Los glaciares, como parte de la criósfera, son dinámicos y responden a variaciones de otros componentes del sistema Tierra tales como la atmósfera (clima) o la litosfera (sustrato rocoso, actividad volcánica). Esta interacción se refleja directamente sobre su superficie, mediante la acumulación de masa por precipitaciones sólidas, e igualmente derretimiento o ablación, por procesos de fusión, evaporación y sublimación del hielo. 

Los cambios en un glaciar se pueden medir, principalmente, en función de los cambios evidenciados en su geometría, volumen, espesor, balance de masa, aportes de agua líquida a las cuencas hidrográficas e interacción con variables atmosféricas. 

En la actualidad, el IDEAM realiza trabajos glaciológicos aplicando técnicas de cuantificación y cualificación de parámetros glaciológicos, hidroglaciológicos y atmosféricos, que permiten evaluar la dinámica y evolución de los glaciares, siguiendo metodologías recomendadas por organizaciones como L'Institut de Recherche pour le Développement (IRD) francés, la Universidad de Zürich (Suiza), el Servicio Mundial de Monitoreo glaciar (World Glacier Monitoring Service-WGSM) y el Grupo de Trabajo en Nieves y Hielos, del Programa Hidrológico Internacional para América Latina y el Caribe (GTNH-PHI-LAC) de la UNESCO.

Los nevados estudiados

Los seis nevados de Colombia son objeto de seguimiento, particularmente su evolución a través de la observación y análisis de imágenes satelitales de alta resolución espacial. En un primer nivel de observación, se calcula el área de cobertura de hielo a partir de imágenes satelitales. Este cálculo de superficie se realilza cada dos o tres años, según la disponibilidad de imágenes satelitales de buena calidad, y la pertienencia de la medición en términos del cambio de cobertura.

Un segundo nivel de monitoreo directo, está constituido por el trabajo en campo de las zonas de estudio. En el caso colombiano se monitorean permanentemente dos glaciares, a saber: Volcán Nevado Santa Isabel (sector Conejeras) desde abril del 2006 y Sierra Nevada El Cocuy o Güicán (sector Ritacuba Blanco) desde noviembre de 2008. La escogencia de estos responde a criterio de selección como representatividad, tamaño, morfología de la cuenca glaciar, estado del frente inferior y accesibilidad. 

Volcán Nevado Santa Isabel

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Este volcán cuenta en la actualidad (2018) con un área de 0,63 Km². Para realizar los trabajos glaciológicos, se seleccionó una masa de hielo de 0,1 Km², localizada al noroeste del complejo volcánico, conocida como Conejeras, nombre que recibe del sendero que conduce allí.

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Sierra Nevada El Cocuy o Güicán

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La selección de la Sierra Nevada El Cocuy o Güicán como sitio de estudio directo fue similar al realizado en el Volcán Nevado Santa Isabel, escogidos en principio los glaciares Ritacuba Negro y Ritacuba Blanco al norte de la sierra. Por accesibilidad y seguridad -sus grietas hacen el recorrido muy peligroso- se detuvo la investigación en el glaciar Ritacuba Negro, quedando actualmente el Ritacuba Blanco. El área de estudio suma un área aproximada de 0.36 km² y se encuentra sobre la vertiente noroccidental de la sierra. 

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Actividades glaciológicas

Conocer la dinámica de los glaciares implica hacer un seguimiento a los parámetros físicos necesarios para identificar los cambios del glaciar en un periodo de tiempo dado, con el cual se pueda conformar una serie de datos consistente para su análisis. Con el fin de llevar a cabo esa tarea, es preciso equipar o instrumentar cuidadosa y estratégicamente los glaciares de estudio con elementos y equipos de diversa índole, que pueden ser de materiales sencillos hasta de alta tecnología.

Los parámetros y actividades realizadas por el IDEAM en los glaciares de estudio consisten en:

Balance de masa glaciológico: medición periódica de pérdida o ganancia de volumen del glaciar en un periodo determinado. La estimación de este balance se obtiene por medio de mediciones directas sobre la superficie glaciar. Este método, el más utilizado a nivel mundial para medir el cambio de masa, es la técnica principal que utiliza el IDEAM para estimar los cambios de masa en los glaciares elegidos.

Este cálculo se puede realizar directamente en terreno (método directo) y consiste en instalar una serie de estacas o balizas (tubos delgados de plástico) en forma vertical y enterrados a varios metros de profundidad en el hielo, que permiten un mustreo sistemático. Las balizas son utilizadas -a modo de limnímetro en un río- para medir los cambios del "nivel" en este caso, de la superficie de un glaciar: puede aumentar por las precipitaciones o disminuir cuando hay derretimiento.

Las balizas son estructuras instaladas en el glaciar, en las que se mide la distancia del extremo superior hasta la superficie de la nieve, es decir lo que emerge de la baliza sobre la nieve. Este dato se conoce como emergencia. Posteriormente se mide la longitud de los demás materiales con diferentes densidades como neviza o nieve hasta la superficie del hielo.

Para mayor información visite la página Balance de masa glaciológico: el estado de salud de un glaciar

De izq a der: medición de emergencia y manto de nieve en glaciar Ritacuba BlancoVolcán. 2018. Autor:Jorge Luis Ceballos. Medición de emergencia y manto de nieve en glaciar Conejeras. 2018. Autor: Pablo Herrera

Perforadora tipo Heucke. Autor:IDEAM (click sobre la imagen para ampliar)

Superficie: cálculo de área glaciar a nivel nacional realizado cada dos o tres años, según la disponibilidad de imágenes satelitales de buena calidad. El método consiste en la selección autónoma de combinaciones multiespectrales de imágenes de sensores remotos con alta resolución espectral y espacial, intepretación de un profesional y verificación en campo. Para mayor información sobre las áreas de los diferentes nevados visite la página Glaciares en Colombia

Longitud o retroceso del frente glaciar: mediante puntos fijos (rocas de gran tamaño, taludes de roca) ubicados cerca al límite inferior del glaciar, se mide dos veces al año la distancia del punto de referencia al frente del glaciar, con el fin de obtener series de retroceso longitudinal.

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Espesor o profundidad del hielo: estimado con un radar de penetración, que envía impulsos cortos de ondas electromagnéticas de radio-frecuencia a través del glaciar mediante una antena transmisora. Cuando la onda radiada encuentra heterogeneidades en las propiedades eléctricas de los materiales del hielo, una parte de la energía se refleja de nuevo a la superficie y otra parte se transmite hacia profundidades mayores. La onda en retorno es captada por una antena receptora y el equipo registra los tiempos dobles de transmisión del pulso. El espesor se determina a partir del tiempo empleado por la onda, entre su salida desde un transmisor ubicado en la superficie del glaciar y su retorno.

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Fotografías oblicuas terrestres: mediante la captura periodica de fotografías del frente de hielo y de la zona baja del glaciar, se sigue visualmente la evolución del glaciar. La fotografía debe ser tomada desde el mismo lugar y ángulo, y si es posible, a la misma hora y con el mismo tipo de lente. El punto se georreferencia (GPS) para tener el mismo encuadre.

Adicionalmente, desde el año 2017, el IDEAM ha instalado una cámara trampa o time-lapse al borde del sitio de estudio Conejeras, que permite tener un registro ininterrumpido de los cambios y fenómenos meteorológicos acaecidos sobre el glaciar.

Comparación fotográfica tomada por cámara time-lapse al glaciar Conejeras entre mayo de 2017 y mayo de 2019. IDEAM, 2019

Levantamientos topográficos: implementación de métodos topográficos tradicionales de terreno para construir la cartografía glaciar, a través de un equipo GNSS diferencial. Por medio de un levantamiento topográfico se obtiene información sobre área, perímetro o relieve del glaciar.

Estmación de área y perimetro del glaciar Conejeras mediante levantamiento topográfico con equipo GNSS. 2018. IDEAM

Balance hidrológico: a través de este método se estima anualmente la cantidad de masa que acumula o pierde el glaciar a través de la precipitación sólida que se deposita y el escurrimiento e infiltración que salen del mismo por efecto de la fusión. Se hacen mediciones de la escorrentía del glaciar por medio de dispositivos de medición para hallar el caudal, ubicados en estaciones hidrometeorológicas del IDEAM. 

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Balance de energía: inventario de los flujos energéticos (radiativos, conductivos y turbulentos) entre el glaciar y la atmósfera. Para este cálculo se realizan mediciones meteorológicas sobre la superficie del glaciar; en particular valores de radiación. Dos estaciones meteorológicas móviles de altura (llamadas EMMA y EMMA 2) directamente sobre la superficie glaciar; la primera en el Volcán Nevado Santa Isabel y la segunda en el glaciar Ritacuba Blanco, capturan información de radiación, temperatura del aire, temperatura del hielo, velocidad y dirección del viento, presión atmosférica, precipitación y cambio en el espesor de la nieve.

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Mediciones meteorológicas: realizadas por medio de estaciones meteorológicas convencionales y automáticas, que tienen como objetivo capturar información de las principales variables meteorológicas, como precipitación, temperatura humedad del aire, radiación solar, velocidad y dirección del viento.

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Mediciones a pluviómetros totalizadores: los pluviómetros totalizadores son estructuras cilíndricas en las que se almacena el agua lluvia y tienen un aislante oleaginoso que evita que el agua se evapore. Mediante estas mediciones se puede establecer cuanto llovió entre períodos determinados. Cuando un pluviómetro se llena es necesario bajarle el nivel y tomar el dato nuevo. Son estructuras pintadas de color naranja para que puedan ser facilmente observables. 

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Toma de muestras de agua para análisis isotópicos: red de puntos experimental de 13 puntos en los dos nevados monitoreados directamente, donde se toman muestras de agua lluvia y de escorrentía, con el objetivo de saber el origen y permanencia del agua proveniente del glaciar mediante el rastreo de isótopos de oxígeno e hidrógeno.

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Fotogrametría aérea: mediante el uso de una Aeronave Piloteada Remotamente (RPA por sus siglas en inglés, conocida como dron) se generan insumos fotogramétricos y multimedia de las zonas de alta montaña, especialmente glaciares, de dos Parques Nacionales Naturales de Colombia, que posteriormente son analizados y procesados por el software de modelado espacial PIX4D. Esto con el fin de generar fotomosaicos y Modelos Digitales de Superficie.

De izq a der: Sobrevuelo con dron en inmediaciones de lso glaciares de estudio. 2018. Autor: Alejandro Ospina. 2017. Autor:Jorge Luis Ceballos.

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