104452

Master Thesis ǀ Tesis de Maestría submitted within the UNIGIS MSc programme presentada para el Programa UNIGIS MSc at/en

Interfaculty Department of Geoinformatics- Z_GIS Departamento de Geomática – Z_GIS University of Salzburg ǀ Universidad de Salzburg

Evaluación de la superficie de nieve del Volcán Chimborazo (Ecuador) entre los años 2000 y 2014.

Evaluation of the Snow Cover of the Chimborazo Volcano (Ecuador) between 2000 and 2014 by/por

Ing. Cristian Paúl Altamirano Aguilar 01524620 A thesis submitted in partial fulfilment of the requirements of the degree of Master of Science (Geographical Information Science & Systems) – MSc (GIS) Advisor ǀ Supervisor: Pablo Cabrera Barona PhD

Ambato - Ecuador, Octubre 2019

Compromiso de Ciencia Por medio del presente documento, incluyendo mi firma personal certifico y aseguro que mi tesis es completamente el resultado de mi propio trabajo. He citado todas las fuentes que he usado en mi tesis y en todos los casos he indicado su origen.

Ambato, 22 de octubre de 2019 (Lugar, Fecha)

(Firma)

DEDICATORIA

Dedicado a mi hija Valeria Paz que es la inspiración para esforzarme cada día.

A mis padres y hermanos, cuyo apoyo incondicional han coadyuvado a la consecución de este objetivo académico.

RESUMEN En la actualidad existe un tema sumamente importante para la subsistencia de la humanidad en el planeta Tierra en el largo plazo, y se trata del Calentamiento Global; un tema sumamente discutido por científicos, políticos, ecologistas y comunidad en general.

Los científicos prevén un desastre global a largo plazo si se mantienen las condiciones actuales de contaminación y emisión de gases de efecto invernadero, mientras tanto los intereses políticos y económicos no permiten avizorar que en el futuro próximo se tomen medidas verdaderamente efectivas que permitan reducir la emisión de gases de efecto invernadero.

Entre los principales efectos del Calentamiento global, se tiene el derretimiento de los glaciares, siendo esto sumamente peligroso, debido a que estos son una fuente de agua de sus zonas de influencia y su ausencia generaría graves problemas de provisión de agua de riego y de consumo humano.

El Volcán Chimborazo se encuentra entre los glaciares en riesgo por este tema, por ello fue sumamente importante conocer el nivel de afectación del glaciar de este coloso y conocer si el aumento de temperatura fruto del Calentamiento global, es la causa de estas afectaciones.

Para poder determinar si existe una pérdida de nieve del Chimborazo en el transcurso del tiempo, se realizó un Análisis Multitemporal, recopilando y generando información sobre la cobertura de nieve de esta montaña, entre los años 2000 y 2014. Con esta información, se realizó un análisis del cambio de superficie nival a través de los años de estudio, finalmente se calculó la correlación entre la temperatura media anual global y la superficie de nieve.

Los resultados difieren a los esperados, puesto que la diferencia absoluta de la superficie de nieve de los años 2000 y 2014 fue un aumento de 87.91%, mientras que, en los años intermedios, se observó una bajada y subida cíclica de la superficie glaciar. Estos resultados absolutos se contraponen a los diferentes estudios y proyecciones respecto a este glaciar, los cuales indicaban una disminución de la superficie nival, sin embargo, la tendencia considerando todos los valores en el intervalo de estudio, confirman una tendencia a la baja y por tanto una disminución en el largo plazo de la cobertura de nieve del volcán.

En el análisis referente a cuáles son los lugares más afectados por la reducción de nieve, se observa que, en los cuadrantes ubicados al oeste, se presenta una disminución de cobertura al largo plazo mientras que por el este se observa una conservación de la misma.

Además, en base a estos resultados y los datos de temperatura del periodo de estudio, se determinó un coeficiente de correlación de 0.238975, valor que indicó una correlación positiva bastante débil entre estas variables.

En conclusión, pese a que los resultados no demostraron una influencia directa del aumento de temperatura con la disminución de la cobertura glaciar del Chimborazo, es sumamente importante el generar conciencia en la población y combatir el Cambio Climático.

Palabras clave: Superficie de nieve, Volcán Chimborazo, Calentamiento global, Análisis Multitemporal, Gases de efecto invernadero.

ABSTRACT Nowadays, there is an extremely critical issue for humanity to survive on planet Earth for the long term, and this is the Global Warming; as a highly discussed topic by scientists, politicians, environmentalists and general community. Scientists forecast a long-term global disaster given current maintained conditions of pollution and emission of greenhouse gases, on the other hand political and economic interests do not allow us to take truly effective measures in the nearly future to reduce the emission of greenhouse gases.

Among main effects of global warming, there is melting of glaciers, as being extremely dangerous, given a situation that these are a source of water in their areas of influence, an absence of water would generate serious problems of provision of irrigation and human consumption.

Chimborazo Volcano is among one of the glaciers at risk at the moment for this issue, so it is particularly imperative to get to know the level of affectation of the glacier of this colossus and understand if the increase in temperature of global warming is the cause of these affectations.

In order to determine if there is a loss of ice in Chimborazo over time, a Multitemporal Analysis was developed, collecting and generating information on the snow cover of this mountain, between 2000 and 2014. An analysis was carried out based on this information about the change in snow surface through the years of study, correlation between the global average annual temperature and the snow surface was finally calculated.

Results differ from expected ones, the absolute difference in the snow surface of the years 2000 and 2014 was an increase of 87.91%. On the other hand, in the intervening years, a cycle of decrease and increase of glacial surface was observed. These absolute results are opposed to the different studies and projections regarding this glacier, which indicated a decrease in the snow surface, however the trend considering all the values in the study interval, confirms a downward trend and therefore a long-term decline in snow cover of the volcano.

It is important to notice that in the analysis, the most affected places by snow reduction are located the west; there is a decrease in long-term coverage while in the east there is a conservation of the environment.

Additionally, based on these results and temperature data of the study period, a correlation coefficient of 0.238975 was determined, a value that indicates a fairly weak positive correlation between these variables.

In conclusion, although results do not show a direct influence in temperature increase with the decrease of Chimborazo glacier cover, it is extremely crucial to raise awareness in the population and combat Climate Change.

Keywords: Snow Cover, Chimborazo Volcano, Global Warming, Multitemporal Analysis, Greenhouse gases.

6

TABLA DE CONTENIDO RESUMEN ........................................................................................................................... 4 ABSTRACT ......................................................................................................................... 5 1.

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 12 1.1 ANTECEDENTES .................................................................................................... 12 1.2 OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN ............................................ 13 1.2.1 Objetivo General................................................................................................. 13 1.2.2 Objetivos específicos .......................................................................................... 13 1.2.3 Preguntas de investigación ................................................................................. 13 1.3 HIPÓTESIS ............................................................................................................... 13 1.4 JUSTIFICACIÓN ...................................................................................................... 13 1.5 ALCANCE ................................................................................................................ 14

2.

REVISIÓN DE LITERATURA ............................................................................... 15 2.1 CAMBIO CLIMÁTICO ............................................................................................ 15 2.2 LOS ANDES. ............................................................................................................. 19 2.3 LOS ANDES ECUATORIANOS .............................................................................. 23 2.4 VOLCÁN CHIMBORAZO ....................................................................................... 25 2.5 CONTEXTO CLIMÁTICO ....................................................................................... 27 2.6 VARIACIONES DE BALANCE DE MASA ............................................................ 29 2.7 TELEDETECCIÓN ESPACIAL ............................................................................... 30 2.8 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO..................................................................... 33 2. 9 IMAGEN SATELITAL ............................................................................................ 35 2.9.1 Imágenes LandSat............................................................................................... 35 2.9.2 Imágenes Aster ................................................................................................... 36 2.10 FUSIÓN DE IMÁGENES. ...................................................................................... 37 2.11 ANÁLISIS MULTITEMPORALES ....................................................................... 38 2.12. ESTUDIOS SOBRE COBERTURA DE NIEVE REALIZADOS EN EL VOLCAN CHIMBORAZO .............................................................................................................. 38 2.12.1. Antecedentes .................................................................................................... 38 2.12.2. Metodologías Aplicadas .................................................................................. 41

3.

METODOLOGÍA...................................................................................................... 43

7

3.1 ÁREA DE ESTUDIO ................................................................................................ 43 3.2 FASE METODOLÓGICA......................................................................................... 45 3.2.1 Recopilación de Información secundaria ........................................................... 47 3.2.2 Fusión de imágenes (Pan-sharpening) ............................................................... 48 3.2.3 Digitalización de imágenes satelitales. ............................................................... 48 3.2.4. División de cobertura de glaciar. ....................................................................... 50 3.2.5 Análisis Multitemporal ....................................................................................... 50 3.2.6 Análisis de Correlación entre la Superficie de la cobertura de nieve del volcán Chimborazo y la Temperatura media anual global. ..................................................... 50 4.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................... 51 4.1 ANÁLISIS MULTITEMPORAL .............................................................................. 51 4.2 LUGARES DEL GLACIAR MAYORMENTE AFECTADOS POR EL CAMBIO DE SUPERFICIE DE NIEVE ................................................................................................ 57 4.3 CORRELACIÓN DE VARIABLES DE SUPERFICIE Y TEMPERATURA .......... 63 4.4 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS (DISCUSIÓN) ............................................... 66

5.

CONCLUSIONES ..................................................................................................... 72

6.

REFERENCIAS ........................................................................................................ 74

8

LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Marco esquemático representativo de los originantes e impactos antropógenos del cambio climático. .................................................................................... 17 Ilustración 2. a) Emisiones mundiales anuales de GEI antropógenos entre 1970 y 2004, b) Parte proporcional de diferentes GEI antropógenos en las emisiones totales en el año 2004, en términos de CO2-eq. c) Parte proporcional de diversos sectores en las emisiones totales de GEI antropógenos en 2004, en términos de CO2-eq. ..................................................... 18 Ilustración 3. Acumulación anual del mass balance para 8 Glaciares en los Andes Tropicales. Referencia: Año 2006. ...................................................................................... 21 Ilustración 4. Mapa de ubicación de las principales coberturas glaciares. .......................... 23 Ilustración 5 . Temperatura en los Andes tropicales 1939-1998. ........................................ 28 Ilustración 6. Componentes de un sistema de teledetección. .............................................. 32 Ilustración 7. Esquema de una Onda electromagnética. ..................................................... 33 Ilustración 8. Espectro Electromagnético ............................................................................ 34 Ilustración 9. Mapa general del Casquete Glaciar del Chimborazo, año 1997 ................... 44 Ilustración 10. Flujograma de la metodología de trabajo. ................................................... 46 Ilustración 11. Digitalización Cobertura glaciar de los años 2001 y 2002. ......................... 49 Ilustración 12. Mapa de la cobertura glaciar del volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014 ..................................................................................................................................... 52 Ilustración 13. Mapa de la cobertura glaciar del volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2004 ..................................................................................................................................... 53 Ilustración 14. Mapa de la cobertura glaciar del volcán Chimborazo entre los años 2005 y 2009. .................................................................................................................................... 54 Ilustración 15. Mapa de la cobertura glaciar del volcán Chimborazo entre los años 2010 y 2014. .................................................................................................................................... 55 Ilustración 16. Gráfica de superficie Glaciar del volcán Chimborazo ................................ 57 Ilustración 17. Mapa de la diferencia de glaciar del volcán Chimborazo entre los años 2010 y 2014. ................................................................................................................................. 58 Ilustración 18. Gráfica de superficie Glaciar NE del volcán Chimborazo .......................... 60 Ilustración 19. Gráfica de superficie Glaciar NW del volcán Chimborazo ......................... 61 Ilustración 20. Gráfica de superficie Glaciar SE del volcán Chimborazo ........................... 62 Ilustración 21. Gráfica de superficie Glaciar SW del volcán Chimborazo ......................... 63

9

Ilustraciรณn 22. Grรกfica de Temperatura media anual Global de 2010 al 2014 .................... 64 Ilustraciรณn 23. Grรกfica de Superficie de cobertura de nieve y Temperatura media anual global del 2000 al 2014. ...................................................................................................... 65

10

LISTA DE TABLAS Tabla 1. Áreas para el Casquete glaciar del Chimborazo período 1962-1997 .................... 26 Tabla 2. Cuadro de Bandas espectrales imágenes Landsat. ................................................ 36 Tabla 3. Cuadro de Bandas espectrales imágenes ASTER. ................................................ 37 Tabla 4. Inventario de los glaciares del Ecuador. ................................................................ 40 Tabla 5. Imágenes Satelitales digitalizadas ......................................................................... 47 Tabla 6. Superficie cobertura glaciar Volcán Chimborazo ................................................. 56 Tabla 7. Variación de Superficie cobertura glaciar Volcán Chimborazo ............................ 56 Tabla 8. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (NE)....................................... 59 Tabla 9. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (NW) ..................................... 60 Tabla 10. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (SE) ..................................... 61 Tabla 11. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (SW) .................................... 62 Tabla 12.Temperatura media anual global .......................................................................... 63 Tabla 13. Superficie de cobertura de nieve y Temperatura media anual global del año 2000 al 2014. ................................................................................................................................ 64

11

GLOSARIO ASTER

The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer

CH4

Metano

CMNUCC

Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático

CO2

Dióxido de Carbono

ETM+

Enhanced Thematic Mapper Plus

GEI

Gases de efecto invernadero

GIS

Geographic Information System

IEE

Instituto Espacial Ecuatoriano

IGM

Instituto Geográfico Militar

IPCC

Intergovernmental Panel on Climate Change

LIA

Little Ice Age

MAE

Ministerio del Ambiente

MAG

Ministerio de Agricultura y Ganadería

MDT

Modelo Digital del terreno

N2O

Óxido nitroso

NASA

National Aeronautics and Space Administration

NE

Noreste

NW

Noroeste

NDSI

Normalized Difference Snow Index

NOAA

National Oceanic and Atmospheric Administration

OLR

Outgoing Longwave Radiation

SE

Sureste

SW

Suroeste

SWIR

Short-wavelength infrared

TIR

Thermal InfraRed

USGS

United States Geological Survey

VNIR

Visible and near-infrared

WGMS

World Glacier Monitoring Service

12

1. INTRODUCCIÓN 1.1 ANTECEDENTES En los últimos años se ha popularizado a nivel mundial el término Calentamiento Global.

Este se ha definido como el incrementando de la temperatura promedio del planeta Tierra a través del paso de los años, como consecuencia de la alta contaminación de la atmósfera generada principalmente por los llamados gases de efecto invernadero. Estos gases concentran el calor dentro de la atmosfera, como consecuencias se tienen extensos territorios con sus ecosistemas deteriorados. Otros efectos del Calentamiento Global son: temperaturas extremas, sequias, lluvias torrenciales, derretimiento de los polos y los glaciares, entre otros efectos adversos (Alonso, 2013).

Cada vez con más frecuencia, se escucha en los medios de comunicación, noticias sobre desastres naturales, pérdidas de animales y cultivos por sequias o lluvias extremas, problemas en la población por temperaturas extremas, sean estas demasiado altas o bajas, huracanes más destructivos, deshielos en el Ártico, además de daños en los ecosistemas como el páramo o el derretimiento de los glaciares.

En Ecuador, también se observan una gran cantidad de cambios con respecto al clima.

Veranos más largos o lluvias más intensas han ido generando una preocupación sobre el tema del Cambio Climático. Un aspecto que se ha empezado a denotar en los últimos años, es el relacionado con el derretimiento de los glaciares de los nevados locales, puesto que, este tendría un fuerte impacto en la disminución de la provisión de agua a vastos territorios dentro del país (Cadilhac, Torres, Calles, Vanacker y Calderón, 2017).

En el caso específico del Nevado Chimborazo, se aprecia que, a través del tiempo, parece haber subido su cota de nieve en los últimos años, por lo cual se plantea el realizar una investigación, través de un análisis temporal, de los cambios en la superficie de nieve del volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014, con la finalidad de corroborar si este cambio se presenta debido al Calentamiento Global. Se relacionará la información de la superficie de la cobertura de nieve con la temperatura media anual global, identificando si el incremento en la temperatura está relacionado directamente con la perdida de nieve en este coloso.

13

1.2 OBJETIVOS Y PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN 1.2.1 Objetivo General Evaluar la evolución de la superficie de la cobertura de nieve del Volcán Chimborazo (Ecuador) entre los años 2000 y 2014.

1.2.2 Objetivos específicos 

Identificar el cambio de superficie de la cobertura nival del Volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014.



Identificar los lugares más afectados con la reducción de nieve.



Identificar la correlación entre los cambios en la temperatura promedio de la tierra y la superficie de nieve del volcán Chimborazo.

1.2.3 Preguntas de investigación -

¿Cuánto ha variado la superficie de la cobertura de nieve entre los años 2000 y 2014?

-

¿Dónde se encuentran los lugares más afectados con la reducción de la cobertura de nieve?

-

¿Cuál es el tipo de correlación existente entre temperatura promedio de la tierra y la superficie de nieve del volcán Chimborazo, entre los años 2000 y 2014?

1.3 HIPÓTESIS La superficie de la cobertura de nieve del Volcán Chimborazo se ha ido reduciendo un 20% entre los años 2000 y 2014.

1.4 JUSTIFICACIÓN Esta investigación es sumamente importante, debido a la necesidad de conservar las fuentes de agua, específicamente la que se obtiene de la cobertura nival de los glaciares, fuente primaria del recurso agua en varias de las poblaciones del callejón interandino, incluidos varias de las poblaciones de la sierra central, Ambato, Riobamba entre las principales. La finalidad de esta investigación es conocer cuáles son realmente los factores que afectan a la cobertura de nieve de los glaciares, pudiendo ser entre otros, el calentamiento global o la actividad humana, principales causas que dañan este ecosistema.

El conocer las causas del deterioro de este recurso natural permitirá a los Gobiernos

14

Locales y al Estado Central, determinar estrategias que permitan conservar este recurso y precautelar la dotación de agua a las generaciones futuras.

1.5 ALCANCE Para resolver este problema de investigación, se recurrirá a la obtención de información secundaria, principalmente mapas de cobertura y uso del suelo del volcán Chimborazo, así como también Ortofotos, provistos por los entes oficiales del Ecuador, Instituto Geográfico Militar, Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG) y Ministerio del Ambiente (MAE), entre los años 2000 y 2014, además de imágenes satelitales Landsat liberadas por el Servicio Geológico de los Estados Unidos. Adicionalmente se utilizará información Meteorológica del National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Con la información (mapas) provistos por las entidades oficiales, se podrá obtener la superficie de la cobertura de nieve existente en los años 2000 y 2014, mientras que con las ortofotos e imágenes satelitales, a través de un proceso de digitalización, se mapearán las superficies de nieve del coloso entre los años 2001 y 2013. Se realizará un análisis temporal de los cambios en la superficie de cobertura nival, además se determinará las áreas más afectadas con pérdida de nieve. Para determinar los principales factores que afectan la cantidad de nieve, se relacionará la información de superficie de la cobertura de nieve con la temperatura media anual del planeta, identificando si el calentamiento global (incremento de la temperatura) esta correlacionado con la disminución del área de nieve glaciar; así como también se identificará si existen otros factores que incidan en el nivel de cobertura de las nieves del Volcán.

15

2. REVISIÓN DE LITERATURA 2.1 CAMBIO CLIMÁTICO El Cambio Climático es un término muy utilizado en la actualidad, esto debido a la importancia que ha tomado el mismo alrededor de todo el Planeta. Debido a ello se creó la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), la misma que en su Artículo 1, lo define como “el cambio de clima atribuible directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables” (Naciones Unidas, 1992, p. 3).

En los últimos siglos, el gran crecimiento de la población y los altos niveles de consumo, han generado impactos globales sobre el planeta y su ecosistema, debido a la generación de una abundante cantidad de Gases de Efecto Invernadero (GEI), los cuales han contribuido a un calentamiento inusual de la temperatura del planeta. El sol emite energía en forma de radiación electromagnética, la misma que es reflejada, una parte hacia el espacio exterior y otra retenida en el planeta, la atmosfera permite la entrada de esta energía, sin embargo, cuando esta se refleja en la superficie terrestre, cambia de longitud de onda y se transforma en una radiación terrestre, la cual sí es retenida en parte por la atmosfera, genera una acumulación de energía en la atmosfera y por tanto un efecto invernadero (Barros, 2005).

La alta concentración de dióxido de carbono, óxido nitroso y metano, los llamados Gases de efecto invernadero, acrecientan este fenómeno y retienen una mayor cantidad de energía, lo cual genera un Calentamiento Global (Barros, 2005).

El Calentamiento Global es el efecto más importante del Cambio Climático, este es innegable y se evidencia principalmente en el aumento de la temperatura promedio mundial del aire y del agua de los océanos. Durante los últimos años, además de observarse otros síntomas inequívocos como el deshielo paulatino de glaciares y el aumento del nivel del mar (IPCC, 2007).

Según el IPCC (2007), entre 1995 y 2006, once años constan entre los doce más cálidos en los registros considerados del 1850 al 2006. Además, el nivel de los océanos ha aumentado desde 1961 a un promedio de 1.8mm/año y a partir de 1993, a 3.1 mm/año.

16

La presencia de los GEI, que contribuyen de manera muy importante en el calentamiento global, ha ido aumentando desde la era preindustrial por efectos de las actividades humanas en un 70% entre 1970 y 2004. Se debe considerar además que el Dióxido de Carbono (CO2) es el gas de efecto invernadero más importante generado por las actividades humanas. Sus emisiones anuales han aumentado aproximadamente en un 80% entre 1970 y 2004. La fuente de esto sería principalmente la utilización de combustibles fósiles y en menor grado a los cambios de uso de la tierra. Con estos antecedentes, se concluyó que el efecto de las actividades humanas desde 1750 ha generado un aumento de la temperatura de la tierra. De continuar las emisiones de GEI a una tasa igual o superior a la actual, el aumento de temperatura continuará y se prevén mayores afectaciones en el siglo XXI en relación a los observados en el siglo XX. Se proyecta para las siguientes dos décadas un calentamiento de aproximadamente 0.2°C por cada diez años (IPCC, 2007).

Debido al Cambio Climático, se ha ido observando que los principales afectados por el mismo, son los ecosistemas terrestres costeros y marítimos, puesto que los mismos son sensibles a los cambios y sufren diferentes afectaciones por el Calentamiento Global. Los cambios pueden ser irreversibles; se considera con un grado de confianza medio, que entre 20 y 30% más de las especies estarán amenazadas de extinción y si el aumento de temperatura supera los 3.5°C se podrían presentar extinciones fuertes, entre el 40 y 70% de las especies estudiadas en el mundo (IPCC, 2007).

Según el IPCC (2014), entre los años 1992 y 2011 con un nivel de confianza alto, se puede indicar que los mantos de hielo de la Antártida y Groenlandia han perdido masa, además es muy probable que entre los años entre 1979 y 2012 el área media por año del hielo marino del Ártico haya descendido a una tasa de entre 3.5% y 4.1% por decenio, lo cual coadyuva a que se vaya incrementando el nivel medio del mar. Entre los años 2001 y 2010, el nivel medio del mar se elevó 0.19 m (IPCC, 2014), lo cual muestra la forma en que el calentamiento global afecta los océanos, pero el principal riesgo sería que si el nivel sigue subiendo, pronto se tendría ciudades costeras que podrían ser afectadas por esta crecida del nivel del mar.

Entre las más importantes

implicaciones o problemas que puede causar el Cambio

Climático, se encuentran: el desabastecimiento de alimentos, daños en las infraestructura de los asentamientos humanos, problemas de salud, desabastecimiento de recursos hídricos, cambios en los ecosistemas, entre otros (IPCC, 2007).

17

Se realizan varios esfuerzos para combatir el Cambio Climático, sin embargo se puede indicar con un alto grado de confianza que ni la adaptación ni la mitigación podrán evitar todos los impactos que traerá con el tiempo el Cambio Climático. No obstante, en conjunto reducirán de manera notable los impactos. Además es importante acotar que mientras más temprano se adopten medidas de mitigación se reduciría el impacto climático y por tanto se reducirían las necesidades de adaptación (IPCC, 2007).

A continuación en la ilustración 1, se observa un esquema de los orígenes e impactos relativos al Cambio Climático generados por el hombre. En el mismo, se puede observar como se va generando un ciclo que conjuga los sistemas terrenos y humanos, y que, partiendo de la actividad humana y la generación y emisión de gases invernadero y aerosoles, se va generando el cambio de temperatura en la tierra y como este va perjudicando a la naturaleza y por ende al hombre, indicándose también que los temas de mitigación, adaptación reducirán los efectos nocivos del Cambio Climático.

Ilustración 1. Marco esquemático representativo de los originantes e impactos antropógenos del cambio climático.

Fuente: IPCC (2007)

18

Existen varios indicadores que muestran que el planeta está calentándose. Entre los principales, se tiene: menor cobertura de nieve en los glaciares, derretimiento de los hielos marinos del hemisferio norte, disminución de estaciones frías, aumento de temperatura del suelo, aumento del nivel del mar, entre otros (IPCC, 2007).

Un problema que sigue influyendo en el Cambio Climático, es el aumento de las emisiones mundiales de GEI causadas por factores antrópicos como el uso de combustibles de origen fósil, cambios de uso de la tierra y agricultura. El CO2 en el 2004 con 38 gigatoneladas representó el 77% de las emisiones de GEI antropógenos, teniéndose además metano (CH4), óxido nitroso (N2O) y halocarbonos (grupo de gases que contienen flúor, cloro o bromo) (IPCC, 2007), lo cual se puede observar en la ilustración 2.

Ilustración 2. a) Emisiones mundiales anuales de GEI antropógenos entre 1970 y 2004, b) Parte proporcional de diferentes GEI antropógenos en las emisiones totales en el año 2004, en términos de CO2-eq. c) Parte proporcional de diversos sectores en las emisiones totales de GEI antropógenos en 2004, en términos de CO2-eq.

Fuente: IPCC (2007).

Uno de los problemas del Cambio Climático y una de sus principales afectaciones se refieren a los recursos hídricos. El cambio climático puede afectar la dotación de agua dulce, debido a que las proyecciones estiman una reducción de volumen de glaciares y de la cobertura de nieve en los próximos años. Estos cambios, se prevé, se acelerarían en el siglo XXI, acarreando problemas de disponibilidad de agua para consumo humano y riego; se prevé para los dos decenios próximos considerando como base el año 2007, un calentamiento de 0.2°C por decenio (IPCC, 2007).

19

En Latinoamérica se prevé que, a mitad del siguiente siglo, por los aumentos de temperatura y disminución del agua dulce, el uso del suelo cambiaria y se podría apreciar sabanas en lugar de bosques tropicales en la Amazonía. Con ello se perderían varias especies, afectando la biodiversidad. Cada vez habrá mayor superficie de tierra árida y la escasez de agua dulce, debido a la disminución de glaciares y la baja en productividad de la tierra, pondría en serio riesgo la seguridad alimentaria de esta zona de la tierra (IPCC, 2007).

2.2 LOS ANDES. La Cordillera de los Andes es un sistema montañoso de América del Sur y tiene como límites los 11° de latitud Norte y 56° de latitud Sur. Cuenta con elevaciones con un promedio de 4,000m, pero cuentan con varias elevaciones que superan los 6,000 msnm.

Cubre aproximadamente 75,000 km (Werner 1979).

Los Andes tropicales alojan a más del 99% de todos los glaciares tropicales (Kaser, 1999).

Perú cuenta con el 71%, Bolivia el 20%, Ecuador el 4% y entre Colombia y Venezuela otro 4%. Basado en un inventario y documentación sobre los diferentes glaciares de los Andes se calcula que para el año 2000 se tenía aproximadamente 1,920 km2 de cobertura glaciar en los Andes Tropicales (Francou y Vincent, 2007).

Los glaciares Tropicales son conocidos por ser muy sensibles al Cambio Climático (Kaser y Osmaston, 2002). Como consecuencia de las condiciones específicas de los Andes tropicales y el cambio climático se presenta ablación en la parte baja de los glaciares, presentándose disminución en el volumen de hielo de los glaciares (Wagnon, Ribstein, Francou y Pouyaud, 1999).

Un incremento de más de 4°C en las elevaciones superiores a 4,000 metros sobre el nivel del mar, es proyectada para el siglo 21 según el escenario A2 el cual describe “un mundo muy heterogéneo con crecimiento de población fuerte, desarrollo económico lento, y cambio tecnológico lento” (IPCC, 2007, p. 44), previsto por el IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change - (Bradley, Vuille, Díaz y Vergara, 2006). Esta condición de cambio de temperatura podría desaparecer los glaciares de elevaciones pequeñas y disminuir el volumen de cobertura de nieve en las elevaciones más grandes. Esto genera grandes problemas para las poblaciones cercanas a estos glaciares, ya que estos son su

20

principal fuente de agua de riego, consumo humano y producción hidroeléctrica (Vergara et al., 2007).

Desde mediados del siglo 20, se ha venido monitoreando varios de los glaciares Andinos tropicales. Varias universidades e institutos han realizado estudios periódicos y permanentes relacionados a la masa, volumen y superficie de las coberturas de nieve, apoyados en los sensores remotos. A través del uso de fotografías aéreas e imágenes satelitales se han ido reconstruyendo los cambios en volumen y superficie de un gran número de glaciares.

Hay muy importantes cuestiones que se pretende estimar para el futuro de los glaciares: (1) La magnitud de cambio del glaciar desde el Little Ice Age - LIA (mediados del siglo XVII a inicios del siglo XVIII); (2) Los cambios en los glaciares desde la mitad del siglo 20; (3) el balance de masa de las observaciones de las últimas dos décadas y (4) los encadenamientos de los cambios presentados en los glaciares en relación al clima local en diferentes escalas de tiempo (Rabatel, et al., 2013).

Con la intención de relacionar los cambios en el volumen del glaciar con la variación climática y la circulación atmosférica de un nivel regional a un nivel global, la mayoría de estudios recientes se han centrado en variables, como la temperatura, la humedad, la precipitación y la cobertura de las nubes (Wagnon et al., 1999; Francou, Vuille, Wagnon, Mendoza y Sicart, 2003; Francou, Vuille, Favier y Cáceres, 2004; Favier, Wagnon y Ribstein, 2004a; Sicart, Wagnon y Ribstein, 2005; Vuille, Kaser y Juen, 2008; Salzmann et al., 2012).

Los cambios en superficie de los glaciares andinos en la segunda mitad del siglo 20 pueden resumirse como: entre 1940 y 1960, se observó un ligero retroceso de 0.5% por cada año, mientras que de 1960 a 1970, no se percibieron cambios importantes. Los cambios importantes se hicieron notar desde fines de los 70s, existiendo un retroceso más fuerte justamente en fines de los 70s, en la segunda mitad de los 90s y en los principios de los 2000s, sin embargo, se observó en Ecuador una recuperación en los años 1999-2000 y en 2008-2009 (Rabatel et al., 2013).

El Surface Mass Balance (Mass Balance) es la diferencia entre los procesos de acumulación y ablación de la nieve, es decir entre la cantidad de nieve que se gana en la

21

superficie, debido a por ejemplo las nevadas y la ablación, que puede considerarse la perdida de nieve, producido por calor u otros factores (Cogley, et al., 2011).

De los estudios realizados en los Glaciares de los Andes, en los que se incluyó el Mass Balance, se realizó una división entre los glaciares que estaban sobre 5,400 msnm y los que se encontraban debajo de esta altura, considerando que los que se encuentran sobre esta altura pueden preservar una acumulación importante de nieve, mientras que los que se encuentran debajo de los 5,400msnm, tienen graves problemas de ablación (Rabatel, et al., 2013). Además, debido al Cambio Climático, estos últimos están perdiendo una gran cantidad de capa de nieve, previéndose que en una o dos décadas estas elevaciones no tendrán nieves perpetuas, como es el Caso del Chacaltaya que perdió su capa de nieve en el 2010 (Rabatel, et al., 2013).

Ilustración 3. Acumulación anual del mass balance para 8 Glaciares en los Andes Tropicales. Referencia: Año 2006.

Fuente: Rabatel et al. (2013).

22

En la ilustración 3, se puede observar cómo difiere la Acumulación Anual del Mass Balance, teniendo un comportamiento diferente en las montañas con menos de 5,400 msnm y pudiendo observar que tienen una tendencia mayor a la Ablación y por ende a perder más rápidamente su capa de nieve. Además, se debe anotar que los glaciares de los Andes Tropicales, aparentan tener un mass balance más negativo que los glaciares alrededor del mundo. Además, los Glaciares tropicales empezaron a perder nieve a partir de 1976, mientras que los que se encuentran en latitudes superiores empiezan a mostrar perdidas aceleradas recién en los 90s (Rabatel et al., 2013).

Bradley et al. (2006) consideran los modelos climáticos usados en la 4ta evaluación del IPCC para conocer la dinámica de los componentes del sistema climático y la proyección de gases de efecto invernadero. En este caso específico, con los niveles de CO2 del escenario A2 descrito anteriormente, se prevén cambios de las temperaturas medias anuales, para los años 2090 y 2099, de +4 a +5°C, a lo largo de los Andes Tropicales para elevaciones de más de 4,000 msnm (Bradley et al., 2006).

Este aumento máximo de temperatura afectará principalmente las montañas de Ecuador, Perú y Bolivia, esto sería fatal para este ecosistema y se perderían los glaciares de la mayoría de la región, sin embargo, se considera que se deben realizar estudios adicionales, para reafirmar estas proyecciones.

Debido a que las precipitaciones en los Andes Tropicales desde mediados del siglo 20, no llevan una tendencia coherente o marcada (diferente a la temperatura, que ha ido aumentando permanentemente a un ritmo de 0.10°C por década en los últimos 70 años), se supone que le calentamiento de la atmosfera es el principal factor que explica el derretimiento de los glaciares (Rabatel et al., 2013).

Considerando las condiciones climáticas actuales y los cambios que se prevén en relación a la temperatura atmosférica en el futuro, muchos glaciares en los Andes tropicales podrían desaparecer, durante el siglo 21, siendo los más vulnerables los que se encuentran debajo de los 5,400 msnm (Rabatel et al., 2013).

23

2.3 LOS ANDES ECUATORIANOS Los glaciares ecuatorianos cuya altitud varía entre los 4,000 y 6,000msnm, se ubican en las cordilleras Occidental y Oriental. Sobre la primera se asientan: Cayambe, Antisana, Cotopaxi, Tungurahua y Altar, mientras que sobre la segunda el Iliniza, Carihuayrazo y Chimborazo. Existen otras montañas más pequeñas como el Sangay o el Sarahurco (Cáceres, 2010), esto se observa en la ilustración 4.

Ilustración 4. Mapa de ubicación de las principales coberturas glaciares.

Fuente: Jordan y Hastenrath (1999).

24

Desde el punto de vista climático, el Ecuador se encuentra en una zona con un clima tropical interno, con precipitaciones más o menos regulares y una temperatura homogénea a través de todo el año (Troll, 1941). La incidencia de la radiación solar y la humedad es también relativamente constante. Las precipitaciones son resultado principalmente de la humedad que fluye desde la cuenca del Amazonas. En una escala interanual las variaciones en precipitaciones se deben principalmente a los fenómenos del Niño y la Niña (Rabatel et al., 2013).

A diferencia de Perú y Bolivia, donde se forman grandes masas de hielo con un desarrollo continuo a lo largo de sus cordilleras, en el Ecuador los glaciares son cuerpos aislados, en total siete coberturas (Cáceres, 2010).

Dentro de los Andes Ecuatorianos, se han realizado estudios, tomando como referencia varios glaciares, entre los principales el Cotopaxi, Antisana y Chimborazo. En su estudio, Cáceres (2010) determinó que la capa de glaciar se ha reducido en promedio un 38% durante los últimos 40 años. Se tiene que la cobertura glaciar en el Ecuador en 1997, era de 60 km2.

En el Volcán Cotopaxi (5,987 msnm) con el uso de fotogrametría, se observó que entre los años 1956 y 1970 no hubo un cambio significativo en la superficie del glaciar, mientras que entre 1976 y 1977, existió una fuerte pérdida de aproximadamente el 30% de la superficie de nieve. Se estima una pérdida de la capa de nieve de aproximadamente 78 m, es decir 3 a 4 m por año (Jordan, Ungerechts, Cáceres, Peñafiel y Francou, 2005).

Las últimas actualizaciones en su mayoría han sido realizadas en base a imágenes satelitales (LANDSAT, ASTER y ALOS), las cuales permiten reconstruir los cambios de superficie de glaciar en las diferentes elevaciones. De estos estudios, se desprende que la superficie de glaciar del Volcán Chimborazo, se redujo de 27.7 a 11.8 km2 durante el periodo 1962-1997, lo cual representa una pérdida del 57%, un promedio de 1.6% por año.

(Cáceres, 2010), mientras que para los volcanes Antisana y Cotopaxi, se observó una pérdida de glaciar de 33% y 37% respectivamente para el periodo de 1979 a 2007, indicando los datos intermedios que la reducción se acentúa en la segunda mitad de este periodo, pero que también se debe considerar que, en los años 2000 y 2008, se dio un incremento de unos pocos metros en la superficie de glaciar de estos colosos (Rabatel et al., 2013).

25

Según el estudio realizado por Favier, Wagnon, Chazarin, Maisincho y Coudrain (2004b), los glaciares del Ecuador y Colombia, son muy sensibles a la precipitación y temperatura.

Por ello, el incremento de 1°C temperatura puede mover el límite de caída de nieve unos 150 m arriba del glaciar (Rabatel, et al., 2013).

Los glaciares en el Ecuador, se encuentran muy cercanos a la línea ecuatorial y son interesantes para estudiar el comportamiento de los glaciares Andinos tropicales, las coberturas de nieve, actualmente se encuentran sobre los 4,700 msnm (Cáceres, 2010).

Un factor a considerarse es que los glaciares en Ecuador se encuentran sobre Volcanes Activos, lo cual es un riesgo importante, por cuanto ante una eventual erupción provocaría un rápido descongelamiento del hielo y con ello la formación de lahares, que pueden afectar a importantes sectores de la población (Andrade et al., 2005).

En los glaciares de Ecuador, se tiene una variabilidad interanual del balance de masa bastante importante, se tiene que la ablación es más marcada en los meses de marzo y septiembre, debido a que en este periodo la radiación es más fuerte, mientras que, debido a factores como el viento y la nubosidad prevalece la sublimación o acumulación, esto en los meses de junio, julio y agosto (Francou et al., 2004).

2.4 VOLCÁN CHIMBORAZO El volcán Chimborazo es un coloso de la Cordillera Occidental de los Andes con una altura de 6,268 msnm, ubicado en la provincia del mismo nombre en la República del Ecuador.

Se encuentra a aproximadamente a 150 km al suroeste de la capital Quito, cuenta con una base de 20 km x 14 km, además sus flancos altos tienen una pendiente de hasta 30° de inclinación (Barba, 2006).

El volcán Chimborazo está cubierto con un casquete glaciar conformado por una cúpula somital y además 16 lenguas glaciares, se aprecia en el mismo, que los glaciares Orientales bajan hasta 4,600msnm, en cambio los Occidentales a 5,300 msnm (Barba, 2006) El primer inventario del Volcán Chimborazo data de 1962, en el cual, considerando las recomendaciones del World Glaciar Monitoring Service (WGMS), se calculó un área de cobertura de 27.7 km2 (Jordan y Hastenrath, 1999).

26

Sobre el Volcán Chimborazo se levantó información para la actualización del inventario con fotografía aérea de 1997 y con puntos de control tomados en los años 2002 y 2003.

Utilizando las recomendaciones del WGMS, se evaluó el volcán Chimborazo y se obtuvo un glaciar de 11.81 km2, además se generó una ortofotografía de alta resolución (Jordan et al., 2008).

Comparando la información de 1962 y 1997, se evaluó una pérdida del glaciar de 59.8%, siendo los glaciares del sector Oeste los que tuvieron una mayor pérdida 64.9%, mientras que los del Este fue de 57.6%, lo cual se puede apreciar en la tabla 1.

Tabla 1. Áreas para el Casquete glaciar del Chimborazo período 1962-1997

Fuente: Cáceres (2010).

En base a estos datos, se proyectó una reducción del 20.2% del glaciar para el periodo entre 1997 y 2006, calculándose un área de cobertura para el 2006 de 9.43 km2 (Cáceres, 2010).

27

2.5 CONTEXTO CLIMÁTICO El clima tropical se presenta en la banda denominada de la misma manera y que se encuentra justamente entre los trópicos de Cáncer y Capricornio, este se caracteriza por presentar una atmosfera homogénea, sin una estacionalidad termal y una o dos estaciones de precipitación diferenciada (Kaser, 1999).

Este clima tropical influye sobre el clima glaciar de los nevados andinos, en los cuales la variación de la temperatura en un día excede la variación interanual, además se debe considerar que es una zona de alta radiación, observándose una homogeneidad termal en la atmosfera, además de una constante elevación de la isoterma 0°C, en el Ecuador esta se encuentra entre los 4,800 o 4,900 msnm (Kaser, Hastenrath, y Ames, 1996).

Un glaciar se define como un cuerpo de hielo o nieve perenne ubicado sobre la superficie de la tierra, producto de la recristalización de la nieve o producto de otro tipo de precipitación sólida. En general estos se encuentran donde la temperatura es menor que el punto de congelación (Racoviteanu, Paul, Raup, Khalsa y Armstrong, 2009).

Los glaciares se clasifican de acuerdo a la Zona Climática donde se encuentran.

-

Glaciares tropicales, los cuales se encuentran entre los trópicos de Cáncer y Capricornio hacia la línea ecuatorial.

-

Glaciares de latitudes medias, ubicados entre los trópicos de Cáncer y Capricornio y los polos.

-

Glaciares polares. Como su nombre lo indica, los que se encuentran en los polos.

De acuerdo a Rabatel, et al. (2013), el retroceso de los glaciares en los últimos años se presenta influenciado fuertemente por el calentamiento de la atmosfera, para ello se consideran los siguientes parámetros: La temperatura, sobre los Andes Tropicales se han incrementado en 0.10-0.11°C en cada década considerando como base el año 1939, esta tasa ha subido a 0.32-0.34°C por década en los últimos 25 años (Vuille, Bradley, Werner y Keimig, 2003), como se muestra en la ilustración 5.

28

Ilustración 5 . Temperatura en los Andes tropicales 1939-1998.

Fuente: Vuille y Bradley (2000).

La nubosidad convectiva, es aquella formada a partir de los flujos ascendentes del aire sobre la superficie cálida con presencia de humedad, esto genera la formación de nubes que tienen mucho poder reflejante. OLR (Outgoing Longwave Radiation) se denomina a la radiación de onda larga reflejada por las nubes y es un buen indicador de nubosidad convectiva, y es inversamente correlacionado a la temperatura emitida, ya que mientras más alta es esta radiación, más baja es la temperatura emitida (Vuille et. al., 2003).

Precipitación: los cambios percibidos en este ámbito son menos notorios que aquellos ocurridos en lo referente a temperatura. Se realizó un estudio entre 1950 y 1994, donde se observó que en el Ecuador, y la parte norte y central del Perú, en escala de tiempo anual y durante diciembre, enero y febrero aumentaron las precipitaciones, mientras que en la parte sur del Perú y norte de Bolivia, el nivel de las mismas, habría disminuido (Vuille et al., 2003).

Esta variabilidad climática está estrechamente relacionada con los cambios de temperatura superficial del mar del Pacífico Ecuatorial (Vuille y Bradley, 2000), por ello se observó que, en los eventos cálidos, se presenta una disminución de los totales precipitados.

En la humedad atmosférica, se ha observado, en los 45 últimos años, un aumento entre el 0 y 2.5% cada diez años, siendo esto más acentuado en el Ecuador y Sur de Colombia. Se

29

concluyó que posiblemente el incremento de la humedad atmosférica no se dio únicamente por el aumento de temperatura, sino que también hubo un aumento de la presión de vapor (Vuille et al., 2003).

La información sobre la cobertura glaciar del Ecuador se empezó a sistematizar desde el año 1956, cuando por parte del Instituto Geográfico Militar (IGM), se realizaron las primeras tomas de fotografía aérea, concretándose los primeros mapas de glaciares en los años sesenta (Cáceres et al., 2008).

2.6 VARIACIONES DE BALANCE DE MASA Esta variación, se la expresa como el volumen equivalente de agua (sea en milímetros o metros cúbicos de agua repartidos sobre toda la superficie del glaciar) denominada Balance Neto Específico (bn): bn = ∫ Sc.bn.dS + ∫ Sa.bn.dS

Dónde: Sc es la superficie de la zona de acumulación.

Sa la superficie de la zona de ablación. bn representa el balance elemental en cada punto del glaciar (Rabatel, et al., 2013).

El Balance de masa en los glaciares, ha sido medido en Ecuador desde 1994, sin embargo, se han hecho estudios partiendo de fotogrametría desde 1956 (Cáceres et al., 2007).

En la última década de del siglo XX, los glaciares del área andina han perdido un mínimo de 0.5-0.6 m equivalentes de agua/año (Francou y Vincent, 2007). En el caso del Ecuador este valor promedia los 0.6 m equivalentes de agua/año (Cáceres et al., 2006).

En el Ecuador, los glaciares sufren de ablación durante todo el año, pero esta tiene sus efectos máximos en abril-mayo y agosto-septiembre, fechas cercanas a los equinoccios, se debe considerar también los impactos que tienen los Fenómenos Climáticos del Niño y la Niña, siendo en el primero más fuerte la ablación y en el segundo llegando a un equilibrio y a veces una acumulación mayor a la ablación (Cáceres et al., 2006).

De acuerdo a Cáceres (2010), en el Ecuador el valor de pérdida es de 610 mm equivalentes de agua en promedio por año; en los glaciares pequeños se estima una pérdida de 1,300 mm equivalentes de agua por año. Además, se indica que los glaciares con una altitud

30

mayor a 5,040 msnm (Chimborazo, Cayambe, Cotopaxi y Antisana) al tener una amplia área de acumulación, pueden de cierta manera compensar los déficits producidos en periodos largos de ablación, mientras que los glaciares pequeños de una altitud menor de los antes nombrados, se encuentran con el Balance de Masa Glaciar negativo permanentemente y se considera que podrían desaparecer en las próximas dos décadas.

Se encontró que, para el Glaciar 15 del Antisana, los periodos de ablación fuerte o débil coinciden con las anomalías de temperatura del Pacífico Ecuatorial, esto se explicaría por una correlación entre la temperatura superficial del mar con las variaciones del Balance de masa, con periodo de desfase de tres meses (Francou et al., 2004).

Además, hay que considerar otros fenómenos como las erupciones y por ejemplo la caída de ceniza que ha afectado la ablación natural de glaciares como el Cayambe, Antisana y Chimborazo (Ginot et al., 2010).

“Se puede asumir que la mayor frecuencia de ocurrencia del fenómeno del Niño desde mediados de 1970 en combinación con el calentamiento de la troposfera sobre los Andes tropicales muy probablemente ayuda a explicar el dramático derretimiento de los glaciares en el Ecuador” (Cáceres, 2010, p. 66).

Se concluye por parte de Cáceres (2010), que los glaciares del Este de la cordillera sufren una reducción menor que los de lado Oeste, un factor importante podría ser el efecto barrera que se produce cuando las masas cargada de humedad provenientes de la cuenca Amazónica chocan con la cordillera y producen una importante descarga de humedad sobre los flancos.

En base al inventario de los glaciares, se preveía que para los próximos 10 años la altura de los glaciares inicie a una altura aproximada de 4,975 msnm (Maisincho, 2009).

2.7 TELEDETECCIÓN ESPACIAL La teledetección tiene como marco de estudio la observación remota de la superficie terrestre. Esto implica que, a través de un sensor ubicado en un avión, helicóptero, dron, nave espacial o satélite, se obtiene una imagen de la superficie terrestre, para luego del procesamiento adecuado, realizar el estudio de dicha imagen (Chuvieco, 1995).

31

Al referirse más específicamente a la teledetección espacial, se limita el concepto, enunciado únicamente a los sensores que se encuentran ubicados en naves espaciales o satélites artificiales.

Según Chuvieco (1995), los elementos que se consideran parte de un proceso de Teledetección espacial son: - Fuente de energía: que es aquella que emite el flujo de energía que posteriormente es detectado por el sensor. Cuando la fuente de energía es externa al sensor, se denomina teledetección pasiva, como en el caso de la luz solar, y cuando la fuente de energía es producida por el sensor, se nomina Teledetección activa, como en el caso del radar.

- Cubierta terrestre, que es la superficie terrestre, conformada por los elementos del suelo o que sobresalen del suelo, como: la vegetación, agua, construcciones, nieve, etc., la cual se refleja en el sensor.

- Sistema sensor, conformado por el Sensor propiamente dicho y la plataforma en la que se encuentra, capta la energía reflejada de la superficie terrestre y la codifica para su posterior almacenamiento en el sistema de recepción.

- Sistema de recepción, el cual recepta y graba la información emitida por el sensor y donde después de realizar varios procesos de corrección, se envía para su interpretación.

- Interprete, quien analiza la información de las imágenes y transforma estos datos en información - Usuario final, quien utiliza la información obtenida del proceso y utilizarla para un uso específico.

Estos componentes de un sistema de teledetección se pueden apreciar gráficamente en la ilustración 6.

32

Ilustración 6. Componentes de un sistema de teledetección.

Fuente: (Chuvieco, 1995).

En realidad, en la visión del ser humano se realiza un proceso similar, puesto que existe una fuente de energía que es el sol, los ojos son el sensor que recibe estas señales, y el cerebro recibe, codifica y almacena estas imágenes y posteriormente las analiza o procesa (Chuvieco, 1995). Sin embargo, el ser humano no es capaz de percibir directamente todas las energías del espectro electromagnético por lo cual tiene que valerse de la tecnología de teledetección para acceder a la información de la energía no visible (infrarroja, ultravioleta y microondas) (Chuvieco, 1995).

33

2.8 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. La Energía Electromagnética, según la teoría ondulatoria, se transmite a la velocidad de la luz, siguiendo un modelo armónico y continuo. Forman parte de esta, la longitud de onda (λ) que se refiere a la distancia entre dos picos sucesivos de una onda y Frecuencia (F), que es el número de ciclos de la onda pasando por un punto en una unidad de tiempo; ambos están inversamente relacionados, como se muestra en la siguiente fórmula: C= λ*F Siendo c la velocidad de la luz (3x108m/s) (Chuvieco, 1995).

Ilustración 7. Esquema de una Onda electromagnética.

Fuente: Chuvieco (1995).

Se puede apreciar en la ilustración 7, el desplazamiento de las ondas electromagnéticas, como van describiendo la longitud de la onda y como, al tomar un punto de referencia, se puede calcular la frecuencia de la onda electromagnética.

Se llama espectro electromagnético a la organización de los valores de longitud de onda o frecuencia similares en una serie de bandas en donde la radiación electromagnética tiene un comportamiento similar. Comprende desde las longitudes de ondas más cortas como los rayos x, rayos gamma, hasta las muy grandes como las de telecomunicaciones (Chuvieco, 1995).

A continuación, se muestra en la ilustración 8, el espectro electromagnético, teniendo que destacarse que el Espectro visible se encuentra entre los 0.4 y 0.7 µm.

34

IlustraciĂłn 8. Espectro ElectromagnĂŠtico.

Fuente: Chuvieco (1995).

35

Dentro de cada banda del espectro, cada superficie tiene un comportamiento distinto, denominada Firma Espectral, en el caso de la nieve por ejemplo, dentro de del espectro visible tiene una reflectividad alta, sin embargo en longitudes de onda larga como el infrarrojo, la reflectividad es menor (Chuvieco, 1995).

2.9 IMAGEN SATELITAL El sensor ubicado en el vehículo satelital capta la radiación electromagnética reflejada de la superficie, transmite esta información en las diferentes bandas y conforma una imagen satelital, la misma que es transmitida a algún receptor en la tierra. Esta imagen está conformada por pixeles, llamándose pixel a la unidad mínima que se puede visualizar en la imagen, cada uno de los pixeles tendrá un número digital y una ubicación espacial.

Las imágenes satelitales varían en su detalle, según las siguientes resoluciones (Brito, 2014): -

Resolución espacial, aquella que depende del tamaño del pixel, mientras este sea más pequeño, será mayor el detalle que se pueda apreciar en la imagen.

-

Resolución espectral, dada por el número de bandas, basado en el rango de longitud de onda que pueden ser receptados por el sensor.

-

Resolución temporal, se define por el periodo que demora el sensor en volver a tomar la imagen del mismo espacio geográfico.

-

Resolución Radiométrica, dada por la capacidad del sensor de detectar la radiancia espectral.

2.9.1 Imágenes LandSat Según Geoservice Perú (2010), las Imágenes Landsat 7

ETM+ (Enhanced Thematic

Mapper Plus), están conformadas por 8 bandas espectrales, en relación a las imágenes del Satélite Landsat 5, se adicionó una Banda Pancromática con una resolución de 15 metros, mejoras radiométricas y geométricas y una banda térmica con una resolución de 60m. El Satélite Landsat 7, puede tomar imágenes satelitales desde los 81° latitud norte hasta los 81° latitud sur, completa su órbita en aproximadamente 99 minutos y cubre la totalidad del planeta en 16 días, cada imagen cubre un aproximado de 185 x 185 km (Geoservice Perú, 2010).

36

Las longitudes de onda de las diferentes bandas y las posibles aplicaciones se muestran en la tabla 2.

Tabla 2. Cuadro de Bandas espectrales imágenes Landsat.

SISTEMA TM Y ETM BANDAS

LONGITUD DE ONDA µm

APLICACIONES

1

0.45-0.52 (azul)

2

0.52-0.60 (verde)

3

0.63-0.90 (rojo)

4

0.76-0.90 (infrarrojo cercano)

5

1.55-1.75 (infrarrojo medio)

6

10.40-12.50 (infrarrojo termal)

7

2.08-2.35 (infrarrojo medio)

8

0.52-0.90 (Pancromático)

Mapeo de aguas costeras Diferenciación entre suelo y vegetación Diferenciación entre vegetación conífera y decidua.

Mapeo de vegetación Calidad de agua Absorción de clorofila Diferenciación de especies vegetales Áreas urbanas, uso del suelo Agricultura Calidad de agua Delineamiento de cuerpos de agua Mapeo geomorfológico Mapeo geológico Áreas de incendios Áreas húmedas Agricultura Vegetación Uso del suelo Medidas de humedad de la vegetación Diferenciación entre nubes y nieve Agricultura Vegetación Mapeo de stress térmico en plantas Corrientes marinas Propiedades termales del suelo Otros mapeos térmicos u otros Identificación de minerales Mapeo hidrotermal Canal pancromático, resolución 15 metros Catastro rural, infraestructuras Ubicación de centros poblados, hidrología, vías

Adaptado de Geoservice Perú (2010).

2.9.2 Imágenes Aster Las imágenes ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer), son obtenidas a través de un sensor de imágenes de alta resolución radiométrica y geométrica, este es transportado por el satélite de la NASA (National Aeronautics and Space Administration) denominado Terra, este se encuentra en órbita desde 1999; 60 km es el ancho de barrido del sensor ASTER (Méndez, 2005).

37

Las imágenes ASTER, son obtenidas por un sistema multiespectral que abarca 14 bandas, desde el visible al infrarrojo termal. Dentro de este sistema se encuentran los subsistemas: VNIR (visible and near-infrared), SWIR (Short-wavelength infrared) y TIR (Thermal InfraRed). En la tabla 3, se representan las 14 bandas: Tabla 3. Cuadro de Bandas espectrales imágenes ASTER.

Fuente: (Méndez, 2005)

2.10 FUSIÓN DE IMÁGENES. La Fusión de imágenes se refiere a diferentes técnicas que permiten mezclar a nivel de pixel diversas imágenes, lo cual permite obtener una mejor calidad de los datos y una mejor visualización de los fenómenos descritos por las imágenes, lo cual incrementa al mismo tiempo la fiabilidad de las variables obtenidas (Chuvieco, 2002).

Por ejemplo, se puede incrementar una resolución de una imagen al fusionarla con otra de mayor resolución, esto se lo puede obtener a través del Pan-Sharpening, al fusionar la banda Pancromática de mayor resolución (15 m) con las otras bandas de menor resolución (30 m).

38

2.11 ANÁLISIS MULTITEMPORALES Los análisis multitemporales se fundamentan en mostrar los cambios que se presentan entre diferentes instantes transcurridos en el tiempo, denotándose los cambios en el medio natural o los cambios dados por acción antrópica (Hernández, 2012).

Estos análisis multitemporales permiten observar cómo han cambiado los espacios urbanos, rurales, uso del suelo, coberturas nivales, entre otros y permiten evaluar los cambios producidos por: inundaciones, deslizamientos, deforestación, incendios forestales, etc. (Morocho, 2013).

Las nuevas tecnologías de teledetección y Sistemas de Información Geográfica, con la utilización de imágenes satelitales, fotografías aéreas y ortofotos, permiten observar y analizar la información de un determinado territorio, sin que exista un contacto material entre el observador y el objeto observado (Chuvieco, 1998). Eso permite realizar un sinnúmero de análisis de información y en base al análisis multitemporal concluir cuales son los cambios que se dan en un territorio y la magnitud aproximada de los mismos. Para el trabajo con imágenes satelitales, se pueden distinguir: La Clasificación supervisada, en la cual se conoce por anticipado la zona de estudio, por ejemplo, con un levantamiento de campo, con este conocimiento se caracteriza una imagen multibanda en términos estadísticos (Chuvieco, 1995).

La Clasificación no supervisada, en la cual se desconoce el área de estudio, centrándose los resultados en la interpretación humana, en general es la más utilizada (Chuvieco, 1995).

La restitución fotogramétrica, en cambio se refiere a la caracterización de una imagen por parte de un operador, quien en base a sus conocimientos de fotointerpretación, plasma de manera vectorial la información de la imagen.

2.12. ESTUDIOS SOBRE COBERTURA DE NIEVE REALIZADOS EN EL VOLCAN CHIMBORAZO 2.12.1. Antecedentes Desde el siglo 18, los académicos franceses entre ellos La Condamine y Bouguer, en sus trabajos geodésicos señalan los glaciares tropicales ubicados en el Ecuador, definiendo los

39

límites del glaciar inferior en varios nevados, lo que permitió se calculara una línea de equilibrio en el año 1740, de 4,750 m en el centro del Ecuador (Francou, 2004).

Entre 1869 y 1873, los geólogos alemanes Reiss y Stübel midieron los frentes y la línea de nieve de varios colosos en el Ecuador, mientras que en 1903 el geógrafo Hans Meyer determino un retroceso del glaciar en aproximadamente 150 metros verticales entre sus observaciones y las que realizaron los alemanes Stübel y Reiss (Francou et al., 2013).

Entre los primeros intentos de inventariar el Chimborazo, se tiene el trabajo de Whymper, el cual realiza una descripción de la cobertura glaciar de éste volcán (Whymper, 1892).

Posteriormente en los primeros años del siglo 20, Hans Meyer realiza un trabajo parecido al anterior, utilizando la cartografía disponible para la tecnología de la época (Meyer, 1907).

Entre los años 1950 y 1975, se realizan trabajos relacionados con el cuaternario, que incluyeron el inventario de varias coberturas glaciares del Ecuador, incluido el Chimborazo por Sauer (1971).

El primer inventario del Volcán Chimborazo data de 1962, basado en fotografías aéreas, del cual considerando las recomendaciones del WGMS, se calculó un área de cobertura de 27.7 km2 (Jordan y Hastenrath, 1999).

Luego, el primer inventario de manera sistemática, pero no completa de los glaciares ecuatorianos, incluido el Chimborazo, fue publicado por Hastenrath (1981), el cual se realizó con evaluaciones aproximadas, ya que no contaba con puntos de control precisos.

De acuerdo a sus estudios, la línea de equilibrio de los glaciares en el centro del país se ubica unos 200 a 250 metros más alto entre los años 1740 y 1975.

Adicionalmente, en un trabajo realizado por Jordan y Hastenrath (1999), se completa el inventario anterior, pero aun con una resolución no del todo adecuada, pero que toma en cuenta los parámetros del WGMS, el cual concluye que se cuenta con una cobertura glacial de 97.21 km2, tal como se observa en la tabla 4.

40

Tabla 4. Inventario de los glaciares del Ecuador.

Fuente: Jordan y Hastenrath (1999)

Posteriormente, Clapperton (1990) presentó un trabajo más elaborado de cartografía basado en fotografías aéreas con un amplio trabajo de campo, deduciendo una Línea de equilibrio altitudinal de Chimborazo cercana a los 5,095 msnm en el lado Este y 5,420 msnm en el lado Oeste.

Para la actualización del Inventario del Volcán Chimborazo, se levantó información con fotografía aérea de 1997 y con puntos de control de los años 2002 y 2003, se obtuvo un glaciar de 11.81 km2 y se generó una ortofotografía de alta resolución (Jordan et al., 2008).

Finalmente, en 2005, se realizó una nueva toma de Fotografía aérea con base a en esta nueva información y lo anterior, se creó un Ortofotomapa y se proyectó que entre 1997 y

41

2006 había una reducción del 20.2% del glaciar, quedando para este último año una capa de 9.43 km2 (Cáceres, 2010).

2.12.2. Metodologías Aplicadas En relación a los glaciares ecuatorianos se han realizado algunos estudios como se detalló en el ítem anterior, unos pocos incluyen al volcán Chimborazo, ya que la mayoría están enfocados en el Cotopaxi o el Iliniza, pero se consideraron como referencia para la elaboración del presente estudio, los casos se detallan a continuación: 2.12.2.1 “Actualización del inventario de tres casquetes Glaciares del Ecuador” Cáceres (2010), en su trabajo denominado “Actualización del inventario de tres casquetes Glaciares del Ecuador” utilizó una metodología de trabajo en la cual se utilizaron fotografías aéreas de dos años diferentes 1997 y 2006. Para la utilización de estas fotografías, se realizó una medición de puntos de control en campo de alta precisión, con la finalidad de realizar la orientación interna de las fotos; la alta resolución de las fotografías, combinada con los procesos de escaneo de las imágenes y un trabajo digital posterior permitieron tener una precisión de 5 metros en horizontal y 1 metro en vertical.

Posteriormente se realizó la aerotriangulación, lo que ayudó a mejorar la precisión. Luego, se realizó una nube de puntos sobre el terreno a través de un operador manual, para, a partir de ello, obtener un MDT (Modelo Digital del Terreno), con éste se ajustaron las fotografías aéreas y se realizó la Ortofoto.

Posteriormente sobre esta Ortofoto se midieron valores de altura de los glaciares, así mismo, a través de software GIS (Geographic Information System), se realizó el estudio de las principales características del glaciar, como longitudes, áreas, etc. Con esta información y aquella levantada sobre el terreno, se realizó la evaluación del glaciar de acuerdo a la metodología propuesta por el WGMS (Muller, 1978; Muller, Caflisch y Muller, 1978).

2.12.2.2. “Suivi spatio-temporel des calottes glaciaires de l'Antisana et du Cotopaxi (Équateur): Analyse par télédétection dans un contexte de changement climatique” Collet (2010) en su trabajo que traducido sería “Evolución tempo-espacial de los casquetes glaciares del Antisana y del Cotopaxi (Ecuador): análisis por teledetección en un contexto de cambio climático”, utilizó una metodología consistente en un pre tratamiento de las imágenes, tanto geométrica como radiométrica, posteriormente mejoras de imagen y

42

combinaciones de bandas. Esto con la finalidad de definir de una mejor manera los límites de las capas estudiadas, luego, se definieron y calcularon los límites, ya sea a través de una delimitación manual de la superficie nival, procesos de clasificación supervisada o no supervisada de imágenes, o finalmente, la de rangos de bandas o índices, este último través del NDSI (Normalized Difference Snow Index). Una vez definida la superficie través de alguno de estos métodos, se procedió a discriminar entre nieve y hielo, para finalmente realizar una división de las superficies de la cobertura glaciar, para poder estudiar mejor ciertas condiciones como la actividad volcánica. Luego se definieron los cambios de superficie a través del tiempo y se relacionó con el contexto climático: Fenómeno del Niño y la Niña oscilación decenal de temperatura del Pacifico y el calentamiento global de origen antrópico.

43

3. METODOLOGÍA 3.1 ÁREA DE ESTUDIO El área de estudio comprende las faldas del volcán Chimborazo (6,268 msnm), ubicado en la Cordillera Occidental del Ecuador, a 150 km al Suroeste de Quito. Este volcán cuenta con una base de 20 x 14 km con pendientes en sus flancos de hasta 30° de inclinación (Barba, 2006).

A partir de los glaciares de este coloso se originan las aguas que abastecen a los ríos Ambato, Chambo y Chimbo, debiendo destacarse que un 90% de sus aguas alimentan al río Pastaza y únicamente el 10% restante a otros ríos del Occidente (Barba, 2006) Según Cáceres et al. (2008), con base a la fotografía aérea del Volcán Chimborazo, de 1997, como se puede observar en la ilustración 9, se determinaron 22 lenguas glaciares, de las cuales, las denominadas Abraspungo y Hans Meyer cuentan con una superficie de más de 2 km2, mientras que los Glaciares Reiss, Spruce, Reschreiter, Carlos Zambrano, Thielmann y uno sin nombre asignado, cuentan con una superficie mayor a 0.5 km2 y menor a los 2 km2. Los glaciares menores a 0.5 km2, son: Theodoro Wolf, Chiquipoquio, Boussignault, Nicolás Martínez, Carlos Pinto, Humboldt, Kleiner Sued, Walter Sauer, Totorillas, Escombros, Stuebel y 2 sin nombre.

44

Fuente: Cáceres et al. (2008)

Ilustración 9. Mapa general del Casquete Glaciar del Chimborazo, año 1997

45

3.2 FASE METODOLÓGICA Para la evaluación de la superficie nival entre los años 2000 y 2014, se ha considerado como referencia los trabajos de Cáceres (2010), denominado “Actualización del inventario de tres casquetes Glaciares del Ecuador” y el de Collet (2010), titulado “Suivi spatiotemporele des calottes glaciaires de l'Antisana et du Cotopaxi (Équateur): Analyse par télédétection dans un contexte de changement climatique”.

Estos documentos tenían objetivos similares a los de la presente investigación, la ventaja sobre otras metodologías fue que se consideraban también similares insumos (imágenes satelitales gratuitas, software GIS) y se estudiaban similares variables (superficie de cobertura nival, temperatura). Esto permitió que se realice el estudio principalmente con fuentes de información de acceso gratuito y sin una alta inversión considerando que no se realizó levantamientos de información en campo y la mayoría de análisis se realizó con la utilización de Sistemas de Información Geográfica.

Por ello, en base a información cartográfica publicada por las entidades oficiales del Gobierno Nacional y con la información obtenida a través de la digitalización de las imágenes satelitales obtenidas del USGS (United States Geological Survey), se realizaron mapas y sobre estos se realizó un análisis del cambio de superficie de la cobertura de nieve a través de los años de estudio. Se definieron los sectores que han cambiado mayormente de superficie y finalmente se relacionó la información de superficie de glaciar con la temperatura media anual global, como se puede observar en la ilustración 10.

46

Bases de datos Ortofotos (IEE) Cartografía (IGM) Imágenes satelitales (USGS) Información temperatura NOAA

-Procesamiento digital de imágenes

Delimitación de la Zona de estudio

Interpretación de imágenes satelitales

Procesamiento de información secundaria

Procesamiento de información primaria

Análisis del cambio de la superficie nival entre los años 2000 y 2014. Homologación de información

Mapas de superficie nival

Análisis Multitemporal de la Zona de estudio

Análisis de correlación

Ilustración 10. Flujograma de la metodología de trabajo.

Restitución de área de superficie nival

47

3.2.1 Recopilación de Información secundaria 3.2.1.1 Información geográfica En esta fase se realizó la recopilación de información secundaria. Se seleccionaron las imágenes Landsat 7, debido a que estas son de libre acceso y ofrecen una resolución adecuada para el objetivo del estudio, además el sensor se encontraba activo en el periodo

de

estudio.

Se

descargaron

las

imágenes

desde

la

página

web

https://earthexplorer.usgs.gov del USGS, a partir de la definición del área de estudio, el satélite sensor, la fecha y el nivel de nubosidad.

Las imágenes Landsat 7 ETM+ descargadas contienen 8 bandas espectrales con una resolución espacial de 30 metros en las primeras 7 bandas y 15 metros para la banda Pancromática 8, las mismas cubren aproximadamente 170 km en sentido norte-sur y 183 km en el sentido este-oeste, se enlista en la tabla 5 las fechas de las imágenes: Tabla 5. Imágenes Satelitales digitalizadas

Año

Fecha

2001

16-09-2001

2002

12-04-2002

2003

24-10-2003

2004

24-09-2004

2005

09-07-2005

2006

13-08-2006

2007

17-09-2007

2008

17-07-2008

2009

06-09-2009

2010

09-09-2010

2011

11-08-2011

2012

12-07-2012

2013

13-06-2013

Las imágenes pertenecen al tipo Tier 1 (T1), cuentan con la más alta precisión sobre el terreno (L1TP), lo cual resulta útil para un análisis multitemporal. La tolerancia se encuentra en un rango menor a 12 metros, y ya poseen corrección geométrica y

48 radiométrica relativa, por lo cual no necesitan pre procesamiento adicional para ser analizadas (USGS, 2015).

Para los años 2000 y 2014, se recopiló la información vectorial generada por el Ministerio del Ambiente del año 2000 y la generada por el Instituto Espacial Ecuatoriano (IEE) 2013-2014 y se extrajo la información relacionada a la cobertura de nieve del volcán Chimborazo.

3.2.1.2 Información temperatura media anual global La información de la temperatura anual global entre los años 2000 y 2014, se obtuvo del NOAA. Sin embargo, se debe considerar que la temperatura media anual global, se calcula considerando la temperatura de la atmosfera terrestre y de los océanos, además, por lo general en las fuentes de información, no se hace referencia a las temperaturas absolutas presentadas en cada año de estudio, sino solo a la “anomalía”, considerándose ésta el incremento o decremento de temperatura en base a una referencia temporal de temperatura global. En este caso específico, la referencia utilizada fue la temperatura promedio del siglo XX, que es de 13.9 °C, basados en esta información se calculó el valor absoluto de temperatura media anual global, adicionando el valor de la anomalía al de referencia.

3.2.2 Fusión de imágenes (Pan-sharpening) Con la finalidad de obtener una información más precisa sobre la cobertura de nieve se requirió una imagen con mayor resolución, para ello, se recurrió al proceso de Pansharpening, fusionando la imagen de la Banda Pancromática de 15 metros de resolución, con las imágenes de las bandas de menor resolución del satélite Landsat 7.

3.2.3 Digitalización de imágenes satelitales.

Una vez obtenida la imagen Pan-Sharpening con una resolución de 15 metros, se procedió a digitalizar la cobertura nival, a través de la observación y fotointerpretación sobre la imagen orto-rectificada, como se observa en la ilustración 11. Esta información se almacena como archivo tipo vector para su posterior procesamiento.

49

Ilustración 11. Digitalización Cobertura glaciar de los años 2001 y 2002.

50

3.2.4. División de cobertura de glaciar.

Con la finalidad de poder determinar donde se encuentran las áreas más afectadas con la variación de superficie, se dividió al glaciar en 4 cuadrantes. NE (Noreste), NW (Noroeste), SW (Suroeste) y SE (Sureste), para ello se consideró como centro, la cota más alta del volcán Chimborazo.

3.2.5 Análisis Multitemporal Una vez que se contó con las Coberturas de nieve del Volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014 en formato vector, se procedió a calcular las áreas y se comparó estos datos de superficie, de una manera gráfica y tabular, para poder analizar e interpretar los cambios de superficie glaciar. Este procedimiento se realizó para la cobertura nival en su conjunto y con la división de cuadrantes anteriormente descrita, para comprobar las áreas más afectadas en superficie a través de los años de estudio.

Complementariamente, se realizó un análisis gráfico y tabular de la variación de temperatura en los mismos años, evidenciando la tendencia de estas variables y la pendiente que permite apreciar el comportamiento de la superficie lineal a través del tiempo.

3.2.6 Análisis de Correlación entre la Superficie de la cobertura de nieve del volcán Chimborazo y la Temperatura media anual global.

Con la información de superficies para cada año de estudio, y de temperatura media anual global, se procedió a calcular el Coeficiente de Correlación Estadística de estas dos variables para medir el grado de correlación entre las mismas.

51

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 4.1 ANÁLISIS MULTITEMPORAL Se muestra a continuación la comparación de los datos obtenidos del volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014, inicialmente con un mapa que muestra todos los años en estudio, esto se denota en la ilustración 12. Posteriormente, para poder apreciar de una manera más clara los cambios de superficie del glaciar a través de los años, se presentan tres mapas en los cuales se ha divido en 3 periodos de tiempo de 5 años cada uno los cambios de superficie glaciar. En la ilustración 13, se considera el periodo 2000-2004, en la ilustración 14, el periodo 2005-2009 y finalmente en la ilustración 15, el periodo 2010-2014.

52

IlustraciĂłn 12. Mapa de la cobertura glaciar del volcĂĄn Chimborazo entre los aĂąos 2000 y 2014.

53

IlustraciĂłn 13. Mapa de la cobertura glaciar del volcĂĄn Chimborazo entre los aĂąos 2000 y 2004.

54

IlustraciĂłn 14. Mapa de la cobertura glaciar del volcĂĄn Chimborazo entre los aĂąos 2005 y 2009.

55

IlustraciĂłn 15. Mapa de la cobertura glaciar del volcĂĄn Chimborazo entre los aĂąos 2010 y 2014.

56 Una vez que se ha apreciado gráficamente los cambios de cobertura a través de los mapas, se continúa con el análisis de la información tabular, como ha ido variando la superficie de la cobertura de nieve a través del tiempo, tanto en hectáreas (ha), así como en porcentaje (%), lo cual se puede apreciar en la tabla 6.

Tabla 6. Superficie cobertura glaciar Volcán Chimborazo

Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo Variación Superficie Variación interanual Año (ha) (ha) (%) 2000 976.6 2001 1,629.27 652.59 66.82% 2002 3,156.82 1,527.54 93.76% 2003 976.97 -2,179.85 -69.05% 2004 1,038.94 61.97 6.34% 2005 2,441.57 1,402.63 135.01% 2006 1,007.51 -1,434.06 -58.74% 2007 1,252.49 244.98 24.31% 2008 2,078.02 825.53 65.91% 2009 1,257.01 -821.00 -39.51% 2010 2,048.34 791.33 62.95% 2011 1,472.82 -575.52 -28.10% 2012 1,136.68 -336.14 -22.82% 2013 1,199.22 62.54 5.50% 2014 1,835.32 636.09 53.04% Incremento Decremento

Además, se puede ver la variación absoluta entre la cobertura del año base 2000 y el 2014, en la tabla 7.

Tabla 7. Variación de Superficie cobertura glaciar Volcán Chimborazo

Cobertura de nieve Cobertura de nieve Variación (ha) Año 2000 año 2014 976.68 ha 1,835.32 ha 858.64

Variación (%) 87.91%

Con la finalidad de entender mejor el comportamiento de la Cobertura Glaciar del volcán Chimborazo, se ha incluido la siguiente gráfica en la ilustración 16, en la cual se

57 puede apreciar mejor como ha ido variando esta superficie a través de los años. En la misma se puede apreciar que la cobertura glaciar se ha incrementado en un 87.91%, considerando los valores de superficie de los años 2000 y 2014.

Superficie (ha) GlaciarChimborazo 3500.00

3156.82

3000.00

2441.57

2500.00

2000.00

2078.02 2048.34 1629.27

1500.00

1038.94

1257.01

1000.00 500.00 976.68

1472.82

1252.49

976.97

1007.51

1835.32 1199.22

Superficie (Ha) Linea de tendencia

1136.68

y = -10.563x + 1651.7

0.00

Ilustración 16. Gráfica de superficie Glaciar del volcán Chimborazo.

Sin embargo, considerando la línea de tendencia, se tiene que esta tiene pendiente negativa.

4.2 LUGARES DEL GLACIAR MAYORMENTE AFECTADOS POR EL CAMBIO DE SUPERFICIE DE NIEVE Se consideró también determinar los lugares del glaciar mayormente afectados por el cambio de superficie de nieve. Para ello se dividió la superficie nival presente a través de los años en 4 cuadrantes, los mismos que tienen como origen la cota 6,310 msnm, el punto más alto del Volcán. Esto se observa en la ilustración 17.

58

IlustraciĂłn 17. Mapa de la diferencia de glaciar del volcĂĄn Chimborazo entre los aĂąos 2010 y 2014.

59 A continuación, se presentan las tablas resumen considerando los cambios de superficie del Volcán Chimborazo, de acuerdo a cuatro cuadrantes NE, NW, SW y SE, con la finalidad de determinar los lugares mayormente afectados.

Se inicia considerando el cambio de superficie en el NE del Volcán, como se visualiza en la tabla 8.

Tabla 8. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (NE).

Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (NE) Variación Variación Año Superficie (Ha) Interanual (Ha) Interanual (%) 2000 460.10 2001 514.61 54.51 11.85% 2002 704.62 190.00 36.92% 2003 423.34 -281.27 -39.92% 2004 443.48 20.14 4.76% 2005 658.91 215.43 48.58% 2006 426.13 -232.78 -35.33% 2007 464.27 38.14 8.95% 2008 450.78 -13.49 -2.91% 2009 511.40 60.62 13.45% 2010 739.66 228.26 44.63% 2011 534.81 -204.85 -27.70% 2012 499.99 -34.82 -6.51% 2013 471.29 -28.69 -5.74% 2014 575.24 103.95 22.06% Incremento Decremento

Esta variación se pude definir de una mejor manera a través de la ilustración 18.

60

Superficie (Ha) 800.00

704.62

600.00

514.61

500.00 400.00 300.00

739.66

658.91

700.00

443.48 460.10

423.34

464.27

511.40

426.13 450.78

534.81 575.24 499.99 471.29

200.00 100.00

Superficie (Ha) Linea de tendencia y = 2.0962x + 508.47

0.00

Ilustración 18. Gráfica de superficie Glaciar NE del volcán Chimborazo.

Considerando la línea de tendencia, esta tiene una pendiente positiva.

El cambio de superficie en el NW del Volcán, se muestra en la tabla 9 y se grafica en la ilustración 19.

Tabla 9. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (NW)

Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (NW) Variación Variación Año Superficie (Ha) Interanual (Ha) Interanual (%) 2000 173.01 2001 273.58 100.57 58.13% 2002 988.25 714.67 261.23% 2003 208.63 -779.62 -78.89% 2004 114.92 -93.71 -44.92% 2005 139.34 24.43 21.26% 2006 111.52 -27.83 -19.97% 2007 122.17 10.65 9.55% 2008 256.43 134.27 109.91% 2009 92.07 -164.37 -64.10% 2010 128.15 36.08 39.19% 2011 105.50 -22.65 -17.67% 2012 92.54 -12.96 -12.28% 2013 109.04 16.49 17.82% 2014 377.94 268.91 246.62% Incremento Decremento

61

Superficie (Ha) 1200.00 988.25

1000.00 800.00

600.00 400.00

Superficie (Ha) 377.94 273.58 114.92

200.00 0.00

173.01

Linea de tendencia

256.43

208.63

111.52

139.34 122.17

128.15 92.54 92.07 105.50

y = -15.549x + 343.93

109.04

Ilustración 19. Gráfica de superficie Glaciar NW del volcán Chimborazo.

Considerando la línea de tendencia, esta tiene una pendiente negativa.

Posteriormente, el cambio de superficie en el SE del Volcán, se muestra en la tabla 10 y se grafica en la ilustración 20.

Tabla 10. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (SE).

Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (SE)

Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Variación Interanual Variación Superficie (Ha) (Ha) Interanual (%) 237.86 462.54 224.67 94.45% 564.66 102.13 22.08% 210.68 -353.98 -62.69% 361.82 151.14 71.74% 1,295.85 934.02 258.14% 344.75 -951.10 -73.40% 529.41 184.66 53.56% 916.30 386.88 73.08% 488.10 -428.20 -46.73% 907.59 419.49 85.94% 635.98 -271.62 -29.93% 428.97 -207.00 -32.55% 473.16 44.18 10.30% 520.07 46.91 9.92% Incremento Decremento

62

Superficie (Ha) 1400.00

1295.85

1200.00 916.30 907.59

1000.00

800.00 600.00 400.00 200.00

635.98

564.66

529.41

473.16

361.82 462.54 237.86

0.00

488.10 210.68

428.97

520.07

344.75

Superficie (Ha) Linea de tendencia y = 13.054x + 454.08

Ilustración 20. Gráfica de superficie Glaciar SE del volcán Chimborazo

Considerando la línea de tendencia, esta tiene pendiente positiva.

Finalmente, el cambio de superficie en el SW del Volcán se observa en la tabla 11 y se grafica en la ilustración 21 Tabla 11. Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (SW).

Superficie Cobertura Glaciar Volcán Chimborazo (SW)

Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Variación Interanual Variación Superficie (Ha) (Ha) Interanual (%) 105.71 378.55 272.84 258.11% 899.29 520.74 137.56% 134.31 -764.97 -85.06% 118.72 -15.59 -11.61% 347.47 228.75 192.67% 125.11 -222.36 -63.99% 136.64 11.53 9.21% 454.51 317.87 232.63% 165.45 -289.06 -63.60% 272.94 107.49 64.97% 196.54 -76.40 -27.99% 115.18 -81.35 -41.39% 145.74 30.56 26.53% 362.06 216.32 148.43% Incremento Decremento

63

Superficie (Ha) 1000.00 899.29 900.00 800.00 700.00 600.00 454.51 500.00 362.06 378.55 347.47 400.00 272.94 300.00 145.74 136.64 134.31 200.00 100.00 165.45 196.54 118.72 125.11 115.18 0.00 105.71

Superficie (Ha) Linea de tendencia y = -10.164x + 345.2

Ilustración 21. Gráfica de superficie Glaciar SW del volcán Chimborazo

Considerando la línea de tendencia, esta tiene pendiente negativa.

4.3

CORRELACIÓN

DE

VARIABLES

DE

SUPERFICIE

Y

TEMPERATURA A continuación, en la tabla 12, se presentan los datos relativos a la temperatura anual global entre los años 2000 y 2014, la cual considera la temperatura de la atmosfera terrestre y de los océanos.

Tabla 12.Temperatura media anual global

Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Temperatura (°C) 14.33 14.45 14.50 14.51 14.48 14.56 14.51 14.51 14.44 14.54 14.60 14.48 14.52 14.57 14.64

Variación Interanual (%) 0.84% 0.35% 0.07% -0.21% 0.55% -0.34% 0.00% -0.48% 0.69% 0.41% -0.82% 0.28% 0.34% 0.48%

64 Basado en datos de NOAA (2018)

Además, se realiza una gráfica, en la ilustración 22, que dibuja la tendencia a través de los años.

Temperatura media anual Global (°C) 14.70 14.60 14.50

14.51 14.45

14.52

14.51

14.50 14.48 14.51

14.40 14.30

14.64

14.60 14.56

14.54 14.44

14.57 14.48

Temperatura (°C) Linea de tendencia (°C)

14.33

14.20

y = 0.0111x + 14.42

14.10

Ilustración 22. Gráfica de Temperatura media anual Global de 2010 al 2014.

La temperatura media anual tiene una tendencia positiva a través del tiempo.

Una vez que se cuenta con la información de las variables consideradas en este estudio, se procede a verificar la relación entre las mismas, en la tabla 13.

Tabla 13. Superficie de cobertura de nieve y Temperatura media anual global del año 2000 al 2014.

Año 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Temperatura Superficie (Ha) (°C) 976.68 14.33 1,629.27 14.45 3,156.82 14.50 976.97 14.51 1,038.94 14.48 2,441.57 14.56 1,007.51 14.51 1,252.49 14.51 2,078.02 14.44 1,257.01 14.54 2,048.34 14.60 1,472.82 14.48 1,136.68 14.52 1,199.22 14.57 1,835.32 14.64

65 Para ilustrar el comportamiento de estas variables a través del tiempo, se presenta la ilustración 23.

Superficie glaciar vs Temperatura media global 3500.00

14.70 14.64

3156.82 14.60

3000.00

14.57

14.56

Superficie (Ha)

2500.00

14.51

2000.00 1500.00

14.52

14.51 14.48

14.45

14.54

2441.57

14.50

2078.02 14.51

1472.82

14.40 1199.22

1252.49 1257.01 976.68

14.50 1835.32 14.45

14.33 1629.27

1000.00

14.60

14.55

14.48 2048.34

14.44

14.65

976.97 1038.94 1007.51

1136.68

14.35 14.30 14.25

500.00

14.20 0.00

14.15

Superficie (Ha)

Temperatura (°C)

Ilustración 23. Gráfica de Superficie de cobertura de nieve y Temperatura media anual global del 2000 al 2014.

Para determinar la correlación estadística de variables, se calcula primeramente el coeficiente de correlación Siendo R2= 0.0571 Coeficiente de Correlación (r)= 0.238975401596349 El valor de coeficiente de correlación es positivo y con un valor cercano a cero, por lo cual se puede apreciar que entre las variables de superficie de glaciar del Volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014 y la temperatura media anual global existe una correlación positiva débil.

Para ilustrar de mejor manera esta correlación, se presenta la ilustración 24.

66

Superficiecobertura glaciar (ha)

Correlación entre Superficie glaciar y Temperatura media global 3500.00 3000.00 2500.00

R² = 0.0571

2000.00 1500.00 1000.00 500.00

0.00 14.30

14.35

14.40

14.45

14.50

14.55

14.60

14.65

14.70

Temperatura media anual global (°C) Lineal (Correlación )

Ilustración 24. Gráfica de Correlación entre la Superficie de cobertura de nieve y Temperatura media anual global del 2000 al 2014.

4.4 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS (DISCUSIÓN) En la cobertura de nieve del volcán Chimborazo entre los años 2000 y 2014, se pudo apreciar que la misma ha variado constantemente, teniendo un máximo de superficie en el año 2002 de 3,156 ha, mientras que el valor más bajo ha sido de 976 ha, éste se presentó en los años 2000 y 2003, por lo que es claro que la subida y bajada de superficie de nieve es cíclica.

Entre los años 2000 y 2014, considerando valores absolutos de los años indicados, se presentó un incremento de la superficie glaciar de un 87.91%. Esto se podría interpretar o significaría que en el largo plazo el área de la cobertura de nieve del nevado ha crecido.

Esto contradice la hipótesis de este estudio que preveía una disminución del 20% del glaciar en este periodo. Sin embargo, es muy importante considerar que la línea de tendencia del área nival considerando todos los registros anuales es negativa, lo cual indica que la superficie de cobertura del glaciar tiende a disminuir a través del tiempo.

Se debe considerar también que, en el transcurso del tiempo, existen picos altos y bajos de superficie nival y refuerza lo indicado anteriormente sobre su comportamiento cíclico.

67 Mientras se realizó este estudio se observó también que, dentro de un mismo año, la superficie de los glaciares varía radicalmente, ya que, en el proceso de selección de las imágenes satelitales a digitalizar, se observó que comparando dos imágenes del mismo año, la superficie podía llegar a duplicarse, lo cual afecta la precisión del estudio, puesto que se considera un solo escenario dentro de los 365 posibles dentro de un año.

Por lo que, para futuros estudios, se considera importante el medir la cobertura por lo menos en cuatro diferentes instantes dentro del año, utilizando una periodicidad de 3 meses de ser factible.

Según Cáceres (2010), los glaciares del este de la cordillera sufren una reducción de nieve menor que los de lado oeste, así mismo, en el presente análisis multitemporal, se observa que en los cuadrantes NE y SE, la superficie de nieve del volcán tiende a mantenerse o incrementarse, mientras que en los cuadrantes NW y SW se presenta una tendencia negativa de la superficie de nieve que cubre al volcán en el periodo de 2000 al 2014.

Según Rabatel et al. (2013), en los glaciares andinos, entre 1940 y 1960, se tenía una reducción de superficie nival de 0.5% por año. Luego, entre 1960 y 1970, no se notaron cambios importantes, pero se observa un retroceso muy fuerte desde fines de la década de 1970 y en la segunda mitad de la década de 1990 y principios de la década del 2000, pero con una recuperación en los años 1999-2000 y en el 2008-2009, lo cual coincide en cierta forma con los resultados presentados en este estudio.

Cáceres et al. (2006) indican que, en el Ecuador, los glaciares sufren de reducción de nieve o hielo todo el año, especialmente en los meses de abril, mayo, agosto y septiembre, debido a los equinoccios.

Según Collet (2010), se puede observar que, los períodos de fuerte ablación son coincidentes con los períodos cálidos de El Niño, debido al aumento de la temperatura mientras que, en períodos en los que debido al fenómeno climático de La Niña, se presentan temperaturas más frías y mayores precipitaciones, se observa que los glaciares se mantienen o acumulan.

Durante el período 1996-1998, se observó una marcada disminución de los casquetes glaciares del Cotopaxi y Antisana comparados con años anteriores, esto muy probablemente podría deberse al intenso evento del fenómeno del Niño de 1997-1998.

68 Los periodos de acumulación también podrían explicarse por el fenómeno de La Niña, puesto que, debido a este fenómeno del 1999-2000 y 2007-2008, se observó un progreso significativo de los glaciares indicados anteriormente entre los años 2009 y 2010 (Collet, 2010).

Este cambio observado en los glaciares del Cotopaxi y Antisana, también se pudo observar en la cobertura de nieve del volcán Chimborazo, lo cual podría indicar que los cambios de superficie glaciar están más relacionados a la temperatura local anual, influenciada por la temperatura del Océano Pacífico y la de fenómenos del Niño y La Niña, que a la Temperatura media anual global que se consideró en este estudio.

Además, según Francou et al. (2004), para el Glaciar 15 del Antisana, los periodos de ablación fuerte o débil coinciden con las anomalías de temperatura del Pacífico Ecuatorial. Esto se podría explicar por una correlación entre la temperatura superficial del mar con las variaciones del balance de masa, con periodo de desfase de tres meses.

Para la obtención de la temperatura media global se considera, tanto la temperatura superficial de la superficie terrestre como la temperatura superficial oceánica. Es importante recalcar que no se publican las temperaturas absolutas anuales, debido a la alta variabilidad de lugares y temporalidad. Por lo tanto, es más práctico que en cada localidad se trabaje con la variación de temperatura anual, a que se trabaje con una temperatura absoluta que puede ser muy diferente a la realidad de cada territorio. Sin embargo, para este estudio se utilizaron las temperaturas absolutas, las cuales fueron calculadas sumando la temperatura promedio del siglo XX, más la anomalía de temperatura de cada uno de los años.

El cambio de temperatura media anual absoluto entre los años 2000 y 2014 es de 0.31°C, el cual es producto de un incremento gradual de temperatura con caídas fuertes en el 2008 y 2011, pero con una tendencia a repuntar en los últimos años. El incremento de la temperatura global es objeto de múltiples estudios. Por ejemplo, según el IPCC (2007), se prevé un calentamiento de 0.2°C por decenio, por lo que para los dos próximos decenios considerando como base el año 2007, y el valor calculado en el periodo del año 2000 al 2014 que comprende 15 años, se tiene una variación de 0.31°C, que corresponde precisamente con lo indicado por el IPCC.

69 Por tanto, con estos antecedentes, se debería considerar para estudios de este tipo, la temperatura media anual local y la temperatura media del Océano Pacífico, puesto que fenómenos como El Niño y La Niña afectan la temperatura del Océano y ésto afecta la temperatura superficial cercana a los volcanes Andinos (Collet, 2010).

Con esta consideración se podría obtener resultados más precisos y conocer si existe una correlación entre la temperatura local y la superficie de cobertura de nieve de los glaciares.

Otro punto a considerar son factores externos, que pueden afectar a la cobertura glaciar del volcán, como la ceniza depositada sobre la nieve proveniente de los volcanes Tungurahua y Cotopaxi, en varias oportunidades dentro del periodo de estudio.

El planeta está calentándose. Entre los indicadores que denotan esta condición se tiene: menor cobertura nival en los glaciares, derretimiento de los hielos de marinos del hemisferio norte, disminución del tiempo de las estaciones frías en lagos y ríos, aumento de la temperatura del suelo y el océano, aumento del nivel del mar, entre otros (IPCC, 2007).

El aumento de la temperatura está directamente relacionado con el cambio climático, y este a su vez, con el aumento de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, las cuales son causadas por factores antrópicos como el uso de combustibles de origen fósil, cambios de uso de la tierra y agricultura (IPCC, 2007).

El CO2 es uno de los principales GEI y sus emisiones han aumentado un 80% entre 1970 y 2004. De continuar las emisiones de GEI a una tasa igual o mayor a la actual, el aumento de temperatura continuará y se prevén mayores afectaciones en el siglo actual en relación al siglo pasado (IPCC, 2007).

En este estudio se observó que, entre los años 2000 y 2014, existe una tendencia positiva para el incremento de temperatura media global, mientras que la superficie de nieve del Chimborazo tiene una tendencia a la baja, lo cual predice que la misma seguirá disminuyendo a través del tiempo.

Los glaciares del Chimborazo, al ser la principal fuente de agua de numerosos ríos y poblaciones, producirían serios daños en el caso de deshielos, en el mediano y largo

70 plazo, afectando el caudal de los ríos, lo cual afectaría a la población que se desarrolla en sus alrededores privándoles de agua de consumo y de riego.

En el corto plazo en cambio, los deshielos de glaciares pueden causar serias avalanchas que pondrían en riesgo a una importante población rural que se asienta cerca de sus faldas; escenario que ya se ha presentado en años anteriores, específicamente el 1 de diciembre de 2015, cuando se presentaron en las inmediaciones del Volcán Chimborazo, flujos de escombros, en forma de avalancha, afectando a familias de la comunidad Santa Lucía de Chuquipogyo, de la parroquia San Andrés, cantón Guano (SGR, 2015).

Sobre el análisis de correlación, se obtuvo un coeficiente de 0.238975, el cual es bajo, por lo cual se considera que existe una correlación positiva bastante débil, lo cual implicaría que a mayor temperatura es mínimamente probable que la superficie de la cobertura de nieve también se incremente.

Esta correlación debería ser evaluada nuevamente considerando la temperatura local, lo cual indicaría si en realidad existe una correlación con el cambio de temperatura, pero ya considerando fenómenos como el Niño y la Niña que pueden afectar directamente la cobertura de nieve del Chimborazo.

Es así como la temperatura media global y la superficie de la cobertura nival del Chimborazo al 2014 han aumentado, pero se debe considerar que, de acuerdo a los estudios que se han realizado respecto a los glaciares andinos, en el país, el valor de pérdida por ablación es de 610 mm equivalentes de agua en promedio por año y, en los glaciares pequeños, se estima una pérdida de 1,300 mm equivalentes de agua por año (Cáceres, 2010).

Sin embargo, los glaciares del Chimborazo con una altitud mayor a los 5,040 msnm, al tener una amplia área de acumulación pueden de cierta manera compensar los déficits producidos en los periodos largos de ablación, mientras que los glaciares pequeños de una altitud menor a los 5,040 msnm, se encuentran con el balance de masa glaciar negativo permanentemente y se considera que podrían desaparecer en las próximas dos décadas (Cáceres, 2010).

Para evitar los desastres que conlleva el Cambio Climático es totalmente necesario el concienciar a toda la población, puesto que, mientras se mantenga el ritmo de

71 contaminación actual, continúen en alza los niveles de GEI y se siga deforestando el planeta, la temperatura seguirá aumentando y en algunos años se habrán perdido los glaciares entre ellos, el Chimborazo y se tendrán grandes problemas por la escasez de agua.

Finalmente, se debe considerar que los efectos negativos del cambio climático, como deshielos, inundaciones y sequias más severos y el aumento del nivel del mar se mantendrán, pese a que se logre una reducción importante de las emisiones de los GEI, pero si las emisiones aumentan se tendrán efectos más fuertes y un aumento del nivel del mar más importante (IPCC, 2019).

Además, por la afectación a los glaciares, se perderán importantísimas fuentes hídricas, lo cual afectará extensas áreas de cultivos e ingentes cantidades de ganado. Además, afectará las condiciones básicas para la subsistencia humana debido a la falta del líquido vital para consumo (IPCC, 2019).

72

5. CONCLUSIONES La cobertura de nieve del volcán Chimborazo ha aumentado entre los años 2000 y 2014 en que se realizó el análisis en 858 ha, considerando valores absolutos de los años indicados. Esto significa un aumento del 87.91%, lo cual descarta completamente de la hipótesis que se refería a una reducción de la superficie de nieve del 20%.

En los años estudiados, se observa que la superficie de cobertura de nieve fluctúa entre los diferentes años, teniendo un valor mínimo de 976.68 ha en el año 2000 y 976.97 ha en el año 2003, y un máximo de 3,156.82 ha en el 2002, lo cual indica que la superficie de cobertura de los glaciares es cíclica.

En el estudio se observó que, pese a que el valor de superficie nival creció en el 2014, la tendencia, considerando los valores de 2010 a 2014, fue negativa, por lo cual se espera que en los próximos años la superficie siga disminuyendo.

En el análisis multitemporal que en el transcurso de los años el flanco occidental del volcán es el que existe una tendencia a la baja en la cobertura de nieve, mientras que en el flanco oriental se observa una tendencia a la conservación o incremento de la superficie nival.

En el estudio no se encontró una disminución de superficie por lo cual no se podría especificar los factores por los cuales hay una reducción de la superficie glaciar, ya que se concluyó que no se da por el aumento de temperatura, aunque se puede decir que el fenómeno de ablación está directamente relacionado con los cambios de temperatura.

La correlación entre la variable temperatura y superficie de la cobertura de nieve del volcán Chimborazo es positiva pero muy débil, teniendo un factor de correlación de 0.238975.

En general se puede concluir que la hipótesis planteada ha sido desechada. Sin embargo, se debe considerar que este estudio fue limitado a la información de un instante dentro de cada uno de los años de estudio y que realmente para tener una conclusión más cercana a la realidad debería ampliarse el estudio a varias muestras dentro de cada uno de los años para contar con una evaluación mucho más precisa.

73 Además, se debería considerar el incluir trabajo de campo similar al realizado en el Cotopaxi y Antisana, incluyendo el uso de balizas que permitan identificar los cambios de la cobertura de la nieve, así como de medidores de temperatura en el lugar, que sirvan de referencia para este estudio, además se debería evaluar fenómenos climáticos como los de La Niña y El Niño y la temperatura del Océano Pacífico que pueden incidir en la temperatura de los Glaciares volcánicos.

74

6. REFERENCIAS Alonso, J. A. (2013). El Planeta Tierra en peligro: Calentamiento Global, Cambio Climático, Soluciones. Editorial Club Universitario.

Andrade, D., Hall M., Mothes P., Troncoso L., Eissen J.P, Samaniego P., Egred J., Ramón P., Rivero D. y Yépez H. (2005). Serie los peligros volcánicos en el Ecuador #3. Los peligros volcánicos asociados con el Cotopaxi. Corporación Editora Nacional, IG-EPN-IRD Barba, D. P. (2006). Estudio vulcanológico del complejo volcánico ChimborazoEcuador (Bachelor's thesis, QUITO/EPN/2006).

Bradley, R. S., Vuille, M., Díaz, H. F. y Vergara, W. (2006). Threats to water supplies in the tropical Andes. Science, 312(5781), 1755-1756.

Brito, C. (2014). Análisis espacial y temporal de la variación de cobertura nivo- glaciar en el nevado Cayambe mediante imágenes satelitales Landsat y Sistemas de Información Geográfica (SIG) (Bachelor's thesis, Quito, 2014).

Barros, V. (2005). El cambio climático global. Libros del Zorzal. 2ª ed. Buenos Aires Cáceres, B. (2010). Actualización del inventario de tres casquetes glaciares del Ecuador.

Informe de Pasantía de Investigación en Université Nice Sophia Antipolis.

Cáceres, B., Francou, B., Favier, V., Bontron, G., Tachker, P., Bucher, R., Taupin, J.D., Vuille, M., Maisincho, L., Delachaux, F. y Chazarin, J. P., Cadier, E. y Villacis, M. (2006). El glaciar 15 del Antisana investigaciones glaciológicas y su relación con el recurso hídrico. Climate Variability and Change Hydrological Impacts.

Habana, Cuba: IAHS Publication, 308, 479-482.

Cáceres, B., Francou, B., Favier, V., Bontron, G., Maisincho, L., Tachker, P., Bucher, R., Taupin, J.D., Delachaux, F. y Chazarin, J.P. (2007). El glaciar 15 del Antizana. Diez años de investigaciones glaciológicas. Proceedings of the First International Conference on the Impact of Climate Change on High-Mountain System, IDEAM, Bogota, Noviembre 2005, 63-74.

Cáceres, B., Jordan, E., Ungerrects, L., Francou, B., Peñafiel, A. y Hastenrath, S. (2008). Actualización del inventario para los glaciares del Ecuador. Resultados preliminares. X Congreso Ecuatoriano de Geología. Memorias. Loja Cadilhac, L., Torres, R., Calles, J., Vanacker, V y Calderón, E. (2017). Desafíos para la investigación sobre el cambio climático en Ecuador. Neotropical Biodiversity.

Chuvieco, E. (1995). Fundamentos De Teledetección Espacial (2dEd.), Madrid: Ediciones Rialp S. A.

75 Chuvieco, E. (1998). El factor temporal en teledetección: evolución fenomenológica y análisis de cambios. Revista de Teledetección. Departamento de Geografía, Universidad de Alcalá Chuvieco, E. (2002). Teledetección ambiental La observación de la Tierra desde el Espacio. Ariel Ciencia. Barcelona – España Clapperton, Ch. (1990). Glacial and volcanic geomorphology of the Chimborazo Carihuairazo Massif, Ecuadorean Andes, Transactions of the Royal Society of Edinburg: Earth Sciences; Vol. 81; pp 91-116 Cogley, J. G., Hock, R., Rasmussen, L. A., Arendt, A. A., Bauder, A., Braithwaite, R. J., Jansson P., Kaser G., Möller M., Nicholson L.y Zemp, M. (2011). Glossary of Glacier Mass Balance and related terms, IHP-VII Technical Documents in Hydrology No. 86, IACS Contribution No. 2, UNESCO-IHP, Paris.

Collet, M. (2010). Suivi spatio-temporel des calottes glaciaires de l’Antisana et du Cotopaxi (Equateur), Analyse par télédétection dans un contexte de changement climatique. Rennes, France: Université Rennes.

Favier, V., Wagnon, P. y Ribstein, P. (2004a). Glaciers of the outer and inner tropics: A different behaviour but a common response to climatic forcing. Geophysical Research Letters, 31(16), L16403 Favier, V., Wagnon, P., Chazarin, J. P., Maisincho, L. y Coudrain, A. (2004b). One‐year measurements of surface heat budget on the ablation zone of Antizana Glacier 15, Ecuadorian Andes. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 109(D18).

Francou, B., Vuille, M., Wagnon, P., Mendoza, J. y Sicart, J. E. (2003). Tropical climate change recorded by a glacier in the central Andes during the last decades of the twentieth century: Chacaltaya, Bolivia, 16 S. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 108(D5).

Francou, B., Vuille, M., Favier, V. y Cáceres, B. (2004). New evidence for an ENSO impact on low‐latitude glaciers: Antizana 15, Andes of Ecuador, 0 28′ S. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 109(D18106).

Francou, B. y Vincent, C. (2007). Les glaciers à l’épreuve du climat, 274 p. Paris: Editions Belin-IRD. Francou, B., Rabatel, A., Soruco, A., Sicart, J. E., Silvestre, E. E., Ginot, P., Cáceres, B., Condom, T., Villacís, M., Ceballos, J.L., Lehmann, B., Anthelme, F., Dangles, O., Gomez, J., Favier, V., Maisincho, L., Jomelli, V., Vuille, M., Wagnon, P., Lejeune, Y., Ramallo, C., y Mendoza, J. (2013). Glaciares de los Andes Tropicales víctimas del Cambio Climático. Comunidad Andina CAN PRAA - IRD Geoservice Perú (2010). Información técnica resumida-Landsat 7 ETM. Accedido en http://www.gspperu.com/pdf/res_landsat7etm.pdf, el 17 de septiembre de 2018

76

Ginot, P., Schotterer, U., Stichle, W., Godoi, M.A., Francou, B., Schwikowski, M. (2010). Influence of the Tungurahua eruption on the ice core records of Chimborazo, Ecuador. The Cryosphere Discuss., 4, 1343–1363, 2010. Accedido en https://www.the-cryosphere.net/4/561/2010, el 17 de septiembre de 2018.

Hastenrath, S. 1981. The glaciation of Ecuadorian Andes. A.A. Balkema, Rotterdam.

Hernández, O. (2012). Análisis Multitemporal de la cobertura vegetal del municipio del Distrito Central años 1987 – 2006. Tesis de Maestría. Universidad Nacional Autónoma de Honduras. Tegucigalpa, Honduras.

IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change (2007). Cambio climático 2007: Informe de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Cuarto Informe de evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo de redacción principal: Pachauri, R.K. y Reisinger, A. (directores de la publicación)]. IPCC, Ginebra, Suiza, 104 p.

IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change (2014): Cambio climático 2014: Informe de síntesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Quinto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático [Equipo principal de redacción, R.K. Pachauri y L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Ginebra, Suiza, 157 págs.

IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change (2019): Las decisiones que adoptemos ahora son fundamentales para el futuro de los océanos y la criosfera.

Comunicado de Prensa del IPCC. Accedido en https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2019/09/srocc_p51-pressrelease_es.pdf, el 30 de septiembre de 2019.

Jordan, E., Hastenrath, S. (1999). Glaciers of Ecuador. In: Williams, R.S., Ferrigno, J.G., (Eds.), Satellite image atlas of the glaciers of the world - South America.

USGS Professional paper 1386-I, 31-50.

Jordan, E., Ungerechts, L., Cáceres, B., Peñafiel, A., y Francou, B. (2005). Estimation by photogrammetry of the glacier recession on the Cotopaxi Volcano (Ecuador) between 1956 and 1997, Hydrological Sciences Journal, 50(6), 949–961 Jordan, E., Blanco, D., Castillo, K., Cruz, M., González, J., Torres, J, Ungerechts, L., Peñafiel, A., Cáceres, B. y Francou, B. (2008). Primer ortofotomapa del Chimborazo (Ecuador) y su valor como diagnóstico para cambios climatológicos en relación con otros glaciares tropicales. VII Encuentro internacional de investigadores del grupo de trabajo de nieves y hielos de América Latina del PHI-UNESCO. Bogota.

Kaser, G. (1999). A review of the modern fluctuations of tropical glaciers. Global and Planetary Change, 22, 93-103.

Kaser, G., Hastenrath, S., y Ames, A. (1996). Mass balance profiles on tropical glaciers.

Zeitschrift für Gletscherkunde und Glazialgeologie, 32, 75-81.

77

Kaser, G. y Osmaston, H. (2002). Tropical glaciers. Cambridge University Press, New York, 209 pp.

Maisincho, L. (2009). Reconstrucción y predicción de la evolución del balance de masa y la línea de nieve del Glaciar 15 Alfa del Antisana usando un modelo degreeday. PREFALC (Programa Regional Francia-América Latina y el Caribe).

Meyer, H. (1907). In den Hoch Anden von Ecuador, 2 vols. Dietrich Reimer-Ernerst Vohsen, Berlin.

Méndez, M., Aguero, B., y Pérez, E. (2005). Procesamiento de Imágenes del Satélite ASTER para la Actualización de la Red Vial a escala 1: 100 000 con fines de Control de Flota. La Habana.

Morocho, M. (2013). Análisis multitemporal del uso del suelo de la Microcuenca del Rio Chacapata – Patacocha, en base a fotografías aéreas de los años 1989 y 2000. Tesis de Maestría. Universidad de Cuenca. Cuenca, Ecuador.

Muller, F., (1978). Instruction for compilation and Assemblage of data for a world Glacier Inventory. Supplement identification Glacier number. Department of Geography Swiss federal Institute of technology ETH. Muller, F., Caflisch, T., Muller, G. (1978). Instruction for compilation and Assemblage of data for a world Glacier Inventory. Department of Geography Swiss federal Institute of technology ETH. Naciones Unidas (1992). Convención Marco de Naciones Unidas sobre Cambio Climático. Accedido en http://unfccc.int/resource/docs/convkp/convsp.pdf, el 17 de septiembre de 2018 NOAA, National Oceanic and Atmospheric Administration (2018). Climate at a Glance: Global Time Series. Accedido en https://www.ncdc.noaa.gov/cag/, el 19 de noviembre de 2018.

Rabatel, A., Francou, B., Soruco, A., Gomez, J., Cáceres, B., Ceballos, J. L., Basantes, R., Vuille, M., Sicart, J.-E., Huggel, C., Scheel, M., Lejeune, Y., Arnaud, Y., Collet, M., Condom, T., Consoli, G., Favier, V., Jomelli, V., Galarraga, R., Ginot, P., Maisincho, L., Mendoza, J., Ménégoz, M., Ramírez, E., Ribstein, P., Suarez, W., Villacis, M., y Wagnon, P (2013). Current state of glaciers in the tropical Andes: a multi-century perspective on glacier evolution and climate change, The Cryosphere, 7, 81-102, Racoviteanu, A. E., Paul, F., Raup, B., Khalsa, S. J. S., y Armstrong, R. (2009).

Challenges and recommendations in mapping of glacier parameters from space: results of the 2008 Global Land Ice Measurements from Space (GLIMS) workshop, Boulder, Colorado, USA. Annals of Glaciology, 50(53), 53-69.

Salzmann, N., Huggel, C., Rohrer, M., Silverio, W., Mark, B. G., Burns, P. y Portocarrero, C. (2012). Glacier changes and climate trends derived from

78 multiple sources in the data scarce Cordillera Vilcanota region, Southern Peruvian Andes. The Cryosphere Discussions, 6(1), 387-426. doi:10.5194/tcd-6-387-2012, 2012.

Sauer, W. (1971). Geologie von ecuador. (Beitrage zur Regionalen geologie der Erde, Vol.11). Gebrueder Borntraeger, Berlin Stuttgart, 316 pp.

SGR, Servicio Nacional de Gestión de Riesgos y Emergencias (2015). SGR sobrevoló nevado Chimborazo para establecer origen de deslaves. Boletín de Prensa.

Accedido en https://www.gestionderiesgos.gob.ec/sgr-sobrevolo-nevadochimborazo-para-establecer-origen-de-deslaves/, el 4 de abril de 2019.

Sicart, J. E., Wagnon, P. y Ribstein, P. (2005). Atmospheric controls of the heat balance of Zongo Glacier (16 S, Bolivia). Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 110(D12106).

Troll, C.(1941). Studien zur vergleichenden Geographie der Hochgebirge der Erde, Bonner Mitteilungen, Bonn, Germany.

USGS, United States Geological Survey (2015). Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+) Level 1 Data Products.

Accedido en https://www.usgs.gov/centers/eros/science/usgs-eros-archive-landsat-archiveslandsat-7-enhanced-thematic-mapper-plus-etm, el 18 de septiembre de 2018.

Vergara, W., Deeb, A., Valencia, A., Bradley, R., Francou, B., Zarzar, A., Grüunwaldt, A y Haeussling, S. (2007). Economic impacts of rapid glacier retreat in the Andes. Eos, Transactions American Geophysical Union, 88(25), 261-264.

Vuille, M., y Bradley, R. S. (2000). Mean annual temperature trends and their vertical structure in the tropical Andes. Geophysical Research Letters, 27(23), 38853888.

Vuille, M., Bradley, R. S., Werner, M. y Keimig, F. (2003). 20th century climate change in the tropical Andes: observations and model results. In Climate variability and change in high elevation regions: Past, present & future (pp. 75-99). Springer, Dordrecht.

Vuille, M., Kaser, G. y Juen, I. (2008). Glacier mass balance variability in the Cordillera Blanca, Peru and its relationship with climate and the large-scale circulation.

Global and Planetary Change, 62(1-2), 14-28.

Wagnon, P., Ribstein, P., Francou, B. y Pouyaud, B. (1999). Annual cycle of energy balance of Zongo glacier, Cordillera Real, Bolivia. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 104(D4), 3907-3923.

Werner, Z. (1979). The Andes A geological review. Contribution to the Regional Geology of Earth. Institute of Geology and paleontology. Technical University Berlin.

79 Whymper, E. (1892). Travels amongst the Great Andes of the Equator (Vol. 1). London: J.Murray.