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Ver el documento (formato PDF)   Barraza Bernadas, Verónica D..  "Modelos y aproximaciones basadas en información satelital en microondas pasivas para la estimación de la evapotranspiración en áreas boscosas de la Cuenca del Río Bermejo"  (2015-02-15)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
La evapotranspiración (ET), proceso simultaneo entre la evaporación del agua de la superficie del suelo y de la cubierta vegetal, es una variable de interés para diversas disciplinas, entre ellas la climatología, la ecología, la agronomía y la hidrología. Dada la gran oferta de datos de sistemas satelitales en microondas pasivas (AMSR-E, AMSR-2, Windsat, SMMI, SAC-D/ Aquarius y MWR, SMOS) operativos en la última década (2002-2013), esta tesis planteó el aprovechamiento sinérgico de datos de sistemas pasivos en microondas, ópticos y datos meteorológicos a fin de obtener información relevante para la estimación de la evapotranspiración en áreas boscosas. La metodología se basó en la estimación de la conductancia superficial a partir de datos satelitales multisensor y luego se combinaron dichas estimaciones con variables meteorológicas (obtenidas de estacione meteorológicas o datos de re-análisis) en el marco del algoritmo de Penman-Monteith. Se utilizaron índices ópticos (como ser, el índice de vegetación normalizado (EVI) y el índice de agua normalzado (NDWI)) e índices de microondas pasivas (como ser, el índice de frecuencia (FI) y el índice de polarización (PI)) para estimar tanto la conductancia superficial como la ET. Para evaluar la relación entre los índices de microondas y ópticos con variables biofísicas de relevancia para estimar la ET, como ser el contenido de agua del dosel y las hojas, se utilizaron modelos de transferencia electromagnético del óptico (PROSAILH) y microondas (Modelo de Tor Vergata). Para la validación in situ de esta metodología, se utilizaron datos de torres de flujo de covarianza de torbellino de diversas áreas boscosas que forman parte de las redes de torres de flujo FLUXNET (www.fluxnet.ornl.gov) y OZflux (www.ozflux.org.au). El rendimiento del modelo se evaluó cuantitativamente mediante el uso del coeficiente de regresión (r2), y la raíz del error cuadrático medio (RMSE). Se compararon los resultados obtenidos con otros productos de evapotranspiración, como ser el producto MODIS MOD16A2, la capa de información del modelo de superficie GLDAS-NOAH (Global Land Data Assimilation System) y del set de datos de re-análisis MERRA (Modern-era retrospective analysis). Estos resultados son de interés especialmente para muchos ecosistemas a nivel mundial que carecen de datos meteorológicos de terreno espacialmente distribuidos, convirtiéndose en una alternativa robusta para la estimación de la ET. Finalmente, se comparó la estimación de la ET utilizando la metodología desarrollada para una de las principales áreas boscosas de la cuenca del río bermejo (bosque Chaqueño) que carece de datos de terreno, con otros productos de ET (MOD16A2, MERRA, GLDAS-NOAH).

Abstract:
In this study, we evaluated and compared optical and passive microwave indices based on retrievals of surface conductance (Gs) and evapotranspiration (ET) following the Penman-Monteith (PM) approach. Given the wide range of satellite data from passive microwave systems available in the last decade (2002-2013) (AMSR-E, AMSR-2, Windsat, SMMI, SAC-D / Aquarius and MWR, SMOS), this thesis used data from passive microwave systems, optical and meterological data to obtain relevant infomation to estimate ET over forest areas. The methodology was based on the estimation of surface conductance from multisensor satellite data and then these estimates were combined with meteorological variables (obtained from meteorological station or re-analysis data) under the Penman-Monteith algorithm. Optical indices (such as, enhaced vegetation index (EVI) and normalized water index (NDWI)) and passive microwave indices (such as, frecuency index (FI) and polarization index (PI)) were used to estimate both surface conductance (Gs) and then ET. To evaluate the relationship between microwave and optical indices with biophysical variables relevant to estimate ET, such as the water content of the leaf canopy, two electromagnetic models were used (PROSAILH and Tor Vergata model). For the validation we used data from Eddy covariance flux tower of several forest types from FLUXNET (www.fluxnet.ornl.gov) and OZflux network (www.ozflux.org.au). Model performance was evaluated using the regression coefficient (r2), and the root mean square error (RMSE). The results obtained was compared to other ET products, such as MODIS MOD16A2, GLDAS/NOAH (Global Land Data Assimilation System) and MERRA (Modern-era retrospective analysis). These results are of particular interest to many ecosystems worldwide due to the spatially distributed meteorological data, becoming a robust alternative to estimate ET. Finally, ET was estimated for the northern Chaco forest using equations obtained in this thesis, combined with reanalysis data and surface models information.

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Registro:
Título : Modelos y aproximaciones basadas en información satelital en microondas pasivas para la estimación de la evapotranspiración en áreas boscosas de la Cuenca del Río Bermejo     =    Estimation of evapotranspiration in forest areas of the Bermejo River basin based on models and passive microwave remote sensing data
Autor : Barraza Bernadas, Verónica D.
Director : Carbajo, Aníbal E.
Grings, Francisco M.
Consejero : Quintana, Rubén
Jurados : Gassmann, María Isabel  ; del Valle, Héctor  ; González Trilla, Gabriela
Año : 2015-02-15
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5862_BarrazaBernadas
Idioma : Español
Area Temática : 
Palabras claves : INDICES OPTICOS; INDICES DE MICROONDAS PASIVAS; EVAPOTRANSPIRACION; CONDUCTANCIA SUPERFICIAL; PENMAN-MONTEITH; OPTICAL INDICES; PASSIVE MICROWAVE INDICES; EVAPOTRANSPIRATION; SURFACE CONDUCTANCE; PENMAN-MONTEITH
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