La precipitación en forma de nieve y su acumulación en forma de manto nival juega un papel fundamental en el recurso hídrico, especialmente la que ocurre en cordilleras montañosas rodeadas de regiones semi-áridas. También, el manto nivoso ejerce efectos a nivel climático generando mecanismos de retroalimentación como el feedback nieve-albedo. En las regiones de permafrost, la presencia de cobertura nival cambia el régimen térmico del suelo debido a que actúa como aislante reduciendo los intercambios térmicos entre atmósfera y suelo. Por todas estas razones, la medida de propiedades del manto nivoso como su espesor o su densidad resultan de gran interés. Sin embargo, dichas medidas suponen a menudo un reto debido, por ejemplo, a la amplia variabilidad espacial del manto o las condiciones adversas y carácter remoto de las zonas de interés.

Estación para la medida de espesor de nieve en Crater Lake, Isla Decepción, Antártida. Adosado al mástil principal de la estación se encuentra el mástil de madera de la pértiga de nieve (detalle en recuadro rojo), incluida la matriz de registradores de temperatura en miniatura -iButtons- (detalle en círculo amarillo).

Los instrumentos tradicionalmente empleados para estas tareas de medida (sensores de ultrasonido, balanzas de nieve, bandas para medida de densidad…) presentan un coste elevado y requieren un amplio mantenimiento, estando además sujetos a problemas de alimentación que podrían suponer pérdidas importantes de datos. Los termonivómetros son equipos compuestos por un mástil de madera al que se fijan sensores de temperatura a distintas alturas sobre el suelo. Se trata de equipos utilizados generalmente en zonas frías y remotas que se caracterizan por ser sustancialmente más baratos y fáciles de mantener en comparación con los instrumentos tradicionales de medida automática de nieve.

Comparación entre la mejor estimación de la profundidad de nieve utilizando los datos de la pértiga de nieve (línea morada) y los valores de referencia de la estación SPA (línea negra) y (a) un termograma que muestra la evolución de la temperatura en cada elevación (eje Y) a lo largo del tiempo (eje X), y (b) el cuantificador de la variabilidad térmica utilizado para determinar si un sensor está cubierto por la nieve en en relación con el valor del sensor situado más arriba.

En este estudio se emplean varios métodos basados en bibliografía previa para obtener el espesor estimado del manto nivoso estacional a partir del comportamiento de las medidas de temperatura registradas por un termonivómetro instalado en la Isla Decepción en la Antártida. Dichos métodos son comparados con medidas de alta resolución del espesor nival obtenidas con un sensor de ultrasonidos instalado en la misma localización. Se propone además un nuevo método con el cual se obtienen mejores estimaciones del espesor del manto. Se realiza además un estudio del error y de la sensibilidad de los diferentes métodos a los umbrales considerados en cada caso. Se consideran tests de sensibilidad ante posibles fallos de algunos de los sensores, lo que permite ver otra ventaja de estos equipos en el hecho de que fallos de sensores individuales no suponen una pérdida total de datos ni un empeoramiento sustancial de la estimación. Finalmente, se emplea información del fenómeno físico de la transferencia de calor y aislamiento térmico que produce el manto nival para obtener información sobre la densidad del manto. En este último frente se encuentran resultados prometedores que podrían abrir una nueva posibilidad al uso de termonivómetros para estimar otras propiedades del manto además de su espesor.

Diego García-Maroto, Luis Durán, Miguel Ángel de Pablo Hernández, New approaches and error assessment to snow cover thickness and density using air temperature data at different heights,
Science of The Total Environment, Volume 926, 2024, 171744, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.171744.

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