Análisis de anomalías de verdor y métricas fenológicas en cultivos y pastizales del norte de la República Mexicana

Responsable
Mtro. José Manuel Madrigal Gómez SNI Nivel
Especialidad
 

Cuantificación de la sequía

Tradicionalmente, la cuantificación de la sequía se realiza con mediciones in situ, por medio de estaciones meteorológicas que miden la precipitación, la humedad de suelo y la temperatura atmosférica, a partir de registros se detecta anomalías de la precipitación y se generan índices que permiten clasificar las sequías según su intensidad.

Entre los índices más comunes se encuentran el porcentaje de la precipitación, el índice de la severidad de sequía de Palmer SPDI (Palmer, 1965). Índice de precipitación estandarizada SPI propuesto por (McKee, et al., 1993) este último que han sido utilizado mundialmente para detectar sequía.

Recolección de datos de precipitación realizada en el año 2011

Recolección de datos de precipitación realizada en el año 2011

Fuente: elaboración propia (2011).

Percepción remota

Es un método indirecto que permite obtener información espacial a diferentes escalas: local, regional, nacional, o global; con altas tasas de observaciones, ayuda al monitoreo del clima de componentes hidrológicos y el estado la superficie terrestre, detecta y representa los efectos de las sequías.

La ventaja de la percepción remota para la detección de la sequía es la obtención de coberturas continuas de las regiones, lo que no sucede con los indicadores tradicionales de sequía con observaciones in situ; por ello, el manejo de la percepción remota se ha incrementado para evaluar y monitorear este tipo de fenómenos.

En la imagen su observa un ejemplo de una imagen MODIS combinación de bandas cañón azul 4, rojo 3, verde 2 del TILE tile h08v06.005.

Imagen MODIS

Título de la imágen

Fuente: elaboración propia.
Combinación de bandas cañón azul 4, rojo 3, verde 2 del TILE tile h08v06.005.

Los índices de vegetación son sensibles a la cobertura de vegetación, proveen un estimado del verdor derivado de los rangos rojos e infrarrojos del espectro electro-magnético. El índice de vegetación de diferencia normalizada NDVI es el más empleado para estudios de vegetación y sequía; su la ecuación describe como la resta entre el infrarrojo cercano y el rojo se divide entre la suma del mismo.

Ecuación 1

Dónde:

NIR = reflectancias infrarrojo cercano (841-876 nm); Red = reflectancias rojo (620-670 nm).

Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI)

Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI)

Fuente: elaboración propia.

El NDVI muestra características y condiciones de la vegetación verde, su respuesta a la sequía es más evidente, ya que responde a la falta o pérdida de vegetación cuando ocurren sequías.

Fenología de la superficie terrestre

Permite estudiar el comportamiento de los biomas que responden a las dinámicas de la atmosfera baja, que generan y desarrollan la estacionalidad, (estaciones climáticas) durante el año, activan procesos biológicos en la superficie terrestre de la vegetación y ciclos de vida animal especialmente, relacionados con el tiempo y el clima.

Para la agricultura la fenología identifica los diferentes estados del cultivo: el inicio, el crecimiento, la fecha de cosecha, la maduración, cálculos de rendimientos y la senescencia de los mismos. La fenología tiene una estrecha relación con la agricultura de temporal debido a la humedad disponible ya que generan un stress en las plantas por falta de recursos hídricos y altas temperatura, etcétera.

En la siguiente figura muestra las métricas fenológicas obtenidas a través de la curva de la estacionalidad de un cultivo por medio de la percepción remota, el inicio de estación de crecimiento señalado como el punto a que inicia en el mes de mayo fecha donde la plántulas inicia el crecimiento, punto b finaliza la estación o valor cuando termina el ciclo en el mes de noviembre; el punto c es el valor máximo de la curva de la estacionalidad es el mes de agosto donde tenemos el mayor crecimiento, el punto d muestra el inicio de la senescencia del cultivo o donde la curva de estacionalidad empieza decrecer a regresar a su nivel de latencia.

Otro producto es la Integral de crecimiento delimitada por SOS y EOS representa la cantidad de NDVI o actividad fotosintética durante un año o ciclo de cultivo está relacionada con el rendimiento que en este caso en la figura 2 se representa con la región azul.

Curva de estacionalidad de un cultivo

Curva de estacionalidad de un cultivo

Fuente: elaboración propia (2014).

Anomalía del inicio la estación de crecimiento SOSA por sus siglas en ingles son las que pueden afectar a un cultivo o las condiciones de la vegetación, retraso de inicio de la disponibilidad de humedad o precipitación, una vez que el cultivo empieza a crecer.

Esta anomalía es una medida que compara la fecha del SOS en días julianos con la mediana histórica del mismo para cada pixel y se calcula mediante la ecuación 2 (Brown, et al., 2008,).

Ecuación 2

Dónde:

SOSAi = Anomalía del Inicio de la estación de crecimiento para el año i; SOSTi = el día juliano de Inicio de la estación de crecimiento del año i; SOSTmed = Mediana histórica del inicio de la estación de crecimiento expresada en días. (Brown, et al., 2008, p. 27).