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Una revisión de los modelos hidrológicos aplicados en la región ártica dominada por el permafrost

Autores: Bui, Minh Tuan; Lu, Jinmei; Nie, Linmei

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Una revisión de los modelos hidrológicos aplicados en la región ártica dominada por el permafrost


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

ártico
Cambio climático
Modelos hidrológicos
Hidrología superficial
Modelos crio-hidrogeológicos
Permafrost

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La región ártica es la más sensible al cambio climático. Los modelos hidrológicos son herramientas fundamentales para la evaluación del impacto del cambio climático. Sin embargo, debido a las condiciones climáticas extremas, los procesos hidrológicos específicos y los desafíos en la adquisición de datos en el Ártico, es crucial seleccionar modelos hidrológicos adecuados para esta región. En este documento, se realiza una revisión y comparación exhaustiva de diferentes modelos basada en estudios recientemente disponibles. Se analizan la funcionalidad, las limitaciones y la idoneidad de los modelos hidrológicos potenciales para el proceso hidrológico ártico, incluyendo: (1) los modelos hidrológicos superficiales Topoflow, DMHS (sistema de modelado hidrológico determinista), HBV (departamento de balance hídrico de la Agencia Hidrológica Sueca), SWAT (herramienta de evaluación de suelos y agua), WaSiM (modelo de simulación de balance hídrico), ECOMAG (modelo ecológico para geofísica aplicada) y CRHM (modelo hidrológico de regiones frías); y (2) los modelos crio-hidrogeológicos ATS (simulador terrestre ártico), CryoGrid 3, GEOtop, SUTRA-ICE (variante de hielo del modelo de transporte saturado/no saturado existente) y PFLOTRAN-ICE (variante de hielo del modelo de flujo subsuperficial y transporte reactivo masivamente paralelo existente). La revisión encuentra que Topoflow, HBV, SWAT, ECOMAG y CRHM son adecuados para estudiar la hidrología superficial en lugar de otros procesos en entornos de permafrost, mientras que DMHS, WaSiM y los modelos crio-hidrogeológicos tienen mayores capacidades para la hidrología subsuperficial, ya que tienen en cuenta los tres cambios de fase del agua en el suelo cercano a la superficie. De los modelos crio-hidrogeológicos revisados aquí, GEOtop, SUTRA-ICE y PFLOTRAN-ICE son adecuados para cuencas de pequeña escala, mientras que ATS y CryoGrid 3 son potencialmente adecuados para cuencas de gran escala. Especialmente, ATS y GEOtop son las primeras herramientas que acoplan la hidrología térmica de permafrost superficial/subsuperficial. Si se busca la precisión en la simulación de la dinámica de la capa activa, DMHS, ATS, GEOtop y PFLOTRAN-ICE son herramientas potenciales en comparación con los otros modelos. Además, la adquisición de datos es una tarea desafiante para los modelos crio-hidrogeológicos debido a las complejas condiciones de frontera en comparación con los modelos hidrológicos superficiales HBV, SWAT y CRHM, y los modelos crio-hidrogeológicos son más difíciles de usar para usuarios no expertos y más costosos de operar en comparación con otros modelos.

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