PROYECTO

ANÁLISIS MULTITEMPORAL DEL RETROCESO GLACIAR EN EL GLACIAR QUELCCAYA ( PUNO-CUSCO ) , PERIODO 2015 Y 2023.

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Certificado

PROYECTO DEL CURSO

Teledetección con ENVI Avanzado

REALIZADO POR

Daniel Alonso Porras Nuñez

INTRODUCCIÓN

Este proyecto tiene como finalidad analizar el retroceso del glaciar Quelccaya entre los años 2015 al 2023 ,según el INAIGEM se identifican 18 cordilleras glaciares en el litoral peruano estos glaciares en su totalidad son tropicales ,estas también son una gran fuente de reserva de agua dulce , sin embargo estas son muy sensibles al cambio climático exponiéndolos aun retroceso acelerado siendo probable su desaparición en las próximas décadas ,este proceso forma nuevas lagunas y presencia de glaciares colgantes ,incrementando la ocurrencia de fenómenos peligrosos ,tales como las avalanchas y aluviones ,exponiendo a las poblaciones vulnerables e incrementando el nivel de riesgo de desastres. (INAIGEM,2017)

El análisis del proceso de perdida y retroceso glaciar a nivel nacional según el ministerio del ambiente el 71 % de los glaciares tropicales se encuentran ubicados en el Perú. En los últimos 30 años se ha perdido el 22 % de la superficie glaciar, además se estima que en los próximos 10 años los glaciares que se encuentren a más de 5000 m.s.n.m. podrían desaparecer esto traería como consecuencia que las aguas que alimentan la vertiente del pacífico disminuya en un 6 % además resaltar el hecho de que las montañas ocupan un tercio del territorio del país. (Ministerio del Ambiente, 2022).

ANTECEDENTES

Se han tenido informes de importancia en el glaciar Quelccaya , algunos de ellos son las siguientes:

  • En el año 2017, se realizó el informe de la situación de los glaciares y ecosistemas de montaña en el Perú, realizado por el INAIGEM, en este informe tiene como objetivo presentar la situación anual de los glaciares y ecosistemas de montañas en el país, como eje de los procesos de cambio climático, así como las acciones adoptadas por la entidad al respecto (INAIGEM,2017)
  • En el año 2018, se realizó el Atlas de glaciares y aguas andinos “El impacto del retroceso de los glaciares sobre los recursos hídricos”, realizado por Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la ciencia y la cultura, el cual nos brinda recomendaciones específicas para abordar las cuestiones de vulnerabilidad y seguridad hídricas. (UNESCO ,2016).
  • En el año 2023, Análisis del proceso de perdida y retroceso glaciar a nivel nacional y el impacto a nivel regional ,realizado por Centro Nacional de Planificación Estratégico , este estudio tiene como objetivo realizar el análisis del proceso de pérdida y retroceso glaciar a nivel nacional también identificar , resaltar la importancia de la protección e implementar el uso de cartografía a nivel regional en el análisis del proceso de perdida y retroceso glaciar .(Centro Nacional de Planificación Estrategico,2023) .

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

El glaciar Quelccaya está ubicado en el sureste del Perú, en la región de Cusco, es el glaciar tropical más extenso del mundo (44 km2) y una capa de hielo de más de 200 metros de espesor, esta se encuentra a 5.600 metros sobre el nivel del mar y su temperatura desciende por debajo de cero por la noche.

Quelccaya es un majestuoso glaciar con numerosas especies de fauna como alpacas, llamas y vicuñas que habitan en esta zona, está conformada por valles en forma de U, vetas glaciares en las rocas volcánicas y hermosas lagunas en la cordillera del Vilcanota. 

Map showing location of the Cordillera Vilcanota–Quelccaya Ice Cap region in the central Andes of southeastern Perú. The Lake Titicaca watershed is outlined, and other nearby mountain ranges mentioned in the text are indicated. The two boxes in the enlargement represent the areas of Fig. 2, covering the principal sites where moraine series were used to calculate deglacial rates: (1) the Upismayo Valley on the northwestern side of the Cordillera Vilcanota, and (2) the Huancané Valley on the western side of the Quelccaya Ice Cap.  
Figura 1. Ubicación geográfica del área de estudio .  Fuente: Bryan G. Mark
Figura 2. Glaciar Quelccaya 

OBJETIVOS DEL PROYECTO

Objetivo general

  • Analizar el retroceso glaciar Quelccaya , departamento de Puno- Cusco, periodo 2015 y 2023.

Objetivos específicos

  • Calcular el Índice de nieve NDSI para el glaciar Quelccaya, departamento de Puno- Cusco, periodo 2015 y 2023.
  • Realizar un mapa de análisis multitemporal  para el glaciar Quelccaya, departamento de Puno- Cusco, periodo 2015 y 2023.

PROCEDIMIENTOS

Materiales utilizados

Para realizar el proyecto, se descargó dos imagen satelital LANDSAT 8 de la zona de interés mediante:

  • La plataforma de EARTH EXPLORER de la USGS

Para realizar este proyecto se utilizaron los softwares:

  • ENVI , Excel y  ArcGIS Map .

Metodología

Se utilizo el siguiente flujograma para realizar este proyecto , cada uno de estos pasos se explicara posteriormente con mas detalles (Figura 3).

Figura 3. Flujo Metodológico del Proyecto .  Elaboración propia

 

Elección del lugar de estudio

La zona de estudio fue elegida con el fin de analizar y complementar los estudios anteriores realizados ya que esta contemplara imágenes satelitales enfocadas principalmente en el retroceso glaciar .

Descarga de imágenes Landsat 8

Ubicada nuestra zona de estudio (Glaciar Quelccaya) se creará un polígono que abarque todo el glaciar en este caso se descargó dos imágenes Landsat 8 del servidor EARTH EXPLORER de la USGS (Figura 4), donde posteriormente se importara a ENVI.

Figura 4. Imagen Lansat 8 - 2015 . Elaboración propia
Figura 5. Imagen Landsat 8 - 2023 .  Elaboración propia

Corrección de la metadata Landsat 8

La metadata del Landsat 8 tiene algunos errores a la hora de abrirlos en el software ENVI ,para solucionar este problemas se tendrá que corregir los dos siguientes errores:

Figura 6. Primera Correccion de Metadata Imagen Lansat 8 - 2015 y 2023. Elaboración propia
Figura 7.Segunda Correccion de Metadata Imagen Lansat 8 - 2015 y 2023 . Elaboración propia

Combinación de bandas 6-5-4

Luego de corregir la metadata realizaremos una combinación de bandas 6-5-4 para resaltar la nieve .

Figura 8. Combinacion de bandas 6-5-4 Imagen Lansat 8 - 2015 y 2023 en ENVI. Elaboración propia

Herramienta Spectral Indices

Posteriormente utilizaremos la herramienta Spectral Indices para realizar el índice NDSI a la vez se hará una comparación con la ayuda del proceso anterior combinación de bandas 6-5-4.

En este caso realizamos los índices NDSI para los dos años (2015 y 2023), luego eliminamos los espectros que no son nieve, para finalmente tener los siguientes resultados:

Figura 9. NDSI Imagen Lansat 8 - 2015 . Elaboración propia
Figura 10. NDSI Imagen Lansat 8 - 2023. Elaboración propia
Figura 11. NDSI final Glaciar Quelcaya - 2015. Elaboración propia
Figura 12. NDSI final Glaciar Quelcaya - 2023. Elaboración propia

Importacion de Raster y Shape de area con cobertura glaciar 

Guardamos los resultados anteriores en formato raster y shape 

Figura 13. Combinacion de bandas 6-5-4 Imagen Lansat 8 - 2015 en ArcGIS Map.. Elaboración propia
Figura 14. Combinacion de bandas 6-5-4 Imagen Lansat 8 - 2023 en ArcGIS Map.. Elaboración propia

Se importo y realizo un proceso de limpieza del shape para eliminar áreas que no corresponden a nieve ayudándonos de la imágenes Landsat .

Figura 15. Area de superficie glaciar Quelccaya 2015. Elaboración propia
Figura 16. Area de superficie glaciar Quelccaya 2023.. Elaboración propia

Elaboración de mapa en ArcGIS Map

Realizando los pasos anteriores guardaremos nuestros datos obtenidos , con la finalidad de realizar un mapa  de Análisis multitemporal del retroceso glaciar .

Figura 17. Proceso de elaboración del Mapa de Analisis multipemporal del retroceso glaciar Quelccaya ,periodo 2015 - 2023  . Elaboración propia

RESULTADO

Elaboración de grafico del area de cobertura glaciar

Con los resultados obtenidos se realizó un Merge para unir todas las áreas y así obtener el área total ,luego se realizó una gráfica para comparar la diferenciar de cobertura glaciar entre los años 2015 y 2023 .

Grafica 1. Área de superficie glaciar Quelccaya 2015 y 2023. Elaboración propia

Se elabora un mapa temático con el software ArcGIS Map , utilizando la data elaborada en ENVI ,Figura 18.

  • La pérdida de superficie glaciar entre los años 2015 hasta el 2023 fue de 42.86 hectáreas lo cual se debe posiblemente al calentamiento global, ya que se tomó en cuenta la descarga de imágenes satelitales fechas similar temporalidad, ya que se podría confundir un reducimiento del glaciar por el calentamiento global con el mismo dinamismo del glaciar.
Figura 18.  Mapa de Analisis multipemporal del retroceso glaciar Quelccaya ,periodo 2015 - 2023 . Elaboración propia

CONCLUSIONES

  • El glaciar Quelccaya no ha sido muy afectado por el calentamiento global como otros glaciares (Pastoruri, Perú), ya que esta aún no se encuentra en extinción, sin embargo, el Ministerio del Ambiente del Perú estima que en los próximos 10 años los glaciares que se encuentren a más de 5000 m.s.n.m. podrían desaparecer, el glaciar Quelccaya al encontrarse a más de esta altitud podría ser gravemente afectada en los próximos años. Sin embargo segun la UNESCO su retroceso ha sido rápido si comparamos imagenes  Landsat 5 muestran la diferencia de extensión durante un período de 22 años, de 1988 a 2010.
  • El índice NDSI es muy útil para poder delimitar las zonas con cobertura glaciar, es decir nos dan una idea muy cercana sin embargo estas tienen sus errores debido al ruidos de la misma imagen los cuales se pueden corregir con datos de campo.
  • El mapa de Análisis multitemporal del retroceso glaciar Quelccaya se utilizaron imágenes Landsat 8 pero estas podrían ser realizadas con otro tipo de satélite como las Sentinel ya que tiene una mejor resolución espacial (10m) el cual esta nos permitiría detectar con más detalle los cuerpos de nieve .

RECOMENDACIONES

  • La corrección de metadata  utilizada en este proyecto solo funciona con Landsat 8 
  • Descargar imágenes satelitales con poco porcentaje de nubes ya que están generan ruido a la hora de realizar el índice NDSI .
  • Existen pequeños pixeles que no forman parte de la cubierta glaciar, esto se tiene que manejar con mucho cuidado para evitar errores cuando lo exportemos en formato shape .

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

  • Instituto Nacional de Investigación en Glaciares y Ecosistemas de Montaña (2017). Informe de la Situación de los Glaciares y Ecosistemas de Montaña en el Perú. https://www.inaigem.gob.pe/wp-content/uploads/2019/04/Interiores-Informe-anual-2017.pdf
  • UNESCO. (2018).  Atlas de glaciares y aguas andinos “El impacto del retroceso de los glaciares sobre los recursos hídricos”. https://app.ingemmet.gob.pe/biblioteca/pdf/Lib-107.pdf
  • CEPLAN. (2023). Análisis del proceso de perdida y retroceso glaciar a nivel nacional y el impacto a nivel regional. https://geo.ceplan.gob.pe/uploads/Analisis_proceso_perdida_retroceso_glaciar.pdf

REALIZADO POR

Daniel Alonso Porras Nuñez

Perú

PROYECTO DEL CURSO

Teledetección con ENVI Avanzado

Maycol Palma