scholarly journals Three approaches to the assessment of spatio-temporal distribution of the water balance: the case of the Cuitzeo basin, Michoacán, Mexico

Author(s):  
Alfredo Amador García ◽  
Erna Granados López ◽  
Manuel E. Mendoza

La distribución espacial de la energía y los flujos de ciclo hidrológico en forma de vapor (evapotranspiración), escurrimiento e infiltración en una región, son una función de las características climáticas (precipitación, temperatura y evaporación) y del paisaje (relieve, suelo y cobertura) de un área y constituyen el llamado ciclo hidrológico. El modelo general de evaluación de cada uno de los compartimentos y flujos es el balance hídrico. Los métodos desarrollados para calcular el balance hídrico de una región toman como base el enfoque de transferencia de masa o el de transferencia de energía. Este trabajo se planteó como objetivo calcular, comparar y evaluar tres aproximaciones en la estimación del balance hídrico regional espacialmente distribuido en cuencas sin datos de aforos. El modelamiento espacial de las variables hidrometeorológicas se efectuó en el sistema de información geográfica ArcView 3.2, y el modelamiento de los del escurrimiento se realizó con el sistema HEC versión 3.1.0. La primera aproximación está basada en el análisis de la información registrada en las estaciones meteorológicas disponibles, estimación puntual del balance hídrico mensual conforme al método de Thornthwaite y Mather y de polígonos de Thiessen; la segunda, en el cálculo y distribución de los parámetros para la aplicación del Método de Thornthwaite y Mather; finalmente la tercera aproximación se basó en el uso de la ecuación de FAO – Penman. Se escogió a la cuenca del lago de Cuitzeo como área de aplicación de los modelos. Destaca que mediante el resultado de la 3ª aproximación el volumen anual promedio de escurrimientos corresponde a 229.05 hm3. Dicho volumen es apenas 8.5 hm3 inferior al estimado como necesario para mantener 1 m de profundidad en la extensión del cuerpo de agua del lago de Cuitzeo. Esta diferencia representa en esa misma extensión una eventual fluctuación de 3 cm en el nivel medio del espejo del lago. El modelo HEC representa una alternativa para el modelamiento de la cuenca ya que demanda relativamente de pocos insumos, los principales (T, PP, PET, ET) obtenibles o espacializables mediante alguna de las aproximaciones presentadas aquí.

2021 ◽  
Author(s):  
Mingjie Shi ◽  
John Worden ◽  
Adriana Bailey ◽  
David Noone ◽  
Camille Risi ◽  
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Abstract The evolution of the Amazon forest is tightly coupled to its terrestrial water balance (evapotranspiration minus precipitation, or ET-P), as an increase in ET-P reduces soil moisture, increasing water stress. However, large differences of ~ 50% between current monthly estimates of ET-P make it challenging to confidently quantify its spatio-temporal distribution and evolution. Here, we show that new satellite observations of the HDO/H2O ratio of water vapor, spanning 2003 to 2020, constrain estimates of the Amazon water balance with monthly precision of ~ 20%. The HDO/H2O ratio of water vapor is sensitive to the difference between ET and P, rather than to either flux alone, because lighter isotopes preferentially evaporate and heavier isotopes preferentially condense. Consequently, variable bias and sensitivity errors that result from combining different ET and precipitation products are minimized with this proxy. Our analysis demonstrates these data can quantify the spatial patterns of Amazon water balance from monthly to interannual time scales.


2013 ◽  
Vol 38 (7) ◽  
pp. 1286-1294 ◽  
Author(s):  
Zong-Xin LI ◽  
Yuan-Quan CHEN ◽  
Qing-Cheng WANG ◽  
Kai-Chang LIU ◽  
Wang-Sheng GAO ◽  
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2019 ◽  
Author(s):  
Rudra Mohan Pradhan ◽  
◽  
Karrie A. Weber ◽  
Karrie A. Weber ◽  
Daniel Snow ◽  
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2021 ◽  
Vol 13 (5) ◽  
pp. 892
Author(s):  
Xiaomei Li ◽  
Pinhua Xie ◽  
Ang Li ◽  
Jin Xu ◽  
Zhaokun Hu ◽  
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This paper studied the method for converting the aerosol extinction to the mass concentration of particulate matter (PM) and obtained the spatio-temporal distribution and transportation of aerosol, nitrogen dioxide (NO2), sulfur dioxide (SO2), and formaldehyde (HCHO) based on multi-axis differential optical absorption spectroscopy (MAX-DOAS) observations in Dalian (38.85°N, 121.36°E), Qingdao (36.35°N, 120.69°E), and Shanghai (31.60°N, 121.80°E) from 2019 to 2020. The PM2.5 measured by the in situ instrument and the PM2.5 simulated by the conversion formula showed a good correlation. The correlation coefficients R were 0.93 (Dalian), 0.90 (Qingdao), and 0.88 (Shanghai). A regular seasonality of the three trace gases is found, but not for aerosols. Considerable amplitudes in the weekly cycles were determined for NO2 and aerosols, but not for SO2 and HCHO. The aerosol profiles were nearly Gaussian, and the shapes of the trace gas profiles were nearly exponential, except for SO2 in Shanghai and HCHO in Qingdao. PM2.5 presented the largest transport flux, followed by NO2 and SO2. The main transport flux was the output flux from inland to sea in spring and winter. The MAX-DOAS and the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) models’ results were compared. The overestimation of NO2 and SO2 by CAMS is due to its overestimation of near-surface gas volume mixing ratios.


2021 ◽  
Vol 11 (1) ◽  
Author(s):  
Randy Lemons ◽  
Wei Liu ◽  
Josef C. Frisch ◽  
Alan Fry ◽  
Joseph Robinson ◽  
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AbstractThe structural versatility of light underpins an outstanding collection of optical phenomena where both geometrical and topological states of light can dictate how matter will respond or display. Light possesses multiple degrees of freedom such as amplitude, and linear, spin angular, and orbital angular momenta, but the ability to adaptively engineer the spatio-temporal distribution of all these characteristics is primarily curtailed by technologies used to impose any desired structure to light. We demonstrate a laser architecture based on coherent beam combination offering integrated spatio-temporal field control and programmability, thereby presenting unique opportunities for generating light by design to exploit its topology.


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