product GLEAM (Global Land Evaporation Amsterdam Model). Combining the different products, ETp and ETa values were obtained and validated with local data from eight stations distributed in different environments (from arid to humid): 1.Torgnon, Italy; 2.Mead, USA; 3. Demokeya, Sudan; 4.Santarem, Brazil; 5.Fogg Dam, Australia; 6.Skukuza, South Africa; 7.Changling, China (FLUXNET); and 8.Tandil, Argentina who belongs to the Oficina de Riesgo Agropecuario which determines ET with the soil water balance method. The results of the method validation show that the associated error for ETp varies between 0.4 and 1.8 mm d-1 for warm and humid areas. For arid areas, good results are not obtained due to the low sensitivity of the method in aerodynamic conditions prevailing in these environments. As for ETa, the method has larger errors in equatorial climates and dry winters than in warm and humid climates. It is concluded that this model has worse performance in areas with arid or dry climates, while better results are observed in humid and temperate climates. In relation to the analysis of the MOD16A2 product, a systematic error was found for ETp, and a correction was proposed to be able to use it in the Pampean region of Argentina. For ETa, the results indicate that its performance is better in arid areas of the region. Comparing both products in different areas of the planet, ETa error is between 1.5 to 1.6 mm d-1. While for ETp the error is bigger for MOD16A2 product (2 mm d-1) than for the model proposed in this Thesis (1.4 mm d-1).
Databáze: OpenAIRE
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