Agua superficial de las llanuras del núcleo agroproductivo de Argentina : análisis basado en múltiples líneas de evidencia
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Date
2024
Authors
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Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Abstract
Esta tesis tiene como objetivo avanzar en la descripción y entendimiento de la dinámica del agua superficial y sub-superficial de llanuras agrícolas propensas a inundarse con nivel freático poco profundo, como consecuencia del cambio de uso de suelo de vegetación perenne -nativa o cultivada- a cultivos anuales. La región que aquí se estudia es el sudeste de la provincia de Córdoba, Argentina. Adicionalmente, a lo largo de esta tesis se analiza y se expone la coherencia hidrológica de productos que se basan en diferentes paradigmas, con el fin de mostrar la importancia del uso de múltiples líneas de evidencia. En primer lugar, se desarrolló, se calibró y se puso a prueba una herramienta para la detección de agua superficial de llanuras agrícolas en la que el nivel freático se encuentra próximo a la superficie. Esto permitió poner en evidencia que inundaciones y anegamientos de la región, identificadas por productos globales como categoría “agua abierta” no están constituidas simplemente por agua, sino que también están dadas por combinaciones de agua con suelo desnudo y vegetación. Para la implementación de esta herramienta se empleó información espectral de satélites del tipo óptico. Se exploró también si el cambio de extremos diarios y mensuales de precipitación, que suele ser empleado como indicador del cambio de inundaciones, es apto para la caracterización del tipo de inundaciones que sufre la región de interés. Para este análisis se utilizaron datos in situ y productos satelitales. El mismo reveló que las inundaciones de la región han aumentado sin presentar cambios en el régimen de sus precipitaciones. Además, si se compara el presente (las últimas dos décadas) con el pasado (las dos décadas anteriores al presente), la asociación entre el nivel freático y las inundaciones se ha vuelto más fuerte, y las inundaciones más reactivas a la precipitación acumulada. En ninguno de los dos periodos hay asociación entre las inundaciones y los extremos de precipitación considerados, no obstante si la hay si se considera precipitación acumulada. De este estudio se ha derivado que el uso aislado de cambios en índices de extremos diarios y mensuales de precipitación, generalmente utilizados por la comunidad climatológica internacional para estudiar cambios en inundaciones, no son un proxy adecuado del comportamiento de las inundaciones en llanuras agrícolas estancadas, donde la acumulación de excesos graduales de precipitación y el estado freático son relevantes. Por otro lado, se exploró la humedad del suelo superficial como variable que integra la interacción entre reservorios, mecanismos de entrada y salida de agua del suelo de la región. Esto se realizó utilizando estimaciones satelitales y mediciones in situ como fuentes de información complementarias entre sí. En este contexto, y siendo que la red de dispositivos empleada fue instalada con el fin de evaluar estimaciones de misiones satelitales, se espera que la dinámica de los cultivos y de las inundaciones se exprese en la dinámica de la humedad del suelo a escala temporal anual y diaria en ambas fuentes de información. Sin embargo, se encontró que los dispositivos in situ utilizados fueron instalados cerca de viviendas en lugar de campos de cultivo propensos a inundarse, que es la cobertura dominante de la región. En este sentido, se evaluó el sesgo introducido por la ubicación de los dispositivos in situ en una cobertura de suelo que no es representativa de la región, mostrando que estos no captan la diferencia entre las temporadas de cultivo inactivo y activo en cuanto a la disponibilidad diaria de agua del suelo. Además, no captan el fenómeno de anegamiento como si lo hacen las misiones satelitales. También se expone el impacto de las lagunas de datos en los registros de humedad del suelo superficial de misiones satelitales con pocos años de datos disponibles al calcular estadísticas representativas, y la importancia de que los sistemas satelitales incorporen en sus rangos de humedad del suelo la respuesta de regiones propensas a inundarse. Finalmente, se evaluó el desempeño del modelo de superficie ORCHIDEE en representar procesos hidrológicos de llanuras agrícolas con napa freática poco profunda y la transformación de su dinámica sobre la región de estudio, como resultado del cambio de uso y cobertura del suelo. Al integrar un modelo de superficie en esta tesis, no sólo se incorpora una fuente más de información, sino también un procedimiento de análisis de los procesos involucrados en los anegamientos e inundaciones de un sistema que posee consistencia física entre las variables que lo fuerzan y las que simula. Los resultados sugieren que, aunque ORCHIDEE puede capturar ciertos aspectos de los procesos hidrológicos en las llanuras agrícolas de Argentina, aún existen desafíos para modelar con precisión el cambio hidrológico observado. Es importante resaltar que los aspectos sí capturados fueron resultado de ajustar los parámetros del uso y cobertura de suelo a los de la región de estudio, en lugar de utilizar la información default del modelo de ORCHIDEE, cuyos parámetros que describen los ciclos de cultivo se corresponden a datos de observación procedentes principalmente de latitudes altas del hemisferio norte. En este capítulo, se expone la complejidad del desajuste entre los resultados del modelo y el cambio hidrológico observado, que posiblemente confunde la performance del modelo, con la incertidumbre intrínseca de los forzantes, y la adecuación de los parámetros sobre el uso y cobertura de suelo, para la representación de la región de estudio de esta tesis. A lo largo de este trabajo se resalta la importancia de emplear múltiples líneas de evidencia, sobre todo en regiones donde los datos son escasos, como es el caso de la que aquí se estudia. Para ello, no solo se combinó el uso de mediciones in situ, estimaciones satelitales y salidas de modelo de superficie terrestre, sino también informes locales de instituciones nacionales y subnacionales como otra pieza de conocimiento de valor fundamental.