Las zonas de montaña son especialmente sensibles a los efectos del cambio climático. La subida de las temperaturas y el cambio en la distribución estacional y espacial de las precipitaciones están produciendo cambios en la cobertura nivosa, en los pisos de vegetación, en la fauna, y en los suelos, entre otros. Observar y entender los efectos del cambio climático sobre los ecosistemas de montaña es, por tanto, un tema de interés científico de primero orden. Sin embargo, la intrincada e inaccesible orografía, las duras condiciones ambientales, y la falta de infraestructuras que generalmente caracteriza a estas zonas dificulta enormemente la monitorización y el estudio del clima y de los efectos del cambio climático en ellas.

La red de monitorización GuMNet (del inglés Guadarrama Monitoring Network, https://www.ucm.es/gumnet/) nace como una iniciativa interinstitucional (CEI, Ciemat, AEMET, PNSG, PN, CSIC-IGEO) cuyo objetivo es monitorizar y estudiar el clima de media y alta montaña en la zona de la Sierra de Guadarrama, en el centro de la Península Ibérica. La red consta de 10 estaciones situadas entre los 900 y los 2200 m a.s.l. que miden variables atmosféricas (temperatura, precipitación, velocidad del viento, etc.) y de suelo (temperatura de suelo, humedad de suelo). En un trabajo previo (Vegas et al., 2020) se llevó a cabo un estudio de la variabilidad regional de la temperatura del aire y su respuesta al cambio climático. García-Pereira et al. (2024) se centra en analizar la estructura termodinámica del suelo en distintas localizaciones de la sierra utilizando datos provenientes de cuatro estaciones de GuMNet (Cotos, CTS; Hoyas, HYS; Raso del Pino I, RSI; Herrería, HRR), y dos de la red de estaciones de AEMET (Puerto de Navacerrada, NVC; Segovia, SGV; Fig. 1a). Las estaciones de GuMNet cuentan con series cortas (2015-2021) de temperatura y humedad de suelo de trinchera hasta 1 m de profundidad (TRCH, Fig. 1b) y de temperatura de pozo (BRH, Fig. 1c,d) hasta 20 m, mientras que las estaciones de AEMET disponen de series comparativamente más largas (1989-2018), pero solo de temperatura de TRCH.

Figura 1. Izquierda: (a) disponibilidad de datos subterráneos sobre el área de la Sierra de Guadarrama utilizada en este trabajo. El mapa en el recuadro (esquina superior izquierda) muestra la ubicación de la Sierra de Guadarrama en la Península Ibérica. La extensión cubierta por el mapa en el panel (a) está representada por el área sombreada en naranja en el recuadro. Derecha: esquemas conceptuales de la instalación de trinchera de 1 m (b), y de los sondeos de pozo de 2 m (c), y de 20 m de profundidad (d). La misma distribución de profundidades de sensores de temperatura subterránea (referida como ST en la figura) se lleva a cabo en cada sitio (c, d). Los sensores en las zanjas están colocados de manera desigual dentro del primer metro del suelo en las diferentes estaciones. El color de fondo amarillo pálido (gris) se refiere al suelo (roca madre) en todos los paneles. La profundidad de transición entre el suelo y la roca madre (área borrosa en el panel d) es solo para fines ilustrativos y tiene lugar a diferentes profundidades para cada sitio. Los colores y formas de los símbolos también son ilustrativos. Además de los datos de temperatura subsuperficial, todas las estaciones proporcionan mediciones de la temperatura del aire en superficie (SAT) así como el contenido de humedad del suelo (referido como SH en la figura) en las trincheras.

Una evaluación del acoplamiento entre la temperatura del aire y la superficie terrestre mostró que el aislamiento del suelo debido a la cobertura de nieve es la principal fuente de desacoplamiento estacional, siendo especialmente relevante en invierno en sitios de gran altitud. La propagación subterránea de la temperatura se caracterizó asumiendo que el transporte de calor en la vertical es plenamente conductivo, despreciando así el transporte por advección o radiación. Para ello, se obtuvieron valores de difusividad térmica aparente derivados a partir de la atenuación de la amplitud y el desfase del ciclo anual con la profundidad. Esta metodología se extendió además al estudio de la atenuación de todo el dominio espectral de temperatura, lo que permitió evaluar cambios temporales en la difusividad térmica del suelo cerca de la superficie. Para los perfiles profundos, la difusividad térmica aparente varía de 1 a 1.4 m2/s, lo que es consistente con los valores para gneis y granito, los principales componentes de la roca madre en la Sierra de Guadarrama. Sin embargo, la difusividad térmica es más baja y heterogénea en las capas de suelo cercanas a la superficie (0.4–0.8 m2/s). Se observó un aumento en la difusividad con la profundidad que fue generalmente mayor en la transición suelo-roca madre, a una profundidad de 4–8 m. De esta manera, los cambios de difusividad térmica en la vertical permiten identificar cambios en la composición de los materiales que conforman la columna. Además, los resultados con el método espectral sugieren que los cambios en el tiempo de la difusividad térmica cerca de la superficie están relacionados con cambios en el contenido de humedad del suelo, lo que lo convierte en una potencial herramienta para obtener información sobre la sequía del suelo y la disponibilidad de recursos hídricos a partir de datos de temperatura del suelo..

García-Pereira, F., González-Rouco, J. F., Schmid, T., Melo-Aguilar, C., Vegas-Cañas, C., Steinert, N. J., Roldán-Gómez, P. J., Cuesta-Valero, F. J., García-García, A., Beltrami, H., and de Vrese, P.: Thermodynamic and hydrological drivers of the soil and bedrock thermal regimes in central Spain, SOIL, 10, 1–21, https://doi.org/10.5194/soil-10-1-2024, 2024.

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