Variabilidad de la temperatura del aire y su comparación con datos MODIS LST en la península Hurd de la Isla Livingston, Antártida, entre 2000 y 2016

Abstract

[ES]En los ambientes polares, tan vulnerables al cambio climático, el estudio de la temperatura es imprescindible. Por ello, y en el marco del proyecto PERMASNOW, en este trabajo hemos estudiado en detalle la variación de la temperatura del aire (Ta) en la península Hurd de la isla Livingston (Antártida) y hemos tratado de estimarla a partir de los datos de temperatura de la superficie terrestre (LST, por sus siglas en inglés) del sensor MODIS entre los años 2000 y 2016. Utilizamos datos de Ta media diaria obtenidos en seis puntos, tres estaciones meteorológicas de AEMET y tres estaciones del proyecto PERMASNOW: Juan Carlos I (JCI), Glaciar Johnson (GJ), Glaciar Hurd (GH), Incinerador (INC), Reina Sofía (RS) y Collado Ramos (CR), respectivamente. Los datos MODIS LST son los diurnos y nocturnos de los satélites Terra y Aqua. La tendencia en Ta se ha analizado mediante la regresión localmente ponderada (LOESS, por sus siglas en inglés) y la relación Ta -LST con regresiones lineales múltiples. Concluimos que Ta en el área de estudio varía: se observa en la estación JCI, más cercana a la costa, una tendencia al enfriamiento con valores entre –2,3 y –3,0°C década–1. En cambio, las estaciones más alejadas de la costa y de mayor altitud muestran una tendencia al calentamiento (entre +0,2 y +0,8°C década-1). Los mejores modelos de estimación de Ta a partir de LST y variables temporales se obtienen con los datos diurnos de Terra (R2 = 0,5-0,7; RSE = 2°C), exceptuando GJ, donde la variable LST no es significativa. Con la validación cruzada (CV) se aprecian también, excepto en GJ, mejores resultados con los datos diurnos de Terra (R2 CV = 0,5-0,6; RMSECV = 2,5-2,6°C). Finalmente, concluimos que los datos MODIS LST son útiles para estimar tendencias de Ta a largo plazo en el área de estudio.

[EN]In polar zones, where satellite data are very useful due to the limited in situ data, it is therefore essential to study the air temperature behaviour. In the framework of the PERMASNOW project we estimated the air temperature (Ta) in the Hurd Peninsula of Livingston Island (Antarctica) from the land surface temperature (LST) data of the MODIS between 2000 and 2016. We worked with Ta data obtained at six stations (3 AEMET meteorological stations and 3 PERMASNOW project stations: Juan Carlos I (JCI), Johnson Glacier (JG), Hurd Glacier (HG), Incinerator (INC), Reina Sofia (RS) and Collado Ramos (CR), respectively. In addition, we analyzed daytime and nighttime LST data from the Terra and Aqua satellites. Locally weighted regression (LOESS) and multiple linear regressions were used for statistical analysis. We conclude that the Ta in the study area varies: a cooling trend with values between –2.3 and –3.0°C decade-1 is observed in JCI, which is closer to the coast. On the other hand, the stations farther from the coast and at higher altitudes show a warming trend (between +0.2 and +0.8°C decade-1). The best Ta models are obtained with Terra daytime data (R2 = 0.5-0.7 and RSE = 2°C), except JG, where the LST variable is not significant. With cross validation (CV), better results are also seen, except in JG, with the daytime Terra data (R2 CV = 0.5-0.6, RMSECV = 2.5-2.6°C). In summary, MODIS LST data are useful for estimating long-term Ta trends in the study area.