Estimating Evapotranspiration Using the SEBAL Model and Remote Sensing: Spatiotemporal Dynamics in Quara District, Northwest Ethiopia

El agua es la moneda invisible de la tierra, moviéndose constantemente entre el suelo, las plantas y el aire. Este movimiento, conocido como evapotranspiración, es una combinación de dos procesos: el agua que se evapora directamente del suelo y el vapor de agua liberado por las plantas mientras respiran. En regiones secas y semiáridas, donde el agua es escasa, comprender exactamente cuánta agua se pierde hacia la atmósfera es crítico. Los agricultores necesitan saber cuánto irrigar, y los gestores del agua necesitan planificar para el futuro. Durante décadas, medir esta pérdida ha sido difícil, dependiendo a menudo de estaciones meteorológicas que solo cuentan la historia de un solo lugar, dejando vastos paisajes en la oscuridad.

Un equipo de investigadores de universidades de Etiopía ha mapeado ahora esta pérdida oculta de agua en el distrito de Quara, al noroeste del país. Utilizando un sofisticado modelo informático llamado SEBAL, que significa Algoritmo de Balance de Energía de la Superficie para la Tierra (Surface Energy Balance Algorithm for Land), convirtieron imágenes de satélite en un cuadro detallado del consumo de agua. El modelo funciona observando la energía que golpea la superficie de la Tierra. Así como una persona siente calor al estar bajo el sol, la tierra absorbe energía solar. Esta energía tiene que ir a alguna parte; o bien calienta el aire, o calienta el suelo, o se utiliza para convertir el agua líquida en vapor. Al calcular cuánta energía queda después de calentar el aire y el suelo, los investigadores pudieron determinar exactamente cuánta agua se estaba convirtiendo en vapor y ascendiendo hacia el cielo.

El estudio se centró en la estación seca de 2020, analizando imágenes de satélite tomadas en cuatro fechas específicas entre enero y abril. Los investigadores utilizaron imágenes del satélite Landsat-8, que captura la Tierra con gran detalle, permitiendo ver campos individuales, bosques y suelo desnudo. Combinaron estas imágenes con datos de estaciones meteorológicas y mapas de la elevación del terreno para construir un cuadro completo del ciclo del agua del distrito. El resultado fue una serie de mapas que mostraban exactamente dónde se estaba utilizando el agua y cómo ese uso cambiaba con el tiempo.

Los hallazgos revelaron un paisaje de contrastes marcados. En áreas cubiertas por vegetación densa o cultivos irrigados, la tierra estaba liberando activamente grandes cantidades de vapor de agua. En estas zonas verdes, la pérdida diaria de agua alcanzaba los 9,63 milímetros por día. En marcado contraste, el suelo desnudo y las zonas rocosas, donde no crecían plantas y el suelo estaba seco, perdían muy poca agua, con tasas que caían hasta los 0,68 milímetros por día. Los mapas mostraron que la ubicación de la pérdida de agua no era aleatoria; seguía a la tierra misma. Los valles y las zonas cercanas a los ríos, donde el suelo permanecía húmedo y la vegetación era espesa, mostraron consistentemente una alta pérdida de agua. Las tierras más altas y secas, con hierba dispersa o roca expuesta, mostraban muy poca.

A medida que la estación seca avanzaba de enero a marzo, la cantidad de agua perdida hacia la atmósfera aumentó generalmente. Este aumento fue a la par del incremento del calor y el secado del suelo en las zonas que dependen de la lluvia. Para marzo, la pérdida de agua alcanzó su punto máximo, impulsada por el sol intenso y la falta de humedad en los campos de secano. Sin embargo, para abril, el patrón cambió ligeramente. Aunque el aire seguía siendo caluroso, la pérdida diaria de agua disminuyó un poco. Los investigadores sugieren que esto se debió probablemente a los primeros indicios de la llegada de la temporada de lluvias, que pudo haber añadido un poco de humedad al suelo, o quizás a que los agricultores redujeron su irrigación en preparación para las lluvias.

El estudio también destacó el poder de utilizar satélites para resolver problemas locales. En una región donde las estaciones meteorológicas son escasas y están muy dispersas, el método basado en satélites proporcionó una forma de ver el panorama completo a la vez. Los investigadores encontraron que el modelo funcionaba bien, produciendo resultados que coincidían con las pocas mediciones terrestres que tenían. Este enfoque ofrece una herramienta práctica para gestionar el agua en Etiopía y otras regiones secas. Al saber exactamente qué campos están bebiendo más agua y qué áreas se están secando, los funcionarios pueden tomar mejores decisiones sobre a dónde enviar agua, cómo proteger los cultivos y cómo prepararse para las sequías. El trabajo demuestra que mirar desde el espacio puede proporcionar una visión clara y detallada del agua que sustenta la vida en la tierra.