ESTUDIO A TRAVÉS DE IMÁGENES LANDSAT 5-TM DEL EFECTO DE UN INCENDIO SOBRE EL BALANCE DEENERGÍA EN SUPERFICIE EN UNA ZONA DE BOSQUE MEDITERRÁNEO (Effect of a forest fire on the surface energy balance in a mediterranean forest area using Landsat 5-TM imagery)

J.

Description

RESUMEN
Los incendios forestales son uno de los principales agentes en la alteración de la estructura y función de los ecosistemas. Las técnicas de Teledetección permiten obtener información y hacer un seguimiento de zonas extensas afectadas por incendios. En este trabajo hemos empleado un conjunto de 5 imágenes Landsat 5 Thematic Mapper (TM), de los años 2007-2008, que cubren una zona forestal y de monte bajo afectada por un incendio en el verano de 2001. Se han establecido dos zonas control (no quemadas) representativas de las condiciones en la zona quemada antes del incendio. Se ha aplicado el modelo simplificado de dos fuentes STSEB para elaborar mapas de flujos energéticos instantáneos, a la hora de paso del satélite. Una estación Bowen situada en la zona permite hacer una validación previa de los resultados. En cuanto al régimen de flujos energéticos lo más significativo es el aumento de más de 150 W m-2 a escala instantánea, y de 40 W m-2 a escala diaria, en el flujo de calor sensible, y el descenso de más de 250 W m-2 (8,8 mm/día) a escala instantánea, y de 60 W m-2 (2,1 mm/día) a escala diaria, en la evapotranspiración real, que se observa en la zona forestal. En la zona de monte bajo, el efecto del incendio es ya prácticamente despreciable transcurridos 6 años, debido a la regeneración de la vegetación que se ha producido en la zona.
ABSTRACT
Forest fires are one of the main agents involved in the change of structure and function of ecosystems. Remote sensing techniques allow us to obtain land surface information and monitor vast areas affected by fire. In this work we used a set of 5 Landsat 5 Thematic Mapper (TM) images, of the years 2007-2008, covering an area of forest and shrubs, affected by a fire in the summer of 2001. Two control areas (non-burned) were established, representative of the pre-fire conditions in the burned areas. The simplified two-source model STSEB was applied to elaborate instantaneous energy flux maps, at the time of the satellite overpass. A Bowen station placed in the study site permitted a previous validation of the results. Regarding the energy fluxes the most remarkable is the increasing of more than 150 W m-2 at instantaneous scale, and 40 W m-2 at daily scale, in sensible heat flux, and the decreasing of more than 250 W m-2 (8.8 mm/day) at instantaneous scale, and 60 W m-2 (2.1 mm/day) at daily scale, in actual evapotranspiration, observed in the forested area. In the shrubs area, the fire effect is almost negligible after 6 years, since the vegetation regenerates.

Sujets

• Incendio forestal
• Vegetación natural

Informations

• Publié par: erevistas
• Publié le: 01 janvier 2009
• Nombre de lectures: 23
• Langue: Español
• Poids de l'ouvrage: 3 Mo

Extrait

Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2009. 32: 72-85
Estudio a través de imágenes LANd SAT 5-TM
del efecto de un incendio sobre el balance de
energía en superficie en una zona de bosque
mediterráneo
Effect of a forest fire on the surface energy ba-
lance in a mediterranean forest area using Land-
sat 5-TM imagery
1 1,2 3 1 4J. M. Sá nchez , E. Rubio , F. R. López-Serrano , M. M. Artigao , V. Caselles ,
3 2D. Moya y M. M. Odi
[e-mail]
1 Departamento de Física Aplicada, Escuela de Ingenieros Industriales de Albacete (EIIAB),
Universidad de Castilla-La Mancha, 02071, Albacete.
2 Instituto de Desarrollo Regional (IDR), University of Castilla-La Mancha, 02071, Albacete, España
3Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos de Albacete.
Universidad de Castilla-La Mancha, 02071, Albacete
4Departamento de Física de la Tierra y Termodinámica, Facultad de Física,
Universitat de València, Dr. Moliner, 50, 46100, Burjassot (Valencia)
Recibido el 02 de abril de 2009, aceptado el 02 de septiembre de 2009
ABSTRACTRESUMEN
Forest fires are one of the main agents involvedLos incendios forestales son uno de los princi-
in the change of structure and function of ecos-pales agentes en la alteración de la estructura y
ystems. Remote sensing techniques allow us tofunción de los ecosistemas. Las técnicas de Te-
obtain land surface information and monitor vastledetección permiten obtener información y
areas affected by fire. In this work we used a sethacer un seguimiento de zonas extensas afecta-
of 5 Landsat 5 Thematic Mapper (TM) images,das por incendios. En este trabajo hemos em-
of the years 2007-2008, covering an area of fo-pleado un conjunto de 5 imá genes Landsat 5
rest and shrubs, affected by a fire in the summerThematic Mapper (TM), de los años 2007-2008,
of 2001. Two control areas (non-burned) wereque cubren una zona forestal y de monte bajo
established, representative of the pre-fire condi-afectada por un incendio en el verano de 2001.
tions in the burned areas. The simplified two-Se han establecido dos zonas control (no que-
source model STSEB was applied to elaboratemadas) representativas de las condiciones en la
instantaneous energy flux maps, at the time of thezona quemada antes del incendio. Se ha apli-
satellite overpass. A Bowen station placed in thecado el modelo simplificado de dos fuentes
study site permitted a previous validation of theSTSEB para elaborar mapas de flujos energéti-
results. Regarding the energy fluxes the most re-cos instantá neos, a la hora de paso del satélite.
markable is the increasing of more than 150 WUna estación Bowen situada en la zona permite
-2 -2m at instantaneous scale, and 40 W m at dailyhacer una validación previa de los resultados.
scale, in sensible heat flux, and the decreasing ofEn cuanto al régimen de flujos energéticos lo
-2more than 250 W m (8.8 mm/day) at instanta-má s significativo es el aumento de má s de 150
Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2009. 32: 72-8572Estudio a través de imágenes l aNd SaT 5-Tm del efecto de un incendio...
-2 -2 -2W m a escala instantá nea, y de 40 W m a es- neous scale, and 60 W m (2.1 mm/day) at daily
cala diaria, en el flujo de calor sensible, y el des- scale, in actual evapotranspiration, observed in
-2censo de má s de 250 W m (8,8 mm/día) a escala the forested area. In the shrubs area, the fire ef-
-2instantá nea, y de 60 W m (2,1 mm/día) a escala fect is almost negligible after 6 years, since the
diaria, en la evapotranspiración real, que se ob- vegetation regenerates.
serva en la zona forestal. En la zona de monte
bajo, el efecto del incendio es ya prá cticamente
despreciable transcurridos 6 años, debido a la re-
generación de la vegetación que se ha producido
en la zona.
PALABRAS CLAVE: incendio forestal, flujos KEYWORDS: forest fire, energy fluxes, Land-
energéticos, Landsat 5-TM, vegetación natural sat 5-TM, natural vegetation
INTROdUCCIÓN Para poder estimar los flujos energéticos sobre
zonas extensas de la superficie se hace necesario el
Los incendios forestales son altamente destructi- uso de técnicas de Teledetección, siendo insuficiente
vos para la naturaleza, afectando al paisaje, al ciclo los datos registrados en estaciones de medida pun-
natural de la vegetación, y a la estructura y función tual. En este trabajo emplearemos el modelo sim-
de los ecosistemas (Koutsias y Karteris, 2000; Lo- plificado de dos fuentes (STSEB), desarrollado por
zano et al., 2008). Otro efecto importante de los in- Sá nchez et al. (2008a), adaptado para ser aplicado a
cendios, son los cambios provocados en la imá genes de alta resolución del sensor Landsat 5
meteorología local y/o regional de la zona, y en con- Thematic-Mapper (TM) siguiendo el esquema de
creto en el régimen de flujos energéticos en superfi- Sá nchez et al. (2008b). El modelo STSEB tiene
cie. En los últimos años ha crecido la preocupación como base el modelo TSEB (Norman et al. 1995),
dentro de la comunidad científica por el efecto que del que difiere fundamentalmente en dos aspectos: la
los incendios forestales pueden ejercer sobre el cam- ponderación de los flujos de calor sensible proce-
bio climá tico en este sentido (Amiro et al., 1999, dentes del suelo y de la vegetación por sus respecti-
Randerson, 2006; Kasischke y Stocks, 2000). En vas á reas parciales de ocupación, por un lado, y la
una zona afectada por un incendio el cambio con- composición sin atenuación que se hace de las con-
junto en la estructura del ecosistema y la composi- tribuciones del suelo y de la vegetación a la radia-
ción de las especies modifica la radiación neta y el ción neta total, por otro. En definitiva el STSEB se
reparto de ésta entre los distintos términos de la podría definir como una versión del TSEB en el que
ecuación de balance de energía. Ademá s, estos cam- suelo y vegetación está n totalmente desacoplados.
bios en el balance energético local pueden persistir En el verano de 2001 un incendio arrasó una ex-
durante décadas (Randerson et al. 2006). tensión de 172 ha de pinar y monte bajo dentro del
El efecto neto de los incendios sobre el calenta- término de Almodovar del Pinar, en la provincia de
miento global y el cambio climá tico es una tarea di- Cuenca (Figura 1). Desde entonces, se ha conver-
fícil de analizar, debido a la gran cantidad de factores tido en una zona de estudio en distintas disciplinas.
que intervienen (Randerson et al. 2006). Por ejem- La zona cuenta con una torre meteorológica pró-
plo, el aumento en el albedo que se produce tras un xima, y puntualmente para esta experiencia también
incendio, y que puede llevar asociado un efecto de se colocó una estación de medida Bowen (Figura 2).
enfriamiento, podría verse compensado por una Nuestro objetivo con este trabajo es cuantificar el
mayor acumulación de carbono, anulando de esta efecto del incendio en términos de radiación neta, y
forma los efectos a escala global. En este trabajo flujos de calor en el suelo, sensible y latente, en dos
nos centramos en el estudio de los cambios en el ré- ecosistemas diferentes, un pinar maduro y una zona
gimen de flujos energéticos que se produce tras un de matorral o monte bajo. Para ello emplearemos
incendio. Tendrá n que ser los modelos de forza- una serie de 5 imá genes L5-TM de la zona com-
miento radiativo los que determinen cuá l es el efecto prendidas entre julio 2007 y julio 2008.
de estos cambios en el sistema global.
Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2009. 32: 72-85 73J. m. Sánchez et al.
ÁREA dE ESTUdIO Y MATERIAL zonas de pinar y zonas de arbusto. Cada una de estas
UTILIZAdO á reas se compone de 3 subá reas, de extensión
2125×125 m cada una. A las zonas establecidas fuera
La zona de estudio es una masa forestal de pen- de los límites del incendio, se les ha denominado
dientes suaves (no sobrepasan el 2 ó 3 %), con al- zonas control (_c), y son perfectamente representa-
gunas parcelas de cultivos intercaladas, situada en tivas de las condiciones que habría en las zonas mar-
el término municipal de Almodóvar del Pinar, cadas dentro de los límites del incendio en caso de
Cuenca (39º 40’ N, 1º 50´ W, 950 m altitud) (Figura que este nunca hubiese ocurrido (Figura 3). En la
1). El clima es mediterrá neo, moderadamente cá - zona denominada Forestal_c, se colocó una torre
lido, seco y de inviernos frescos, con una tempera- meteorológica con instrumentación para la medida
tura media anual de 12,2 ºC y una precipitación de la temperatura del aire y velocidad de viento, a
media anual de 507 mm. La especie arbórea má s varias alturas, así como de la radiación solar inci-
importante en la zona es el pino rodeno (Pinus pi- dente, precipitación, etc. Por otro lado, en septiem-
naster Ait.), con una fracción de cobertura media si- bre de 2007 se inst