INTRODUCCIÓN

El calentamiento global de forma moderada se inició a mediados del siglo XIX y durante el siglo XX se reduce la extensión y volumen de los glaciares en zonas de montaña a nivel mundial debido al incremento de la temperatura (Oerlemans, 2005). La mayor aceleración del  retroceso de los glaciares fue en las últimas décadas del siglo XX (Kaser & Georges, 1999; Vuille et al., 2008). Marzeion et al. (2014) menciona que desde finales de los años 70, el retroceso glaciar puede atribuirse a las influencias humanas en el clima global. Asimismo Marshall (2014) indica que a finales de los años 70, los glaciares parecen haber cruzado una línea invisible hacia un estado de declive que puede considerarse antinatural.

El retroceso glaciar es una evidencia del cambio climático antropogénico, sin embargo, los tiempos de respuesta de los glaciares son típicamente de décadas o más, lo que implica que el retroceso actual de los glaciares es una respuesta mixta a la variabilidad del clima natural y al forzamiento antropogénico actual (Marzeion et al., 2014). Otro proceso común asociado con el retroceso de los glaciares es la aparición de nuevos lagos en cuencas excesivamente excavadas y un aumento de los niveles de agua en los lagos existentes (López-Moreno et al., 2017).

ANTECEDENTES

Cusco,  capital del Imperio Inca, tan bella como imponente. No sólo podemos disfrutar de la historia sobre nuestro legado o de las grandes ciudadelas como Machupicchu y Choquequirao. Cusco también nos regala con generosidad, grandes atractivos naturales; como el Glaciar Quelccaya, el glaciar más extenso de toda la zona tropical del mundo. Este gigante blanco, también es llamado Capa de Hielo Quelccaya, con una longitud que supera los 17 km, una superficie de 44 km² y una capa de hielo de 200 m de espesor. Se encuentra ubicado al sureste del Perú a más de 5000 msnm y se asienta sobre la cordillera del Vilcanota, siendo una prolongación de la cordillera de los Andes.

DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO

El glaciar Quelccaya, cuyos 5,500 metros sobre el nivel del mar y 44 kilómetros cuadrados de extensión de su casquete en la cordillera Vilcanota (Cusco) lo convierten en el glaciar tropical más grande del mundo, está por reducirse a la mitad este año y desaparecería antes de 10 años, de acuerdo con el seguimiento de sus registros.

Así lo advirtió José Macharé Ordóñez, PhD en ciencias de la Tierra y especialista en cambio climático de la Sociedad Geológica del Perú, tras indicar que la cordillera Vilcanota es la base para el desarrollo agrícola, consumo doméstico y generación de energía eléctrica en la zona oriental del Cusco.

OBJETIVOS

• Crear un código en la plataforma de RStudio que interactúe con Google Earth Engine y permita obtener la superficie glaciar de Quelccaya (Cuzco- Puno, Perú) entre 1990 y 2021.
• Cuantificar la variación de la superficie glaciar.
• Elaborar un mapa temático del retroceso glaciar.

METODOLOGÍA

La metodología seguida para obtener el mapa del retroceso glaciar empleando el Índice Normalizado Diferenciado de Nieve (NDSI) incluyó 8 etapas importantes, 5 de ellas se realizaron con el RStudio y las tres últimas con ArcGis (Figura 1). 

Figura 1. Diagrama de flujo del trabajo en RStudio para obtener la superficie glaciar Quelccaya

1.Primero se instala los paquetes y librerias rgee, sp,sf y raster en el programa RSTUDIO para crear scripts que permitan realizar los trabajos de precesamiento de imagen satelital de Landsat 5 y  8.

2.Se crearon scripts para el procesamiento de imagenes satelitales ,como filtrar los años de estudio ,corte de nubosidad y delimitacion del area de estudio .

3.Se crearon scripts para realizar el caluclo de NDSI,teniendo encuenta los parametros de imagens satelitales como la combinacion de bandas, el factor de NDSI, la visualizacion ,despues se exporto las imagenes de NDSI de los años 1990,2000,2013 y 2021, en drive, para luego realizar el analisis usando el programa Arcgis.

4.Despues de descargar los Indices de NDSI , se  ingreso todos los indices de cada año al programa Arcgis , donde se hizo un analisis multitemporal del glaciar Quelccaya para determinar el retroceso glaciar desde el año 1990 hasta el 2021.

5.Finalmente se realizo la conversion de cada NDSI a shape , despues la depuracion de poligonos que no son parte de las areas de glaciar como rios, lagunas ,errores topologicos y teniendo todo la correccion de cada area , se procedio a calcular las areas de retroceso glaciar de cada año en unidades de hectareas.

RESULTADOS

1.En el analisis multitemporal de retroceso galciar se estimo losvalores de NDSI para los años de estudio teniendo los siguientes resultados:

El Índice de NDSI para el año 1990 es de -0.3427 siendo el mayor valor cercano a 0.1 , a comparacion del año 2021 que tiene el mayor indice de NDSI de -0,4386 en los ultimos 31 años.

Figura 6. Valores de NDSI para cada año de estudio

2.Luego de realizar el analisis multitemporal de los indices de NDSI , se realizo el calculo de las areas de retroceso glaciar para cada año teniendo como resultado lo siguiente: 

Para el mes de enero de 1990 el Glaciar Quelccaya tenia una cobertura glaciar de 7269.96 Ha con un 22.31 % de retroceso glaciar respecto al total de cobertura glaciar , para el año 2000 presenta 5593.78 Ha  con un 24.85% de retroceso glaciar,en este caso del periodo 1990 - 2000 la perdida de glaciar es  de aproximadamente el 2 %  de cobertura glaciar ,esto es debido a que en eso periodos se incrementaron las emisiones globales de gases de efecto invernadero  lo cual afectaron el glaciar Quelccaya ,  tambien por el cambio climatico que en esa epoca la temperatura promedio anual se incremento a 1 °C afectando el derretimiento de varios glaciares a nivel mundial ,  el año 2013 presento una cobertura glaciar  de 4748.51 Ha con un 26.13% de retroceso glaciar , en el caso del periodo 2000 - 2013 , presenta el 2 % de retroceso glaciar similar al anterior periodo , esto demuestra segun estudios de la Sociedad Geológica del Perú y de investigaciones de Scientific Reports ,que el glaciar Quelccaya presenta un retroceso glaciar constante  y rapido debido a patrones de calentamiento global que se dieron en ese periodo, el año 2021  presento una cobertura glaciar de 4376.42 Ha con un 26.69% de retroceso glaciar , en el periodo 2013 - 2021, sigue presentando la misma tendencia de un 2 % de retroceso glaciar , finalmente comparando los valores de cobertura y retroceso glaciar desde enero de 1990 hasta Diciembre de 2021 el Glaciar Quelccaya presenta un perdida de cobertura glaciar de 2893.54 Ha, teniendo el mayor porcentaje de retroceso glaciar comparado con los demas periodos de estudio, asimismo comprobando con otros estudios se estima que Quelccaya perderá más masa glaciar debido a la fusión, que la que puede compensar con las nevadas, incluso en su mayor elevación a futuro y que constrastando  los resultados con los estudios de  los científicos, de la Universidad de Albany (EE.UU.), se comprueba que el Glaciar Quelcacya ha disminuido en un 31% en los ultimos 31 años .

Figura 7. Tabla de áreas de cobertura glaciar Quelccaya obtenidos en el analisis multitemporal de NDSI

Figura 8. Tabla de Perdida de cobertura glaciar Quelccaya obtenidos en el analisis multitemporal de NDSI

Figura 9. Gráfico  de  Cobertura y Perdida del glaciar Quelccaya obtenidos en el analisis multitemporal de NDSI

3.Por ultimo se eleboro el mapa final del analisis de retroceso glaciar de Quelccaya con sus respectivos elementos cartograficos, donde  la parte principal muestra las diferentes areas de cobertura glaciar para cada año de estudio, en otro Data Frame se visualiza la ubicacion geografica donde muestra que el glaciar se localiza entre los limites de Cuzco y Puno, al lado derecho se muestra el de los resultados de NDSI para cada año,otro cuadro con los valores de cobertura glaciar,las imagenes raster de NDSI que muestran las variaciones y cambios de superficie glaciar y por ultimo el menbrete que indica todas las caracteristicas geograficas del presente trabajo.

Figura 10. Mapa de Análisis multitemporal del Retroceso Glaciar Quelccaya desde el año 1990 al 2021,Cuzco - Puno,Perú

CONCLUSIONES

• Se creó un código en RStudio que interactúa con Google Earth Engine y permitió la obtención de la superficie glaciar Quelccaya en el periodo de 1990-2021.
• Se evidenció un retroceso glaciar del 26.69%, equivalente a una perdida de Superficie galciar de 2893.54 Ha en 31 años.
• Con el apoyo del software ArcGis se elaboró un mapa temático que muestra el retroceso glaciar Quelccaya entre el año 1990 y 2021.

RECOMENDACIONES 

• En la ejecucion de códigos en RStudio se debe tenr encuenta las caracteristicas del ordenador, los programas deben ser cerrados ya sea el Arcgis y el propio navegador ya que hacen lento el procesamiento de imagenes  debido a que son procesos muy complejos que necsitan mayor velocidad del ordenador cuando se ejecuta herramientas de programacion.
• Tener encuenta que se debe Depurar manualmente los polígonos de pequeña escala que no corresponden a la superficie glaciar por el NDSI como las superficies de lagunas, ríos ,sombras y errores topologicos que se generan el processamiento de imagenes satelitales.
• Comparar el shapefile de NDSI obtenido en RStudio con la superficie glaciar de la imagen satelital, en caso de presentarse vacíos cuando corresponde a nieve deberá completarse con herramientas de edición de ArcGis. Esto hecho podría deberse a la presencia de superficies cubiertas con detritos que cambian la respuesta espectral de la nieve o la presencia de fuertes sombras producto de la accidentada geografía de la cordillera Blanca.
• En el analisis de areas de cobertura glaciar tener encuenta los valores de perdida y porcentajes  de retroceso glaciar ya que no es suficiente con hallar solo la cantidad de superficie glaciar ,se necesita tener mayor informacion para realizar una correcta explicacion y constrastarla con otros estudios para tener un sustento apropiado en el presente trabajo. 

BIBLIOGRAFÍA

https://www.researchgate.net/publication/320077083_Google_Earth_Engine_como_herramienta_de_deteccion_de_cambios_espaciales_e_multitemporales_Caso_glaciar_Quelccaya_Peru

https://www.actualidadambiental.pe/video-escalaran-el-quelccaya-cusco-el-glaciar-tropical-mas-extenso-del-mundo/

http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2313-29572017000300004