recursos hídricos. (iiama-etsiccp-upv, valencia, 18-19

Jornadas Internacionales de Sistemas Soportes de Decisión en la Planificación y Gestión de Recursos Hídricos. (IIAMA-ETSICCP-UPV, Valencia, 18-19 Junio 2013).

Dpto. Física de la Tierra y Termodinámica Grupo de Climatología Desde Satélites

Estimación de la Escorrentía Superficial en la Cuenca del Júcar a Partir de Medidas de Precipitación y de Productos de Humedad del Suelo de SMOS

Ernesto Lopez-Baeza(1), Julio A. Garcia Leal(2), Teodoro Estrela(3), Roberto Fernandez(1), Arancha Fidalgo(3), Onofre Gabaldo(3), Maura

Gonzalez Robles(1), Eddy Herrera Daza(2), Samiro Khodayar(4)

(1) Universidad de Valencia. Facultad de Física. Departamento de Física de la Tierra y

Termodinámica. Grupo de Climatología desde Satélites, Valencia, España. c/Dr Moliner, 50, Burjassot, 46100 Valencia. Tel. 963544049. [email protected]

(2) Universidad Javeriana, Facultad de Ingeniería / Facultad de Ciencias, Bogotá, Colombia (3) Confederación Hidrográfica del Júcar, Valencia, España

(4) Institute of Meteorology and Climate Research. Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Karlsruhe, Germany



•  CERES (Clouds and the Earth’s Radiant Energy System) NASA •  GERB (Geostationary Earth radiation Budget) EUMETSAT

•  EarthCARE (Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer) ESA/JAXA

•  SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) ESA •  SMAP (Soil Moisture Active and Passive) NASA

•  SENTINEL-3 ESA

•  EPS/MetOp (EUMETSAT Polar System ) EUMETSAT/ESA •  PA R I S ( P a s s i v e R e f l e c t o m e t r y a n d Interferometry System) GNSS-R (Global Navigation Satellite System - Reflectometry) ESA

Colaboración Misiones Espaciales



HyMeX Hydrological Cycle in Mediterranean Experiment

for us … it means the

Definition of an Experimental Observatory of the Water Cycle

!HyMeX



(Most?) suitable area in Europe for validation of low spatial

resolution remote sensing data and products

HR MERIS, 23 Marzo 2002

Valencia & Alacant Anchor Stations

Valencia Anchor Station

Alacant Anchor Station



UNESCO Climate Index P / ETP

Annual Precipitation

Semi-arid

Sub-humid

Humid

Valencia Anchor Station

Alacant Anchor Station

JAN FEB MAR

APR MAY JUN

JUL AUG SEP

OCT NOV DEC

(A. Fidalgo, Jucar River Basin Authority)

Modelled monthly mean values of soil moisture content (0-20 cm depth) (1940 – 2001) (SIMPA)



SM Network

Valencia Anchor Station-Ernesto Lopez-Baeza Caudete de las Fuentes, Valencia, Spain

•  Validation of SMOS (+SMAP) L1 & L2 land data & products

•  Ground data for o  L1B_TB, L1C_TB o  L2_SM_A, L2_SM_P, L2_SM_A/P,

L3_SM_A, L3_SM_P, L3_SM_A/P o  L4_SM

•  8 (+ 1) Domains with different measuring points in each

•  Data Transmission: manual download •  Expected Latency •  Status: operational

Measurement Type

Method Depths (cm)

Delta-T ML2x Capacitance Probe 5

Delta-T PR2/4 Capacitance Probe 10/20/30/40

Stevens Hydra Probe Capacitance Probe 5 7,5

EnviroSCAN (IVIA) (2007-2011)

Capacitance Probe (dry & irrigated)

10/30/60/100

Surface Roughness Roughness Profiler

LAI LICOR Sensor

VWC Dendrometer

ECOCLIMAP land use classification

SM measurement associated to met station SM only

35/46

884 885 886

Fig. 1. Land use over the VAS site from the ECOCLIMAP global data base (Masson et al., 2003). The MELBEX-III vineyard site is represented by a dark circle; the SMOS DGG nodes are represented by red circles. The DGG node considered in this study is DGG2010597, very close to the MELBEX-III vineyard. 'Spanish Mixed' and 'Spanish Complex' land use types include mainly vineyards and a lower fraction of orchards and Mediterranean vegetation. 887 888

889



SMOS Cal/Val Campaigns ESA



First Map of Global Soil Moisture Retrievals



First Map of Global Soil Moisture and Sea Surface Salinity



SMOS Map Record Soil Water Before Flood ESA/CESBIO



Estimation of Runoff from Storm Rainfall in the Jucar River Basin

Introduction Surface runoff: water that flows after soil is infiltrated to full capacity and excess water from rain, meltwater, or other sources flows over the land. When the soil is saturated and the depression storage filled, and rain continues to fall, the rainfall will immediately produce surface runoff. The Soil Conservation Service Curve Number (SCS-CN) method is widely used for determining the approximate direct runoff volume for a given rainfall event in a particular area. The advantage of the method is its simplicity and widespread inclusion in existing computer models. It was originally developed by the US Department of Agriculture, Soil Conservation Service, and documented in detail in the National Engineering Handbook, Sect. 4: Hydrology (NEH-4) (USDA-SCS, 1985). ! The basic assumption of the SCS-CN method is that, for a single storm, the ratio of actual soil retention after runoff begins to potential maximum retention is equal to the ratio of direct runoff to available rainfall. ! Study applied to the Jucar River Basin area Significant rainfall events

22nd November, 2011 28-29 September 10 October, 2012

Potential maximum retention values for each point have been assumed as the first SMOS soil moisture values available at the closest DGG node immediately after saturation produced by the rain.




The method has previously been applied to the Jucar River Basin Area (Ariza and Alonso, 2008), and we would like to apply it now using SMOS soil moisture estimations. Ariza, C. and O. Alonso, 2008. Servicio de alerta temprana de riadas relámpago en la cuenca del Júcar. XXX Jornadas Científicas de la Asociación Meteorológica Española, AME, sobre "Agua y Cambio Climático", Sesión 6A: Observación y Técnicas de Observación, Zaragoza, 5 - 7 Mayo 2008 (h t t p : / / a m e - w e b . o r g / i m a g e s / s t o r i e s / C o n g r e s o s / 3 0 -Zaragoza-2008/6A_Ariza.pdf)




Julio Garcia Leal & Maura Gonzalez




Precipitación en estaciones Sitjar y Alcalá de Chivert durante Noviembre y Diciembre 2011. La precipitación más representativa se encuentra en el mes de Noviembre como se puede observar en las gráficas superiores. Las gráficas inferiores tienen la precipitación acumulada cada 12 h a 6:00 am y 6:00 pm, y sigue siendo significativo el periodo de Noviembre de 2011

Julio Garcia Leal




Campos de Precipitación. 3D e Isosistas. Evento de 22 de Noviembre 2011. 122 Estaciones

Método de interpolación V4 (incluye vecino cercano y lineal). La precipitación fue reescalada para en un segundo paso ser utilizada en la ecuación de escorrentia

Julio Garcia Leal




CP34



21 Nov A

22 Nov A

22 Nov D

23 Nov D

24 Nov A

CATDS



1

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Comparación con Modelos de Generación de Sistemas Convectivos



Institute for Meteorology and Climate Research, Karlsruhe Institute of Technology (KIT) Germany

22 Noviembre 2011 28 Septiembre 2012

Precipitaciones intensas en la Cuenca del Júcar



26 Septiembre 2012 06 UTC 28 Septiembre 2012 06 UTC

SMOS como oportunidad para mejorar las predicciones

Institute for Meteorology and Climate Research, Karlsruhe Institute of Technology (KIT) Germany [email protected]



Conclusiones •  Los mapas muestran estimaciones de la precipitación a partir de la lluvia

registrada en pluviómetros de la CHJ. Se aplica un método de interpolación V4 que incluye el vecino más próximo y lineal. •  La escorrentía superficial se obtiene a partir de dos tipos de mediciones, precipitación y humedad del suelo. •  Buenos resultados en SMOS •  Comparaciones preliminares entre precipitaciones medidas y estimadas con modelo COSMO-CLM (7 km resolución) indican subestimación del modelo del orden entre 5 y 20%. Esto puede deberse a la estimación en 7 km frente a la medida puntual del pluviómetro y al modelo todavía no adaptado a la zona. • Trabajos futuros

•  Precipitación a partir de satélites •  Coeficientes 0,2 y 0,8 en la ecuación de escorrentía •  Evolución de la escorrentía



Acknowledgment

•  Programa Nacional Investigación sobre Espacio, Ministerio de Economía y Competitividad

! •  Consellería de Infraestructuras, Territorio y Medio Ambiente.

Generalitat Valenciana ! •  Agencia Espacial Europea (ESA) (SMOS)

•  Confederación Hidrográfica del Júcar •  Oficina de Planificación Hidrológica •  SAIH

•  Bodegas IRANZO, Caudete de las Fuentes

•  Bodegas y Viñedos de Utiel

•  Bodega “La Cubera”, Utiel ! •  Nicolas Guaita and Rafael Giménez, Caudete de las Fuentes



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recursos hídricos. (iiama-etsiccp-upv, valencia, 18-19

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