Efectos de los cambios en la cobertura vegetal de la cuenca del Amazonas en la evapotranspiración regional: Análisis de simulaciones con el modelo de superficie Noah-MP

Abstract

RESUMEN: La evapotranspiración en la cuenca del Río Amazonas representa un papel fundamental en el ciclo hidrológico debido a su influencia en los procesos que involucran la interacción suelo-atmósfera. Estos procesos dependen en gran medida de las características asociadas a la dinámica de la vegetación, que está determinada por los diferentes usos del suelo que tienen lugar en esta región, donde una parte importante del agua disponible en la atmósfera, y que alimenta los procesos convectivos, proviene del reciclaje de humedad. Considerando esto, se realiza el estudio de la relación existente entre la variabilidad espacio-temporal de la evapotranspiración y el cambio de cobertura terrestre en seis regiones de la Amazonía, de acuerdo con un escenario de deforestación previamente definido en otros estudios y usando el modelo de superficie terrestre Noah-MP. En primer lugar se hace una comparación entre los resultados de una simulación de control con Noah-MP y los estimados de evapotranspiración del reanálisis ERA5. Encontramos que NoahMP simula considerablemente bien el patrón de distribución espacial y temporal de la estacionalidad pero con importantes diferencias estadísticamente significativas en su magnitud. En este estudio también se lleva a cabo el análisis de sensibilidad del modelo NoahMP ante el reemplazo de una fracción de bosque por pastizales (sabanas). Los resultados indican que los mayores impactos de la remoción de la vegetación natural tipo bosque se localizan principalmente en la región del Arco de la Deforestación y la costa oriental del Norte y Centro de la Amazonia, evaluando la eficiencia del modelo con respecto a los datos observacionales de reanálisis. Las diferencias de evapotranspiración bajo el escenario de deforestación fueron calculadas con respecto al escenario representativo de las condiciones actuales, encontrando que el cambio en la evapotranspiración simulada presenta una reducción significativa, así como disminuciones considerables principalmente durante la transición y el establecimiento de la época seca en la región del Arco de Deforestación. Por consiguiente, los hallazgos obtenidos a partir de este Trabajo de Grado dan cuenta de la importancia fundamental de considerar los efectos que pueden tener las perturbaciones en el ecosistema de bosque amazónico sobre la dinámica atmosférica regional.

ABSTRACT: Evapotranspiration in the Amazon River basin plays a fundamental role in the hydrological cycle due to its influence on the processes that involve soil-atmosphere interaction. These processes depend largely on the characteristics associated with the dynamics of the vegetation, which is determined by the different land uses that take place in this region, where an important part of the water available in the atmosphere, and that feeds the convective processes , comes from recycling moisture. Considering this, the study of the relationship between the space-time variability of evapotranspiration and the change of land cover in six regions of the Amazon is carried out, according to a deforestation scenario previously defined in other studies and using the model of Noah-MP land surface. First, a comparison is made between the results of a control simulation with Noah-MP and the evapotranspiration estimates from the ERA5 reanalysis. We found that NoahMP simulates the spatial and temporal distribution pattern of seasonality considerably well but with statistically significant differences in its magnitude. In this study, the sensitivity analysis of the NoahMP model is carried out in the face of the replacement of a fraction of forest by grasslands (savannas). The results indicate that the greatest impacts of the removal of natural forest-type vegetation are located mainly in the Arc of Deforestation region and the eastern coast of the North and Central Amazon, evaluating the efficiency of the model with respect to reanalysis data. The evapotranspiration differences under the deforestation scenario were calculated with respect to the representative scenario of the current conditions, finding that the change in simulated evapotranspiration presents a significant reduction, as well as considerable decreases, mainly during the transition and the establishment of the dry season in the Arc of Deforestation region. Consequently, the findings obtained from this Degree Project show the fundamental importance of considering the effects that disturbances in the Amazon forest ecosystem may have on regional atmospheric dynamics.