¿Se podrá esquiar en Sierra Nevada dentro de 20-30 años?

(esta entrada se publicó inicialmente en el portal de noticias del Observatorio de cambio global de Sierra Nevada: www.obsnev.es)

La nieve no es solo una parte del nombre de Sierra Nevada. La cubierta de nieve constituye un elemento físico muy importante que condiciona la estructura del paisaje y también el funcionamiento de buena parte de los ecosistemas de esta montaña. La gran cantidad de agua congelada que acumula Sierra Nevada durante los meses fríos contribuye a suministrar recursos hídricos a bosques, pastos, matorrales y cultivos. Pero este manto congelado no solo tiene importantes efectos ecológicos. También constituye un elemento clave para ciertas actividades económicas. La estación de esquí de Pradollano es un buen ejemplo de este "servicio" suministrado por la nieve. Gracias a la existencia de nieve durante varios meses al año, Sierra Nevada alberga una de las principales estaciones de esquí de España. El negocio de la nieve genera cada año unos 200 millones de euros, que suponen en torno al 1.5% del P.I.B. de la provincia de Granada.

La estación de esquí de Pradollano se encuentra incluida dentro del Parque Natural de Sierra Nevada, y está rodeada por el Parque Nacional. Esto último limita bastante (si no imposibilita) su posible ampliación. Sin embargo, los empresarios granadinos reivindican periodicamente el crecimiento de dicha estación con objeto de aumentar el número de esquiadores y por tanto los ingresos económicos que suministra.

Al margen de las razones ambientales y legales que dificultarían o imposibilitarían una hipotética ampliación de la estación de esquí, quizás alguien debería de preguntarse si, teniendo en cuenta las condiciones ambientales que preveemos para el futuro, habría o no suficiente nieve disponible como para sustentar el negocio del esquí.

No es fácil predecir cómo evolucionará la extensión y duración de la cubierta de nieve como consecuencia del cambio climático. Y es más difícil aún hacer predicciones en una montaña pequeña y relativamente marginal a escala global como es Sierra Nevada. Sin embargo, tenemos algunos instrumentos interesantes:

Una primera herramienta útil es la teledetección. Gracias a los satélites de observación de la Tierra podemos conocer la evolución de la cubierta de nieve a escala global. El sensor MODIS (situado en un satélite de la NASA llamado Terra) nos envía imágenes con la extensión de la nieve en Sierra Nevada con periodicidad diaria. Hemos analizado todas estas imágenes desde la fecha de lanzamiento del satélite (2000) hasta la actualidad. Gracias a técnicas de análisis de series temporales podemos evaluar si hay una tendencia de aumento o retroceso en la duración de la nieve en Sierra Nevada. Los resultados que obtuvimos se resumen en el siguiente mapa. Los colores rojos indican que hay una tendencia de reducción en la duración de la nieve en ese punto. Los verdes indican que hay un aumento en la duración de la cubierta de nieve. Los píxeles que se encuentran recuadrados en gris son aquellos donde la tendencia es estadísticamente significativa.

Parece claro que la tendencia predominante es que la nieve durará cada vez menos. Esto haría pensar que quizás nos es una buena inversión trata de ampliar una estación de esquí en la que cada vez habrá menos nieve. ¿cuánto tiempo tardaríamos en amortizar la inversión realizada?...

Esta tendencia de reducción de la duración de la cubierta de nieve se acompaña también de una reducción en la superficie ocupada por la misma. Usando las mismas imágenes de satélite anteriores, hemos confeccionado la siguiente gráfica. Muestra la superficie promedio ocupada por nieve en cada rango altitudinal, en toda la serie temporal disponbile (2000-2009). También se muestra la tendencia de esta extensión para cada rango altitudinal (flechas). Todas las tendencias son negativas. Es decir, es previsible que la nieve ocupe cada vez menos superficie dentro de cada rango altitudinal. La estación de Pradollano se encuentra entre los cinco últimos rangos de algura (sombreados en verde en la figura).

Hemos realizado más análisis de las imágenes de satélite de MODIS. Se puede ver un informe más completo aquí. También es posible consultar todos los datos de MODIS a través de una aplicación web dinámica siguiendo este enlace (requiere registro gratuito)

Además de las imágenes de satélite, podemos tratar de preveer cómo será la cubierta de nieve tratando de predecir la intensidad de dos factores climáticos clave para la creación de nieve: la precipitación y la temperatura. Que haya lluvia para que se obtenga nieve es bastante obvio. Y que la temperatura sea fría para que la nieve se mantenga también. La escasez de agua puede suplirse mediante los cañones de innivación, que en la actualidad suministran una gran cantidad de nieve a los esquiadores. Pero para que estos cañones sean efectivos se necesitan temperaturas frías. ¿cómo cambiarán las precipitaciones y las temperaturas mínimas en los alrededores de la estación de esquí?. En el Observatorio de seguimiento de Sierra Nevada hemos generado modelos espaciales que muestran la distribución en el territorio de la precipitación y la temperatura. Para el entorno de la estación de esquí observamos tendencias de aumento de la temperatura y de reducción de la precipitación, si bien estas últimas son mucho menos evidentes. Abajo mostramos dos gráficas:

La primera muestra la precipitación media del pasado (1960-actualidad) y futura (2010-2100) para las altas cumbres de Sierra Nevada. La lluvia se expresa en litros por metro cuadrado y año. Los datos reales (los del pasado) muestran una clara tendencia de descenso en la precipitación. Los datos de futuro no parecen mostrar una tendencia clara. Cada línea del futuro se corresponde con los distintos modelos climáticos que usan los científicos.

La segunda gráfica muestra la evolución de la temperatura mínima, que es la más importante para producir nieve en los cañones. La temperatura se expresa en décimas de grado. Se observa una ligera tendencia al aumento tanto en los datos reales (pasado) como en los predichos (futuro). Es decir, preveemos un descenso en el número de días potencialmente adecuados para producir nieve...

Con estos datos podemos concluir que no está claro que en las próximas décadas vayamos a contar con la cantidad de nieve adecuada para que el negocio del esquí siga siendo rentable. Los datos aportados no son concluyentes en absoluto, pero sí nos permiten poner de manifiesto que la pregunta inicial (¿habrá nieve disponible para esquiar?) tiene sentido y debería de incluirse en la agenda económica y política de los promotores de la ampliación de la estación de esquí.

Nieve, fresquita nieve ...

Decir que la nieve es importante en Sierra Nevada suena un poco redundante. En realidad la presencia de nieve en esta montaña condiciona la vegetación, el caudal de los ríos y la fenología de los organismos tanto como lo hace en el resto de montañas o de lugares donde esta misteriosa agua sólida cubre el suelo con frecuencia.

Para evitar redundancias, usaremos el término que usaban los musulmanes que vivieron por estos lares durante 781 años ...: (Sulayr)

Resulta que es muy importante caracterizar la cubierta de nieve en Sulayr (jeje), por las razones antes expuestas. Además es importante porque hay un enorme negocio asociado a la nieve en la estación de esquí de Pradollano. En esta última temporada (2008-2009), la estación de esquí fue visitada por más de un millón de personas y aportó más de 200 millones de euros a la economía de la provincia. Esto supone el 1.5% del PIB provincial ... (para comparar, la universidad de Granada aporta el 4.7%). El caso es que desde el observatorio del cambio global de Sierra Nevada (perdón, de Sulayr), estamos empezando a poner en marcha un sistema de seguimiento de la cubierta de nieve. Este sistema se basa en dos pilares básicos:

• Recopilación de información sobre el estado y características de la nieve: Es importante saber la extensión, contenido en agua, espesor, estado, etc. de la nieve. Para ello utilizamos estaciones meteorológicas, fotografías oblícuas y sobre todo (y de esto va esta entrada), imágenes de satélite. Hemos empezado caracterizando la cubierta de nieve mediante el sensor MODIS de la NASA.
• Generación de un modelo de fusión de nieve: la información anterior se usará para validar los resultadoso obtenidos por un modelo hidrológico que tiene en cuenta la nieve y que está siendo desarrollado por nuestros vecinos del grupo de ríos y embalses del CEAMA. Ya hay un modelo de fusión, desarrollado por Javier Herrero, aplicable a la cuenca del río Guadalfeo, y en unos meses tendremos un válido para todo el macizo.
  

Como esto de la nieve me pareció divertido y como últimamente ando aburrido (sic), pues pensé en meterme en analizar la serie temporal de imágenes que el sensor MODIS suministra sobre la nieve. Este sensor está albergado en el satélite Terra. La NASA pone a disposición de la comunidad internacional varios productos de nieve. El que hemos utilizado es el índice (NDSI: Normalized Difference Snow Index) que permite detectar presencia de nieve en cada píxel. En concreto hemos usado las imágenes MOD10A2, que muestran la extensión máxima de la cubierta de nieve en un compuesto de 8 días. Es decir, si una de estas imágenes indica la presencia de nieve en un píxel dado, eso quiere decir que ahí hubo nieve en alguno de los 8 días considerados. Se trata por tanto de una aproximación que maximiza la presencia de nieve.

El objetivo de este primer contacto con las imágenes de nieve fue doble. Por un lado pretendíamos caracterizar la cubierta de nieve utilizando una serie de parámetros de la misma que pudieran condicionar de una forma u otra la dinámica de los sistemas naturales. Alguno de estos parámetros son la fecha de aparición de nieve, la duración de la cubierta de nieve, o el momento del año en el que se alcanza la extensión máxima. Estas variables afectan en buena medida al periodo durante el cual los sistemas naturales pueden ser productivos, y también condicionan la disponibilidad de recursos hídricos. El otro objetivo era el de analizar la serie de imágenes de MODIS utilizando las técnicas de series temporales, con objeto de identificar posibles tendencias en la dinámica de la cubierta de nieve. A pesar de que la serie temporal disponible no es demasiado larga (desde el año hidrológico 2000-2001 hasta la actualidad), y por tanto no es representativa, creímos interesante evaluar si había tendencias significativas en este periodo. El análisis de las series temporales se ha realizado aplicando el test de Mann-Kendall, que es muy útil para describir tendencias en series temporales. Para aplicar este test hemos usado R y también una aplicación gratuita suministrada por la USGS.

Teniendo en mente estos objetivos, procedimos a procesar las imágenes para a continuación generar una serie de índices sobre las mismas. Estos índices caracterizan la cubierta de nieve en todo el macizo y también en áreas que recogen otras tantas bandas altitudinales. El último paso implicó la evaluación de la serie temporal para estos índices, obteniendo tendencias significativas o no hacia un aumento o disminución de la variable en cuestión. La siguiente imagen muestra de forma más detallada la metodología seguida. Todos los procesos se realizaron con las herramientas suministradas por la NASA (Modis Reprojetion Tool), ArcGis y un bonito código escrito en R por Luis Cayuela (nuestro profe particular de R ...).



Los resultados muestran que hay algunas tendencias significativas en algunas variables, como la superficie ocupada por nieve o la duración del periodo ocupado con nieve en algunos rangos altitudinales y estaciones del año. En casi todos los casos se observa que las tendencias significativas son hacia una menor cantidad y superficie ocupada por nieve, lo cual va en consonancia con las previsiones de los escenarios climáticos regionalizados. Puedes descagar el informe completo aquí, aunque a continuación mostramos alguno de los resultados más interesantes.

En la siguiente gráfica podemos ver de forma resumida un año promedio en la cubierta de nieve de Sulayr. Se resaltan los índices que se han considerado más importantes y a los cuales se les han aplicado las técnicas de series temporales. Se observa claramente cómo la mayor superficie ocupada por nieve se da en invierno, mientras que a finales de primavera y durante el verano este elemento está prácticamente ausente de Sierra Nevada.


Sin embargo, si mostramos la evolución temporal de la superficie ocupada por nieve en todo el macizo durante toda la serie temporal (2000-2008), observamos notables diferencias entre años hidrológicos, que explican la gran desviación de la gráfica anterior. Al analizar estos datos con el text de Mann-Kendall, se muestra una tendencia ligeramente negativa. Es decir, en estos 8 años hidrológicos hay una tendencia a la reducción de la superficie ocupada por nieve.

Si analizamos la superficie media ocupada por nieve en cada uno de los 11 rangos altitudinales utilizados y a lo largo de la serie temporal, observamos que la tendencia a la reducción de la nieve es tanto mayor cuanto más subimos en altura. No hemos indagado mucho sobre el posible origen de esta tendencia, pero resulta curiosa. A lo mejor es un artificio debido a que al aumentar en altura se reduce la superficie potencialmente ocupable por nieve y eso podría interferir con la correcta aplicación del test de Mann-Kendall. La siguiente gráfica muestra esta tendencia.


Esta curiosa tendencia se constata si analizamos los datos píxel a píxel. En este caso, hemos analizado la tendencia en el número de "semanas" (entre comillas porque se refiere a las semanas de 8 días que nos suministra el producto MOD10A2) en el que hay nieve en cada uno de los píxeles. El mapa inferior muestra los resultados obtenidos. Se observa cómo las zonas con tendencia más negativa están por encima de los 2000 m. Los recuadros huecos que aparecen en el mapa muestran los píxeles de MODIS dondel a tendencia es estadísticamente significativa. Todos los píxeles significativos tienen una tendencia negativa, excepto dos.


En definitiva, que al parecer la tendencia predominante en Sierra Nevada es a que se vaya reduciendo progresivamente la superficie ocupada por la nieve. Pero esta tendencia se refiere sólo a los últimos 8 años hidrológicos. El presente año hidrológico termina en unos días (30 de septiembre), por lo que no lo hemos incluido en los análisis. Sospechamos que su inclusión cambiará las tendencias porque ha sido un año especialmente bueno para la nieve. De hecho ayer, 13 de septiembr, cayó la primera nevada sobre Sulayr. Esto suele ocurrir a primeros de octubre habitualmente. Para tratar de obtener tendencias más largas, estamos intentando extender la serie temporal hacia atrás, mediante el uso de imágenes AVHRR, Landsat e incluso del primer satélite espía norteamericano, el CORONA.