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ESTIMACIÓN ACTUAL Y FUTURA DEL
RETROCESO GLACIAR DEL NEVADO
CAYAMBE, EN ECUADOR
CURRENT AND FUTURE ESTIMATION OF GLACIER RETREAT OF
NEVADO CAYAMBE, ECUADOR
Recibido: 29/04/2022 - Aceptado: 11/01/2023
Estefanía Belén Cabrera Montenegro
Ingeniera en Recursos Naturales Renovables -
Universidad Técnica del Norte
ebcabreram@utn.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-1219-7798
Joe Carlos Vega Tamba
Ingeniero en Recursos Naturales Renovables,
Universidad Técnica del Norte
jcvegat@utn.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-4617-0120
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Gabriel Alexis Jácome Aguirre
Máster en Ingeniería Ambiental - Kyung Hee University.
Docente de la Carrera de Recursos Naturales Renovables de la
Universidad Técnica del Norte.
gajacomea@utn.edu.ec
https://orcid.org/0000-0001-8305-6226
Cómo citar este artículo:
Cabrera, E., Vega, J. & Jácome, G. (Enero - Junio de 2022).
Estimación actual y futura del retroceso glaciar del nevado
Cayambe, en Ecuador. Sathiri (18)1, 158-178. https://doi.
org/10.32645/13906925.1197
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Cabrera, E., Vega, J. & Jácome, G. (Enero - Junio de 2022). Estimación actual y futura del retroceso glaciar del nevado Cayambe, en Ecuador. Sathiri (18)1, 158-178. https://doi.
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Resumen
Los Andes ecuatorianos experimentaron pérdidas de cobertura glaciar a causa de factores
antrópicos que propician el cambio climático. En ese sentido, el presente estudio tuvo como
objetivo cuanticar la pérdida de la cobertura glaciar del nevado Cayambe ubicado en la provincia de
Pichincha en Ecuador para las últimas décadas (1990-2020) mediante imágenes satelitales Landsat,
además de identicar cómo estos cambios se relacionan con las tendencias de variabilidad climática
y cómo pueden continuar con el pasar del tiempo por medio de una proyección futura. El resultado
del cambio en la cobertura glaciar se obtuvo mediante la digitalización de imágenes satelitales y
el cálculo de las áreas de los polígonos resultantes. Se analizó las tendencias de precipitación y
temperatura mediante la prueba de Mann Kendall y su relación con el retroceso glaciar. Con las
áreas obtenidas se aplicó la proyección futura del retroceso glaciar y la tendencia de decrecimiento.
Como resultado se evidencia que el nevado Cayambe presenta un retroceso de 30.09 % durante
los últimos 30 años, debido al aumento de temperatura desde el año 2012. Las tendencias de
las variables climáticas no son signicativas, sin embargo presentan tendencias crecientes para la
temperatura y decrecientes para la precipitación, por lo que tienen una relación del 4 al 7 % con
el retroceso glaciar, aunque no es un valor alto, se inere que si presentan relación. Se estima que
para el año 2050, el glaciar tendrá un área de 6.1 km2 y para el año 2080 desaparecerá. Se puede
concluir que el nevado Cayambe se encuentra en retroceso constante con el paso de los años, lo
que hace que el impacto del cambio climático sea cada vez más evidente.
Palabras clave: Retroceso glaciar, variabilidad climática, proyección futura
Abstract
The Ecuadorian Andes experienced losses of glacier cover due to anthropic factors that promote
climate change. This study aimed to quantify the loss of the glacier cover of Cayambe volcano
located in Pichincha, Ecuador for the last decades (1990-2020) through Landsat satellite images. It
includes the identication of how these changes relate to trends in climate variability and how they
can continue over time through future projection. The result of the change in glacier coverage was
obtained by digitizing satellite images and calculating the areas of the resulting polygons. Rainfall
and temperature trends were performed using the Mann Kendall test and its relationship with
glacier retreat. With the obtained areas the future projection of the glacier retreat and the tendency
of decrease were applied. The glacier of Cayambe volcano had a decline of 30.09 % during the last
30 years due to the increase in temperature since 2012. The trends of the climatic variables are
not signicant, however, they present increasing trends for temperature and decreasing trends for
precipitation, so they have a ratio of 4 to 7 % with glacier retreat, although it is not a high value, it
is inferred that they are related. By 2050 the glacier will have an area of 6.1 km2 and by 2080 it will
disappear. It can be concluded that this glacier is in constant decline with the variation of the years
and the climate change becomes increasingly evident.
Keywords: Glacier retreat, climate variability, future projection.
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Introducción
Los glaciares son una de las estructuras geológicas más espectaculares y con una mayor capacidad
morfogenética en el mundo debido a la gran diversidad de geoformas que posee y a su presencia
dentro del paisaje; además, es muy importante debido a la funcionalidad que presentan como
suministro de agua para poblaciones aledañas (Francou et al., 2000). Sin embargo, los glaciares
presentan problemas de deshielo que desembocan en una cadena de afectaciones como el desgaste
del recurso hídrico, dando paso a fenómenos meteorológicos (Belmonte, 2017; Schoolmeester et
al., 2018). El monte Tuyuksu, ubicado en el norte de Tian Shan en Kazajstán y Kirguistán, presenta
la mayor pérdida de masa glaciar en la década de 1970 con un valor de 21 % y una tendencia de
aumento de temperatura de 1°C/año y precipitación de 11.5 mm/año (Bolch, 2006). El nevado
Quelccaya, situado en los Andes peruanos, registra un retroceso de 20 m durante el periodo 1991-
1976 (Silverio y Yaquet, 2003). En la Cordillera Oriental de Bolivia, en el período de 1975 al 2006,
376 glaciares redujeron sus coberturas en un 48 % a causa del cambio climático y el aumento
poblacional (Soruco et al., 2009). Otras investigaciones han sido analizadas obteniendo resultados
poco favorables que indican una pérdida del triple de su cobertura nival desde la década de los
ochenta (Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC], 2007; Francou et al., 2007).
En la actualidad se arma que hasta mitad del siglo solo podrán perdurar aquellos glaciares
situados en cotas más elevadas, pero quizá esa probabilidad se reduzca con el pasar del tiempo
(Rabatel et al., 2018). En los últimos años se ha observado que en el Ecuador la cobertura glaciar
de varios nevados ha ido disminuyendo de manera continua, razón por la cual, numerosas cimas
muestran varias geoformas propias de ambientes fríos como: roquedos, canchales, morrenas,
entre otros (Francou et al., 2011), por lo que si estos glaciares desaparecen habría consecuencias
en la disponibilidad de agua para las poblaciones y ecosistemas naturales (Cuadros, 2018).
En el nevado Cayambe la información sobre retroceso glaciar no ha sido profundizada,
actualizada, ni relacionada con las variables climáticas, ya que la falta de datos acerca de los cambios
ocurridos en relación a su desglaciación en los últimos años no permite obtener una visión clara
de los problemas socioambientales que podrían producirse en las generaciones futuras (Rabatel
et al., 2013), motivo por el cual es necesario aplicar diferentes metodologías de teledetección con
el uso de imágenes satelitales (Fourqurean et al., 2014).
El presente estudio busca generar información cuantitativa a n de detectar y localizar
el cambio sufrido en la cobertura glaciar del nevado Cayambe en las últimas tres décadas y su
relación con las tendencias de variabilidad climática, valores que pueden variar con el pasar de
los años, determinados por medio de la aplicación de la proyección futura, información necesaria
para generar conocimiento sobre los problemas que tienen los glaciares tropicales andinos
y las afectaciones a las poblaciones aledañas. Dicha información generará un aporte a futuros
investigadores, y a entidades gubernamentales para que se considere a ecosistemas vulnerables,
como los glaciares, en la toma de acciones, siendo estas fuentes de agua para el consumo
humano y ecosistemas prioritarios para la conservación. Según el Plan Creando Oportunidades
del Ecuador, por medio del ordenamiento territorial se busca proteger las fuentes de agua y áreas
de importancia, estableciendo como meta para el 2025, tener al menos el 16.45 % de territorio
bajo conservación y manejo. También se considera promover buenas prácticas para la adaptación
al cambio climático y la reducción de la contaminación por emisión de gases de efecto invernadero
(Secretaría Nacional de Planicación, 2021)
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Materiales y métodos
Área de estudio. El glaciar del volcán Cayambe se ubica en la cordillera Oriental de los Andes
ecuatorianos (Figura 1) en la provincia de Pichincha, a 60 km al noroeste de la ciudad de Quito
y a 15 km de la ciudad de Cayambe (0°1’30’’N, 77°59’13,2’O). Su altitud es de 5 790 msnm en su
cumbre máxima, siendo la tercera montaña más alta del Ecuador, es un volcán potencialmente
activo y el único glaciar del mundo que cruza por la línea equinoccial. Está cubierto por un casquete
glaciar que ocupa una extensión de 15 km2 cuyo espesor se estima entre 30 y 50 m en la cumbre
máxima, presenta una base rectangular de aproximadamente 24 km de este a oeste, por 18 km de
norte a sur (Samaniego et al., 2004).
Figura 1. Ubicación del volcán Cayambe
En el Parque Nacional Cayambe Coca existen dos zonas climáticas: la zona de clima tropical
mega térmico muy húmedo que se encuentra debajo de los 3000 msnm, y la zona de clima ecuatorial
de alta montaña, ubicada sobre los 3100 msnm (Jácome et. al, 2020). El nevado Cayambe se sitúa
en la zona de alta montaña y presenta características climáticas de temperatura que oscila entre los
0° a los 20°C, secuenciales precipitaciones y la humedad relativa es mayor al 80 % (Montero, 2010).
Estas condiciones se deben al efecto de barrera producido por las masas cargadas de humedad
provenientes de la vertiente Amazónica que chocan con la cordillera, originando precipitaciones
en el anco este del nevado mientras que en el anco oeste la humedad es menor por la vertiente
Pacíca que es más seca (Cáceres, 2010).
En la parte occidental del volcán se encuentran valles como el que está drenado por el río
Blanco, que desciende de las cumbres noroccidente del nevado y atraviesa la ciudad Cayambe,
desembocando en el río San José que a partir de ese punto se llama Granobles. La parte suroccidental
del volcán está delimitada por el río Guachalá, que recibe los aportes del río Monjas (Samaniego
et al., 2004). Alrededor del nevado Cayambe se encuentran montañas de rocas cubiertas de nieve,
arenales, morrenas ya sean laterales, terminales, suelo o coberturas de vegetación, en la parte
suroccidental del nevado cerca del glaciar hay formaciones de lagunas. El glaciar muestra grietas y
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son de difícil acceso, en las partes bajas existen pendientes que son formaciones de hielo inclinadas
de forma cónica, el glaciar tiene una coloración blanca y las partes con glaciar más pronunciadas
son de color celeste; existe una alta reectividad al interactuar con los rayos solares esto ocurre
cuando está cubierto de nieve (Brito, 2014).
Métodos. Determinación del retroceso glaciar mediante imágenes satelitales. El presente
proyecto tuvo como período de estudio 30 años, los cuales se dividieron en tres subperiodos de
10 años, obteniéndose dos imágenes satelitales por cada subperiodo (Tabla 1), las cuales fueron
adquiridas del sitio web Earth Explorer de los sensores MSS, TM y ETM+. El nevado Cayambe por
sus características geográcas y su ubicación en el valle interandino de la cordillera norte del
Ecuador, se encuentra afectado por las diferentes temperaturas, lo cual generan un clima variado
que desemboca en precipitaciones y un gran porcentaje de nubes (Ortega, 2012). Dicha nubosidad
se observó en las imágenes Landsat que se descargó, en donde la mayoría cubrían los márgenes
glaciares, lo cual impedía su geoprocesamiento. Ante aquello se analizó y se seleccionó aquellas
imágenes libres de nubosidad (Brito, 2014).
Tabla 1.
Imágenes satelitales Landsat descargadas
Se debe destacar que ciertas imágenes presentaron acumulación de nieve, debido a
que fueron adquiridas de meses lluviosos, sin embargo, se determinó que dichas imágenes no
intereren en el proceso de digitalización glaciar a pesar de que presentaron cobertura de nieve.
Dentro de las imágenes Landsat que se utilizaron para la digitalización de la supercie glaciar
del nevado Cayambe se pudo observar que dos de ellas (2009 y 2016) presentaban un problema
de bandeado por la falla en el instrumento corrector de líneas escaneadas Scan Line Corrector
(SLC-o) del sensor Landsat 7. Ante esto se utilizó la herramienta Gap Fill del software ENVI, con la
nalidad de corregir el bandeado mediante la extrapolación de la información a alrededor de las
mismas.
El preprocesamiento de las imágenes Landsat consistió en una corrección geométrica, una
corrección radiométrica, el cálculo del índice de normalización diferencial de nieve, una clasicación
supervisada y no supervisada, la vectorización y la delimitación manual con los programas ENVI y
ArcGIS 10.8 (Brito, 2014; Gallegos-Castro et al. 2018). Para determinar la veracidad de la clasicación
supervisada se realizó un análisis mediante el coeciente Kappa y la matriz de contingencia con
el n de evaluar el grado de exactitud de la clasicación y el ajuste a la realidad en cuanto a
diferenciación de cobertura de glaciar.
Medición de áreas y cálculo del porcentaje del retroceso. Se realizó el cálculo del área de
los polígonos resultantes de la vectorización de la clasicación supervisada por medio del cálculo
geométrico empleando el software ArcGIS 10.8 (Gallegos-Castro et al. 2018). Posteriormente, se
calculó el coeciente de correlación en función de los datos de área y los años del periodo de estudio,
con la nalidad de vericar la existencia de una correlación directa o inversamente proporcional,
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es decir si el área se reduce con el pasar de los años. Con dicho resultado se procedió a calcular el
retroceso y el porcentaje por cada año de estudio (1991 – 2017).
Análisis multitemporal de cambio de cobertura glaciar. A partir de los datos de área
calculados para cada subperíodo (1990, 2000, 2010 y 2020), que fueron obtenidos del método
escogido por el coeciente Kappa, se determinó la tasa de cambio anual que indicó la pérdida de
la cobertura glaciar a través del tiempo (1990-2020), dicha tasa de cambio fue calculada a través la
siguiente ecuación (I) (Bocco et al., 2001; Colonia y Torres, 2012).
Donde:
N0 = Supercie de la cobertura glaciar en el tiempo inicial “0”
N = Supercie de cobertura en el tiempo nal “1”
r = Tasa de cambio anual
t = Diferencia del tiempo en años
Tendencias de variabilidad climática y su relación con el retroceso glaciar. La serie de datos
analizados en esta investigación fueron recolectados de dos estaciones meteorológicas M1094
Tomalón-Tabacundo y M0002 La Tola, pertenecientes al Instituto Nacional de Meteorología e
Hidrología del Ecuador (INAMHI). Dichas estaciones fueron consideradas debido a que presentaron
menor porcentaje de décit de datos y por su proximidad al volcán Cayambe. Los parámetros
meteorológicos analizados fueron la temperatura media mensual (°C) y precipitación media
mensual (mm) del período de estudio. Antes del análisis se realizó el control de calidad y relleno
de datos mediante el método de la razón normal. Estas variables fueron estudiadas mediante
estadística descriptiva y análisis de tendencias. Para el análisis estadístico se analizó la media, el
máximo (Máx), mínimo (Min), la desviación estándar (DE) y coeciente de variación (CV) (Limaico,
2019).
Análisis estadístico de tendencias. Para consolidar el método estadístico de tendencias fue
necesario realizar el análisis de normalidad de los datos de temperatura y precipitación, mediante
la prueba de Shapiro Wilks con un nivel de conanza del 95 %, con el n de observar si los datos
son paramétricos o no paramétricos, para lo cual se utilizó el software estadístico Infostat.
La prueba de Mann Kendall fue aplicada para los parámetros de precipitación media
mensual y temperatura media mensual del período 1990-2020 mediante la ecuación (II) con nivel de
conanza al 95 %. Dicha prueba estadística es idónea debido a que no es necesario la distribución
normal de los datos y a su baja sensibilidad a series de tiempo poco homogéneas (Tabari et al.,
2011).
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A partir del estadístico Z se evaluó la hipótesis de interés, que puede ser:
a) H0: No existe tendencia vs H1: Existe tendencia decreciente
b) H0: No existe tendencia vs H1: Existe tendencia creciente
Cuando el resultado de Z es igual o mayor que 1.96, demuestra la existencia de tendencia
signicativa creciente. Si el resultado de Z es menor que 1.96, demuestra una tendencia no
signicativa creciente. Cuando el resultado de Z es igual o menor que -1.96, quiere decir que
existe una tendencia signicativa decreciente, y si el valor Z es mayor a -1.96 indica tendencia no
signicativa decreciente (Alencar da Silva y Nóbrega, 2017).
Complementando a la prueba de Mann Kendall se utilizó el estadístico de pendiente de
Sen, propuesto por Pranab Sen en 1968, deniéndolo como la magnitud de la tendencia para
datos climáticos de series de tiempo que es estimado a través de su pendiente (III) (Balakrishnan
et al., 2008).
Donde:
Xj y Xi = corresponden a los datos climáticos
j e i = periodo de años
Relación de la variabilidad climática y el retroceso glaciar
En función de la normalidad de los datos se realizó una correlación de Pearson y según los niveles
de signicancia se determinó si la correlación es directa o inversamente proporcional entre las
variables (Tabla 2) (Hernández et al., 2018). También se realizó la regresión cuadrática el cual
mostró en porcentaje la variabilidad de los valores para así obtener la relación entre las tendencias
de variabilidad climática obtenidas con la prueba de Mann-Kendall y el retroceso glaciar, con la
nalidad de conrmar si las tendencias climáticas son unas de las razones del retroceso glaciar del
volcán Cayambe.
Tabla 2.
Rango de valores de correlación R
Fuente: (Hernández, 2018).
Proyección futura del retroceso glaciar. Mediante los datos obtenidos del retroceso glaciar en el
período de estudio, se estimó la supercie glaciar que se perderá para un período de 30 años a
futuro, desde la actualidad que es el 2020 hasta el 2050, dicha estimación se lo realizó mediante el
modelo matemático (IV) (Alva y Meléndez, 2009):
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Donde:
Px = Supercie glaciar en km2 que se quiere conocer en el año “x”
P0 = Supercie glaciar en km2 para el primer año.
P1 = Supercie glaciar en km2 para el último año.
N = Número de años entre P0 y P1.
T = Número de años entre el primer año y el año que se quiere conocer, es decir, entre P0 y Px.
Tendencias del retroceso glaciar del nevado Cayambe. Con los datos de área calculados en
el resultado del objetivo uno mediante la clasicación supervisada se determinó un modelo de
regresión cuadrática para observar la relación del área y el tiempo con la nalidad de establecer
las tendencias del retroceso glaciar para los años venideros. Por medio del método de mínimos
cuadrados se evaluó la regresión cuadrática y se estableció los polinomios característicos mediante
la ecuación (V) (Páez y García, 2016).
Resultados y discusión
Determinación del retroceso glaciar mediante imágenes satelitales. Los resultados
obtenidos del procesamiento de imágenes y el análisis del coeciente Kappa mostraron valores
de 0.84 a 0.96 para la clasicación supervisada, considerando el método más adecuado para la
digitalización en pantalla de la cobertura nival debido a la alta semejanza entre la clasicación en
software y la validación en campo. En cuanto el resultado del coeciente de correlación mostró un
valor de r = -0.993, al ser negativo muestra una correlación inversamente proporcional y al ser un
valor próximo a 1, es una correlación casi perfecta por lo que se demuestra que el retroceso glaciar
se presenta con el pasar de los años (Figura 2).
Figura 2. Áreas de cobertura glaciar en función de los años.
En el año 1991 el nevado Cayambe obtuvo un área glaciar de 19.31km2 y para el año 2017 una
cobertura de 13.50 km2, lo que demuestra un retroceso glaciar de 30.09 % para el período de
1991-2017 (Tabla 3).
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Tabla 3.
Supercie y porcentaje del retroceso glaciar obtenidas en la clasicación supervisada (1991-2017)
La reducción de la cobertura glaciar se evidenció mediante la cartografía (Figura 3) y
tomando como referencia la cobertura del año 1991, donde se demuestra el retroceso progresivo
en las zonas noreste y sureste del nevado para los años 1999 y 2002 a partir del 2009 se demuestra
retroceso en todas las zonas del glaciar hasta el año 2017.
Figura 3. Retroceso del nevado Cayambe en los diferentes años en función del año 1991
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Gallegos-Castro et al. (2018) reportaron un retroceso glaciar del nevado Cayambe de 25.58 % para
el período 1979 y 2009, mientras que Salinas (2020), por su parte, analiza el mismo nevado, pero en
diferentes periodos (1991 y 2017) y obtiene como resultado el 25.17 % de retroceso de cobertura
nival, resultados que son similares a los obtenidos en la presente investigación. El nevado Cayambe
es importante porque aporta a varios de los recursos hídricos de los alrededores que benecian
a las poblaciones cercanas, por lo que la reducción existente afectaría a este aporte hídrico que
es directo del glaciar, probablemente aumentando su ujo por el constante derretimiento hasta
desaparecer completamente (Brito, 2014).
Estudios realizados en otros glaciares del Ecuador también presentaron reducciones de
cobertura glaciar, como el Iliniza Sur, que tuvo una pérdida del 41 % del glaciar en el período
1956-2000 (Febres, 2007), consecuente para años posteriores 1991-2019 dicho glaciar tuvo una
pérdida del 15.29 % (Salinas, 2020). Este glaciar, junto con el Carihuyrazo y Altar se consideran
glaciares pequeños ubicados a menor altitud, esto provoca que estén sujetos a balances negativos
constantes por lo cual se encuentran en desequilibrio y en riesgo de extinción en las próximas
décadas (Cáceres, 2010).
Collet (2010) determina que el volcán Cotopaxi en el año 1979 tuvo una supercie de 18.33
km2, la cual se redujo a 11.53 km2 en 2007. Durante los mismos años el nevado Antisana presentó
una reducción del glaciar con una supercie inicial de 21.36 km2 y una supercie nal de 12.76
km2 por lo que ambos glaciares tuvieron un retroceso del 40 % para el periodo estudiado. Así
mismo, Cáceres (2010) conrma el retroceso glaciar de los dos nevados antes mencionados en el
período de estudio 1997-2006 con el 22.50 % de pérdida y con respecto al Chimborazo tuvo una
pérdida de glaciar 20.2 %.
Tasa anual de pérdida de cobertura. Las tasas de cambio obtenidas al ser negativas muestran
disminución durante los diferentes períodos. La tasa de cambio para el período (1991-1999) tuvo
un decrecimiento de -1.47 % por año, para el período (2002-2009) un decrecimiento de -0.96 %
por año y para el período (2009-2017) un decrecimiento de -1.93 % por año siendo este último
aquel que tuvo un mayor retroceso (Tabla 4). En cuanto a la tasa de cambio para el período de 30
años (1990-2020) se obtuvo un valor de -1.19 % deniéndolo como el valor porcentual de pérdida
de cobertura glaciar en el período de estudio.
Tabla 4.
Tasa de cambio anual del nevado Cayambe obtenidas de la clasicación supervisada
La tasa de cambio anual representa un valor importante dentro de los estudios de retroceso
glaciar debido a que indica el valor de retroceso por año y la tendencia a retroceder en los años
subsiguientes, es así que Colonia y Torres (2012) expresan en su investigación tasas de cambio
anual de -1.15 % y -1.17 % para los glaciares Pisco y Yanapaccha, respectivamente en Perú, siendo
valores similares al presente estudio el cual se obtuvo un valor de -1.19 % conrmando la innegable
retracción del nevado Cayambe.
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Tendencias de variabilidad climática y su relación con el retroceso glaciar. Análisis
climático. Las estaciones meteorológicas M1094 Tomalón Tabacundo y M0002 La Tola, no
presentaron variabilidad de los datos de temperatura media anual según las pruebas estadísticas de
desviación estándar y coeciente de variación. Los datos de precipitación media anual presentaron
una alta variabilidad y baja homogeneidad debido a datos no próximos a la media en las dos
estaciones.
Para el periodo de 30 años (1990-2020), en las estaciones Tomalon Tabacundo y La Tola,
se registró un promedio histórico que uctúa entre 15°C y 16°C para la temperatura, y entre
51.11 mm a 71 mm para la precipitación en ambas estaciones. Desde 1990 mostró variaciones
de altas y bajas temperaturas, sin embargo, desde 2012 tuvo constante ascenso. Lo contrario se
evidenció para la precipitación, la cual mostro valores por debajo de la media desde el 2014 hasta
el 2019; lo que demuestra que el aumento de la temperatura es inversamente proporcional a la
precipitación. Las dos estaciones meteorológicas presentaron una época ecológicamente lluviosa
de tipo bimodal, misma que corresponde a los meses de marzo a mayo y de octubre a diciembre
para la estación Tomalón Tabacundo; mientras que para la estación La Tola corresponde a los
meses de enero a mayo y de octubre a diciembre.
Según Villacis et al. (2012), el análisis de las variaciones de temperatura y precipitación
según investigaciones regionales, muestran un incremento general de temperatura en toda
América Latina y en los Andes un incremento de una décima de grado por década. En Ecuador
se evidenció un acrecentamiento de la temperatura anual de 0.12°C/década en los últimos 100
años (Serrano et al., 2012), esto debido a que en el 2015 el fenómeno del niño experimentó una
serie de uctuaciones como es el aumento de las ondas Kelvin las cuales contribuyeron a que la
temperatura bajo la supercie de la mayor parte del Pacíco ecuatorial oriental exhibiera grandes
regiones más cálidas de lo habitual y con escasez de precipitaciones (Altamirano, 2019).
Tendencias de variabilidad climática. Los resultados de la prueba de normalidad de los datos
de temperatura de las estaciones Tomalón Tabacundo y La Tola realizado mediante el estadístico
Shapiro Wilks obtuvieron un p-value = 0.55 y p-value = 0.25, respectivamente, demostrando que
los datos son paramétricos; sin embargo, para realizar el análisis estadístico de Mann Kendall no
es necesario la distribución normal de los datos pese a ser un estadístico no paramétrico, como
lo mencionan (Tabari et al., 2011), por lo que la estación Tomalón Tabacundo presentó tendencia
signicativa creciente en los meses septiembre y noviembre con valores de Z= 2.05 y Z=2.33
respectivamente, los meses restantes presentaron tendencia creciente pero no signicativa e
indicaron la posibilidad de que la temperatura media mensual continúe en aumento, mientras que
la estación La Tola denotó valores positivos, pero estadísticamente no signicativos para los meses
febrero, marzo, julio, agosto, septiembre, noviembre y diciembre, los meses restantes fueron
valores negativos. En cuanto a la precipitación, los datos para las dos estaciones no presentaron
normalidad (p-value = 0.0001), y el estadístico Mann Kendall no obtuvo signicancia estadística,
demostrando que la precipitación es errática y no presenta tendencias signicativas, a pesar de
que las dos estaciones obtuvieron valores con tendencias decrecientes en la mayoría de los meses.
Los resultados obtenidos son semejantes a los reportados por otras investigaciones
realizadas a nivel regional. Inzunza et al. (2011) determinaron que en México la “Comarca Lagunera”
obtuvo una tendencia creciente en temperatura no signicativas en todos los meses desde el año
2009, por lo que determinaron que la temperatura continúa en aumento. Los valores erráticos
de las tendencias de la precipitación se deben a que las diferencias en la precipitación a escala
de kilómetros son grandes, y estas se incrementan en zonas montañosas debido a la interacción
de la orografía con la atmósfera, desembocando en que áreas montañosas como la cordillera de
los Andes, la precipitación y sus patrones sean más uctuantes en espacio y tiempo (Tapiador
et al., 2011). Dicho comportamiento diverso de precipitación se evidencia dentro del Distrito
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Cabrera, E., Vega, J. & Jácome, G. (Enero - Junio de 2022). Estimación actual y futura del retroceso glaciar del nevado Cayambe, en Ecuador. Sathiri (18)1, 158-178. https://doi.
org/10.32645/13906925.1197
Metropolitano de Quito, donde existen cambios inclusive en su estacionalidad debido a que el
cambio climático y la variación climática pueden estar inuenciados por factores antropogénicos o
las condiciones atmosféricas, que pueden alterar el clima de una localidad, en los valles interandinos
donde se encuentra el nevado Cayambe, el clima está afectado por masas de aire que provienen
del océano pacíco y de la Amazonía, también a causa de la Zona de Convergencia Intertropical
(ZCIT), y entre otras causas o fenómenos que podían tener relación con estas uctuaciones de
tendencias positivas y negativas de temperatura (Serrano et al., 2012).
Relación entre tendencias de variabilidad climática y retroceso glaciar. La temperatura
media anual como variable climática mostró una tendencia no signicativa de incremento en el
nevado Cayambe con un valor positivo Z = 0.55. Sin embargo, la temperatura media anual con
la supercie glaciar mostró una correlación leve con un valor de r = -0.27. Con respecto a la
tendencia de la precipitación acumulada anual esta disminuye en la zona de estudio con un valor
no signicativo Z = -0.43. Dicha variable con la supercie glaciar mostró un grado de asociación
similar a la temperatura media anual (r = 0.22), denida como correlación baja-leve. Los valores,
aunque fueron bajos arman que existe baja correlación entre la supercie glaciar y las variables
climáticas por el nivel de signicancia que es de 0.00001.
La correlación de Pearson permitió conrmar que existe un nivel de asociación entre
el retroceso la supercie glaciar y la variabilidad de la temperatura y precipitación. Es decir, la
supercie glaciar es inversamente proporcional con el incremento de la temperatura (tendencia)
a razón de 0.008 ºC y la disminución de la precipitación (tendencia) es directamente proporcional
con el retroceso glaciar a razón de -0.43 mm (Tabla 5) para los 30 años de estudio.
Tabla 5.
Tendencias de temperatura y precipitación de la estación Tomalón Tabacundo
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ESTIMACIÓN ACTUAL Y FUTURA DEL
RETROCESO GLACIAR DEL NEVADO
CAYAMBE, EN ECUADOR
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org/10.32645/13906925.1197
La variabilidad de la temperatura media anual con relación al retroceso glaciar es de 7.4
% en el periodo de 30 años. La precipitación acumulada anual tiene una variabilidad del 4.7 %
con relación a la supercie glaciar. Los valores de los coecientes de determinación indicaron
que la variabilidad climática afecta al retroceso glaciar, pero en menor magnitud, por lo que otras
variables ambientales y antropogénicas también podrían ser las causantes de la dinámica de la
supercie glaciar (Vásconez et al., 2017).
Aspectos similares se encontraron en las cuencas de los ríos Zulia y Pamplonita de
Colombia, donde se identicó alta vulnerabilidad ante las variaciones climáticas donde se detectó
aumentos para el período 1981-2010 de 0.1 a 0.4 °C/década para la temperatura media, y de
0 a 250 mm/década en las precipitaciones medias anuales; por ende, la tendencia en aumento
de temperatura es evidente, aunque a nivel estadístico se registra tendencia positiva que es
ampliamente inuenciada por el fenómeno de La Niña en el período 2010-2011, el cual aumentó
signicativamente los volúmenes de lluvias a nivel intra – anual e interanual (Alzate et al., 2015).
Además, Colonia y Torres (2012) reportan correlaciones similares al presente estudio con
valores de r = -0.02 con respecto a la temperatura y el retroceso glaciar y r = 0.28 con respecto a la
precipitación y disminución del glaciar, demostrando una tendencia de aumento de temperatura
de 0.0006°C y disminución de precipitaciones de -8.2628 mm para un período de 20 años. Se
debe mencionar que las tendencias no solo se deben a causas de variabilidad climática, sino que
se presentan a través de otros factores como la deforestación, urbanización y aumento de gases
de efecto invernadero principales contribuyentes del calentamiento global (Hurtado y Mesa, 2015).
Proyección futura del retroceso glaciar. La supercie glaciar del nevado Cayambe
seguirá en reducción para los años venideros sobre todo para el año 2050 que tendrá un área de
6.1 km2 con una reducción del 68.4 % tomando como referencia el año inicial 1991 que tuvo un
área de 19.31 km2 (Tabla 6). Se debe tomar en cuenta que la proyección futura puede variar de
acuerdo con las condiciones climáticas y las características particulares de la zona de estudio hasta
el 2050.
Tabla 6.
Escenario futuro de la supercie glaciar del nevado Cayambe
Se obtuvo como instrumento de soporte un mapa (Figura 4) mediante procesos de
interpretación visual y digitalización en pantalla de coberturas de nieve, en donde se observó
de manera gráca como las zonas de cobertura glaciar varían con el pasar del tiempo. El mapa
generado representa la supercie glaciar de los diferentes años (2030, 2040 y 2050) a través de
diferentes colores.
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Figura 4. Retroceso del nevado glaciar en los años 2030, 2040 y 2050
Estudios realizados en los Andes tropicales de Perú y Colombia hacen alusión a que sus
glaciares tienden a perder cobertura nival con el pasar del tiempo, tal es el caso del estudio
realizado por Bautista y Correa (2018), quienes analizaron tanto en períodos cortos como períodos
largos que la cobertura glaciar del nevado Cocuy desaparecerá en el año 2045 en función del área
estimada en el año 1987. Colonia y Torres (2012) presentan las proyecciones de retroceso glaciar
de 19 nevados de la cuenca Llanganuco de Perú hasta el año 2037, teniendo como resultado una
supercie glaciar de 18.27 km2 con una reducción del 35 % con referencia al año 1987. De igual
manera Schauwecker et al. (2017) estiman que la supercie glaciar de la Cordillera Blanca de Perú
tendrá una reducción entre 38 a 60 % para nales del siglo XXI, y de 49 a 75 % de retroceso para
el año 2080, esto debido a la interacción con las variables climáticas como la altura de congelación
que es un gran indicador de aporte glaciar. Según el escenario RCP 2.6, se estimó que la altura de
congelación aumentará en 230 m, donde el hielo se derretirá a partir de los 0°C. Bajo el escenario
pesimista RCP 8.5, se determinó que el aumento será tres veces mayor, estimando un aumento
de la altura de congelación de 850 m donde se preservarán las áreas glaciares que estarán por
encima de esta, teniendo únicamente el 15 % del área glaciar desaparecerán durante las próximas
décadas por encontrarse en desequilibrio climático (Chamba y Chuncho, 2017).
Tendencia del retroceso glaciar del nevado Cayambe. La regresión cuadrática expuso un
valor R2 = 0.9857 (Figura 5) demostrando el grado de tendencia de retroceso glaciar en el período
de estudio e indica que el error cuadrático medio generado por dicha función es cercano a cero y
la curva representativa de esta función pasa cerca de los valores de las áreas medidas del glaciar
en los diferentes años, en donde, al mostrar una pendiente negativa signica que presenta una
relación indirectamente proporcional entre el área de la cobertura glaciar y el tiempo, siendo una
tendencia decreciente y que con el pasar de los años la supercie glaciar tiende a retroceder
estimando que para el 2080 el glaciar desaparecerá en su totalidad.
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ESTIMACIÓN ACTUAL Y FUTURA DEL
RETROCESO GLACIAR DEL NEVADO
CAYAMBE, EN ECUADOR
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Figura 5. Resultado de la regresión cuadrática del área en función del tiempo
Brito (2014) conrma la tendencia de retroceso glaciar del nevado Cayambe a causa del
cambio climático al obtener un R2 = 0.9536 y destaca que el retroceso es más notorio desde 1999
al 2009, pero al ser un análisis con pocos datos y con dicultades en el tratamiento de la imagen
del año 2009, inere que es necesario realizar dicho análisis con datos climáticos para conrmar el
cambio climático; sin embargo, la información espectral que muestra los sensores de la plataforma
LANDSAT, se puede identicar la variación de la cobertura de nieve en el período de estudio (1979-
2009).
Páez y García (2016) mencionan en su investigación de tendencia de retroceso glaciar para
los años próximos, que se obtuvo una tendencia alta tras realizar la regresión lineal simple y la
regresión cuadrática obteniendo valores R2 = 0.986 y R2 = 0.997 respectivamente, lo que indica
que tienen una tendencia decreciente del retroceso glaciar con el tiempo de la Sierra Nevada de
Santa Marta de Colombia y con la implementación de los modelos de las regresiones se obtuvo
la estimación donde puede desaparecer el glaciar, dando como resultado por el modelo lineal el
glaciar desaparecerá para el año 2030 y con el modelo cuadrático el glaciar de la Sierra Nevada de
Santa Marta desaparecerá para el año 2022.
Conclusiones
Mediante la regresión lineal (R2 = 0.9857) se determinó que existe un retroceso glaciar con el pasar
de los años. En el año 1991 se obtuvo un área de 19.31 km2, mientras que para el año 1999 esta
se redujo a 17.14 km2, dicha tendencia de decrecimiento del glaciar se manifestó para los años
subsiguientes 2002 con un área glaciar de 16.88 km2 y 2009 un área de 15.78 km2. En el tercer
y último período se determinó que la tendencia continúa debido a que el área glaciar para el año
2016 es de 13.76 km2 y para el año 2017 es de 13.5 km2.
La tendencia de la temperatura en los 30 años de estudio es de Z = 0.55 demostrando
tendencia creciente no signicativa y la precipitación presentó una tendencia decreciente no
signicativa de Z = -0.43, sin embargo, las variables climáticas inuyen en el retroceso glaciar del
nevado Cayambe. Estas inuencias se conrmaron con la correlación estadística de Pearson para
ambas variables climáticas en los 30 años de análisis. Es decir, la correlación de la temperatura
media anual y el área glaciar alcanzó a ser de -0.27 (correlación leve), lo que signica que la
supercie glaciar disminuye por el incremento de temperatura a razón de 0.008 °C. Por otra parte,
la correlación de la precipitación acumulada anual y la supercie glaciar es de 0.22 (correlación
baja-leve), indica que la disminución de precipitación inuye en el retroceso glaciar a razón de -0.43
mm, para los 30 años.
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La proyección futura demuestra que el retroceso glaciar del nevado Cayambe seguirá en
constante variabilidad, por lo que para el año 2030 el área será de 10.6 km2, para el año 2040
tendrá un área glaciar de 8.4 km2 y para el año 2050 el nevado Cayambe tendrá un área de 6.1
km2, resultados que se arman con las tendencias de retroceso con las variables de área de cada
año en función del tiempo donde muestra una tendencia de 0.9857 de retroceso glaciar y según el
polinomio cuadrático para el año 2080 el glaciar desaparecerá en su totalidad.
Recomendaciones
Realizar posteriores estudios donde se realicen mediciones del volumen del glaciar empleando
diferentes técnicas, permitiéndose así obtener información acerca de la evolución del glaciar a
través de los años, así como su función en el aporte de recursos hídricos para las comunidades
aledañas.
Emplear imágenes satélites con una resolución mejorada, como Sentinel 2, que permita
obtener una clasicación con mayor discriminación de las diferentes coberturas. A su vez que
permita observar las morrenas alrededor del nevado Cayambe para posteriores estudios.
El análisis de variabilidad y tendencias climáticas se lo realizó con las variables de temperatura
y precipitación que son dos de las variables más importantes en cuanto a la identicación del
cambio climático, sin embargo, para futuras investigaciones se debe considerar distintas variables
meteorológicas como la humedad relativa, radiación solar, velocidad del viento, entre otros, para
determinar una tendencia de variabilidad climática y su relación con el retroceso glaciar con más
precisión.
Mejorar el modelo matemático de la predicción futura donde se relacione la temperatura
que se puede recolectar de imágenes térmicas de la zona de estudio, el área ocupada por el glaciar
y el tiempo para determinar con mayor abilidad el año en que podría desaparecer el glaciar.
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ESTIMACIÓN ACTUAL Y FUTURA DEL
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Cómo citar este artículo:
Cabrera, E., Vega, J. & Jácome, G. (Enero - Junio de 2022). Estimación actual y futura del retroceso glaciar del nevado Cayambe, en Ecuador. Sathiri (18)1, 158-178. https://doi.
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