Datos sobre humedad del suelo y la aplicación de ciencia de datos permitieron evaluar datos de humedad de hasta 1 metro de profundidad, y a futuro podrían ayudar a una mejor toma de decisiones en las zonas de mayor estrés hídrico y a mejorar nuestra comprensión del impacto de la sequía en los ecosistemas naturales.
Daniel Núñez, tesista de magíster en gestión territorial de recursos naturales de la Universidad de Chile, acaba de terminar su investigación en Data Observatory, contrastando datos de humedad de suelo monitoreados en las regiones de Valparaíso, Metropolitana, Maule/Ñuble, y Araucanía; con productos satelitales entregados por la NASA y otros datos grillados proporcionados por el Servicio de Cambio Climático Copernicus de la comunidad europea.
La investigación fue desarrollada bajo la supervisión de Mauricio Galleguillos, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez e investigador titular de Data Observatory, y de Mauricio Zambrano-Bigiarini, académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad de La Frontera.
El joven investigador, evaluó el desempeño de las observaciones remotas de humedad de suelo contrastándolas contra datos de humedad del suelo medidas en terreno por sensores a escala horaria. Este ejercicio se realizó, en diversos ecosistemas con muy baja intervención humana de la zona centro-sur de Chile, ejercicio sin precedentes de acuerdo a lo reportado en la literatura. El estudio abarcó las cuencas de Petorca en la región de Valparaíso, Mapocho en la región Metropolitana, Cauquenes en la región del Maule y Ñuble, y Trancura en la región de la Araucanía.
«Este conjunto de datos monitoreados en Chile fueron comparados con productos grillados que incluyen datos de reanálisis y satelitales. Los productos de la NASA (SPL4SMAU, SPL3SMP y SPL2SMAP) son datos satelitales y miden humedad del suelo y salinidad de los océanos, mientras que los datos de reanálisis (ERA5 y ERA5-Land), tienen variables más amplias como temperatura, vientos, humedad del suelo hasta los tres metros de profundidad, índices de vegetación, entre otras variables», precisa Núñez.
El estudio constituye una investigación pionera sobre la dinámica de la humedad del suelo en Chile. “Cabe recordar la importancia de esta variable para el funcionamiento de la biosfera dado que su dinámica controla en gran medida el funcionamiento del ciclo hidrológico. En efecto el suelo (y su humedad) es la interfaz que conecta el agua que se mueve a través de los componentes de atmósfera, vegetación y material parental. El conocimiento de la humedad del suelo es entonces relevante para la gestión del recurso hídrico resaltándose por ejemplo el impacto de eventos climáticos extremos en la hidrología lo que puede ocasionar sequías e inundaciones con consecuencias graves para la población” sostiene el Dr. Galleguillos.
«El suelo es una masa tridimensional que varía en el tiempo, donde los productos grillados utilizados permiten retratar la dinámica espacial y temporal, no solo considerando los 10 primeros centímetros del suelo, sino que hasta la zona de raíces que alcanzan 1 metro de profundidad. Gracias a este estudio logramos verificar la eficacia de los productos grillados en diversos ecosistemas y condiciones climáticas, proporcionando una visión completa de la humedad del suelo en un amplio rango de situaciones ambientales», sostiene Daniel.
Este trabajo ha sido posible gracias al apoyo financiero de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID), a través de los proyectos PCI NSFC190018 y Fondecyt Regular 1212071 y Fondecyt Regular 1210932. Además, contó con el apoyo de la Dra. Camila Álvarez-Garretón del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR2). El presente estudio contó además del apoyo de Data Observatory a través de su mecanismo de beca para estudiantes de magister en ciencia de datos.
Para el profesor Mauricio Zambrano: «Sin duda alguna, los resultados obtenidos en este trabajo han abierto las puertas a nuevas preguntas de investigación relacionadas al rol que juegan las propiedades del suelo y la humedad del suelo en la regulación de la respuesta hidrológica de las cuencas a eventos extremos de precipitación».
El análisis de la humedad del suelo utilizando un gran volumen de datos grillados públicos sólo fue posible gracias al uso de la programación científica. Sin duda, este trabajo constituye un gran aporte de la ciencia de datos para un mejor entendimiento del ciclo hidrológico, así como para la planificación y gestión del recurso hídrico.
