Rutas hidrológicas : recordando a un colega por los senderos de la hidrología

R UTAS H IDROLÓGICAS 73 D ISTRIBUCIÓN ESPACIAL Y ESCALAMIENTO DEL MANTO NIVAL EN LOS A NDES EXTRATROPICALES A PARTIR DE MEDICIONES LIDAR Pablo A. Mendoza 1,2 , Thomas E. Shaw 2 , James McPhee 1,2 y Shelley MacDonell 3 (1) Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile, Chile (2) Advanced Mining Technology Center (AMTC), Universidad de Chile, Chile (3) Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas (CEAZA), La Serena, Chile Contacto autor principal : pamendoz@uchile.cl R ESUMEN . Durante las últimas dos décadas, la tecnología lidar ( Light Detection and Ranging ) ha permitido expandir el conocimiento sobre la distribución del manto nival en distintas zonas montañosas del planeta. En este trabajo, se presenta una caracterización de la distribución espacial de la altura de nieve, a la escala de ladera, en base a mediciones lidar de alta resolución adquiridas en tres cuencas de montaña: (i) Tascadero (-31.26°N, 3270-3790 m), (ii) Las Bayas (-33.31°N, 3218-4022 m); y (iii) Valle Hermoso (VH) (-36.91°N, 1449-2563 m). Para este último sitio, se cuenta con dos áreas escaneadas, una de las cuales tiene arbustos (VH oeste), mientras que la otra carece de cobertura vegetal (VH este). Las cuatro áreas escaneadas son analizadas en cuanto a la distribución altitudinal, su distribución probabilística y el grado de escalamiento espacial. Los resultados indican que – salvo en la zona de VH oeste – no existe un gradiente altitudinal claro, y que la distribución Gamma es la que mejor se ajusta a valores positivos de altura de nieve. Además, el análisis de variograma indica que la altura del manto en los Andes extratropicales presenta un comportamiento autosimilar (i.e., fractal) en más de un rango de distancias, y que las magnitudes halladas para los quiebres de escala son comparables a otros sitios del mundo (e.g., Colorado Rockies, los Alpes Suizos o los Pirineos en España). Los resultados presentados acá tienen implicancias prácticas para la configuración espacial de modelos hidrológicos, tanto de macro-escala como de resolución fina. I NTRODUCCIÓN En regiones montañosas del mundo, el agua acumulada en forma de nieve es de vital importancia para el desarrollo de la sociedad humana (Viviroli et al. , 2007, 2011). En dichos dominios, la nieve es una componente fundamental del ciclo hidrológico, cuya presencia afecta directamente el balance de agua y energía (Marks y Dozier, 1992; Andreadis et al. , 2009). Además, cualquier variación en la distribución espacial del manto nival es determinante para la generación de escorrentía por efecto del derretimiento (Freudiger et al. , 2017). Es por ello que numerosos investigadores han puesto sus esfuerzos en comprender la estructura espacial de la altura de nieve o de su equivalente en agua (EAN) (e.g., Shook y Gray, 1996; Kuchment y Gelfan, 2001; Arnold y Rees, 2003; Deems et al. , 2006; Trujillo et al. , 2007; Lehning et al. , 2011; Helfricht et al. , 2014; Clemenzi et al. , 2018), así como de los factores climáticos, meteorológicos y/o físicos que la moldean (e.g., Clark et al. , 2011; Scipiõn et al. , 2013; Revuelto et al. , 2014; Gerber et al. , 2018; Mott et al. , 2018). Estudios de esta naturaleza cobran más relevancia que nunca en la actualidad, dada la robusta evidencia de una intensificación del ciclo del agua a nivel global (Huntington, 2006), así como de sus posibles efectos sobre la criósfera (e.g., Barnett et al. , 2005; Mankin et al. , 2015).Por supuesto, Chile no ha quedado fuera de iniciativas de esta naturaleza. Debido a su emplazamiento geográfico, la Cordillera de los Andes constituye nuestro principal embalse natural, donde el agua acumulada en el manto nival durante los meses de invierno (principalmente entre los meses de mayo y septiembre) es crucial para gran parte de nuestros ríos y embalses, haciendo posible el desarrollo de actividades socioeconómicas (Mendoza et al. , 2014) y la existencia de diversos ecosistemas (Cornwell et al. , 2016). A pesar de que el estudio la nieve en Chile ha sido históricamente difícil por la escasez de observaciones en alta montaña (Cornwell et al. , 2016), muchos autores han contribuido a una mejor comprensión de la distribución espacio- temporal de la altura de nieve o del EAN. El trabajo de Escobar y Anabalón (1991) – realizado para la Dirección General de Aguas (DGA) – es quizás el primer esfuerzo a nivel nacional, en el cual se compilaron estadígrafos de las rutas de nieve, documentando, además, relaciones entre EAN, precipitación y volúmenes de deshielo. Estudios posteriores han examinado patrones espaciales de EAN o altura de nieve a lo largo de los Andes, utilizando mediciones in situ (Ayala et al. , 2014) y/o modelos numéricos (e.g., Gascoin et al. , 2013; Cornwell et al. , 2016; Cortés et al. , 2016; Cortés y Margulis, 2017; Mernild et al. , 2017; Shaw et al. , 2020) que, en resumen, dan cuenta de la dependencia de los montos de nieve acumulados con variables topográficas (e.g., elevación, orientación), y factores meteorológicos (e.g., radiación, viento), además de la variabilidad interanual y estacional. A pesar de todo el conocimiento generado durante las últimas tres décadas, es poco lo que se conoce sobre la distribución espacial de la nieve en los Andes a escalas de ladera (i.e., 1-100 m, como indican Clark et al. , 2011)