El ciclo diurno de la convección sobre la tierra es de gran importancia en los estudios del clima, debido a su fuerte influencia sobre el balance térmico de la atmósfera. Los objetivos de la presente tesis son simular el ciclo diurno de la precipitación y los calentamientos latente y radiativo usando el Modelo de Circulación General Atmosférico (MCGA), comparar la precipitación modelada con la nubosidad convectiva observada a partir de imágenes de satélite y analizar la distribución vertical del calentamiento total modelada. Se ha usado el MCGA para simular el ciclo diurno de la precipitación y los calentamientos radiativo y latente con muestras cada dos horas de modo que, permita estudiar variaciones de por lo menos cuatro horas en el ciclo diurno. El periodo de estudio abarca los quince primeros días del mes de enero del 2002 y el área de estudio está comprendida entre las longitudes 58 a 68o Oeste y las latitudes 4 a 10o Sur (Amazonía central). Entre los resultados más importantes obtenidos se tiene: El MCGA reprodujo la hora de máxima precipitación (2pm) en la Amazonía central que coincide con la máxima precipitación observada en el Large-Scale Biosphere Atmosphere Experiment (LBA). El MCGA reprodujo dos bandas de precipitación (Andes, Amazonía central) durante la tarde, que coinciden con las bandas de frecuencia de nubosidad convectiva obtenida por Garreaud y Wallace [14]. En el balance térmico de la atmósfera según el MCGA, durante el día predomina el calentamiento latente, mientras que durante la noche predomina el enfriamiento por onda larga.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / El metano es un gas que tiene un potencial efecto sobre el calentamiento global 23 veces mayor que el CO2. El metano se genera en fuentes como: pantanos, arrozales y rumiantes, este último constituye uno de los principales aportadores al ambiente, ya que emiten entre un 15-20% de la emisión mundial de metano, el que proviene del proceso de fermentación ruminal. El presente estudio tiene por objetivo cuantificar el efecto de incluir cantidades crecientes de tres fitoaditivos, sobre la concentración de metano en incubaciones “in vitro”. Se realizaron 3 estudios, uno para cada fitoaditivo (romero, ají de color y boldo). Cada estudio tiene 5 tratamientos, disponiéndose de 5 tubos de repetición por tratamiento. El tratamiento testigo fue común para todos los tratamientos. Los tratamientos fueron: T0 (testigo):0,5 gr de afrecho de soya, 0,5 gr de heno de alfalfa, 50 ml de solución buffer y 15 ml de licor ruminal, T1: T0 + 0,125 gr fitoaditivo (F), T2: T0+ 0,250 gr (F), T3: 0,500 gr (F), T4: 0,750 gr (F). El día anterior a la extracción de licor ruminal se dejaron preparados los tubos con los distintos tratamientos, con la excepción del licor ruminal y el buffer, los que fueron agregados a la mañana siguiente. El periodo de fermentación que se utilizó fue de seis horas, realizándose el muestreo cada hora, donde se midió el metano en la fase aérea. Se concluye que la adición de romero, ají de color o boldo como fitoaditivos individuales generan una significativa reducción de metano, siendo su efecto mayor en la medida que se incrementa la dosis del fitoaditivo. De los tres fitoaditivos utilizados, para las diferentes inclusiones, es el boldo el que provoca los mayores efectos.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El efecto del calentamiento global en Chile se ha evidenciado a través de las tendencias que indican el aumento de la temperatura del aire y el descenso de precipitaciones, lo que podría generar un impacto sobre los sistemas pastoriles de Chile, principalmente de las regiones de Los Ríos y Los Lagos. Estos sistemas podrían estar bajo una condición de vulnerabilidad frente a eventos de sequía que tienen una importante demanda de hídrica. El objetivo de esta memoria es evaluar estimar la Evapotranspiración Real (ETa) en praderas en los sistemas silvopastoriles del sur de Chile. Para esto, se utilizaron datos derivados de teledetección generados por el satélite Landsat (L7 ETM+ y L8-OLI/TIRS), estaciones meteorológicas y mapas de cobertura de la superficie. Para la estimación de ETa se utilizaron cuatro métodos tales como SEBS, SEBAL, METRIC y SSEBop aplicados en toda el área de estudio comprendida entre las regiones de Los Ríos y Los Lagos para el periodo comprendido entre 2014 y 2016. Los resultados muestran que el método SSEBop presenta el menor error en relación a los otros modelos estimado en 24,09%. Así mismo, el RMSE arroja valores de 0,67 mm día-1, menor al de los otros modelos para el área de estudio. SSEBop se puede aplicar para la región del sur de Chile, aunque la disponibilidad de los datos satelitales está en estricta relación con la cobertura nubosa. Si bien es cierto, el aumento de la resolución temporal correspondiente a la información satelital podría mejorar la estimación de ETa minimizando el efecto de la nubosidad, es necesario realizar ajustes entre las resoluciones espaciales como métodos de desagregación. Finalmente, esta memoria contribuye a complementar la información de la huella hídrica de las praderas a través de estimaciones mediante el uso de satélites en los sistemas pastoriles de Chile.

El ciclo diurno de la convección sobre la tierra es de gran importancia en los estudios del clima, debido a su fuerte influencia sobre el balance térmico de la atmósfera. Los objetivos de la presente tesis son simular el ciclo diurno de la precipitación y los calentamientos latente y radiativo usando el Modelo de Circulación General Atmosférico (MCGA), comparar la precipitación modelada con la nubosidad convectiva observada a partir de imágenes de satélite y analizar la distribución vertical del calentamiento total modelada. Se ha usado el MCGA para simular el ciclo diurno de la precipitación y los calentamientos radiativo y latente con muestras cada dos horas de modo que, permita estudiar variaciones de por lo menos cuatro horas en el ciclo diurno. El periodo de estudio abarca los quince primeros días del mes de enero del 2002 y el área de estudio está comprendida entre las longitudes 58 a 68o Oeste y las latitudes 4 a 10o Sur (Amazonía central). Entre los resultados más importantes obtenidos se tiene: El MCGA reprodujo la hora de máxima precipitación (2pm) en la Amazonía central que coincide con la máxima precipitación observada en el Large-Scale Biosphere Atmosphere Experiment (LBA). El MCGA reprodujo dos bandas de precipitación (Andes, Amazonía central) durante la tarde, que coinciden con las bandas de frecuencia de nubosidad convectiva obtenida por Garreaud y Wallace [14]. En el balance térmico de la atmósfera según el MCGA, durante el día predomina el calentamiento latente, mientras que durante la noche predomina el enfriamiento por onda larga.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / Los bosques templados de la región de Aysén presentan un alto grado de naturalidad y abarcan más del 30% de los bosques de Chile, concentrando la mayor superficie de bosques templados del hemisferio sur. Estudios previos sobre el efecto del calentamiento global en los bosques de esta región, han sido realizados con datos espacialmente restringidos. Para disminuir la brecha de información en relación a la evaluación espacio-temporal del efecto del calentamiento global en los bosques dela región, se hace uso de variables claves en la interacción con el ambiente. Este estudio se enfoca en analizar la variación de la temperatura superficial de la tierra (LST) y el índice de vegetación de diferencia normalizada (NDVI) de los bosques a escala regional, en el contexto del presente calentamiento global. Para esto se utilizaron imágenes medias mensuales de LST y NDVI derivadas del sensor MODIS. Con estas imágenes se estimó la tasa de cambio a partir del análisis no paramétrico en el período 2001-2015. Además, se calculó la anomalía anual, estacional, mensual para ambos productos, así como las anomalías máximas y mínimas de las zonificaciones de la región: zona oriental, zona occidental, zona con bosque siempreverde y zona con bosque caducifolio (Nothofagus pumilio). Los resultados mostraron una tendencia positiva para la temperatura de 0.42 K por década (p≤0.05) en los bosques. Además, para NDVI se detectó una tendencia de 0.008 por década, con significancia estadística en la zona occidental (p≤0.05). Durante los años con máximos de temperatura, hubo cambios en el comportamiento del NDVI. Las anomalías mínimas de temperatura mostraron un incremento en todas las zonas, mientras las anomalías de NDVI presentaron una mayor disminución en la zona de bosques caducifolio. Esta investigación da un contexto para la gestión y el estudio de los bosques a escala regional, relacionada con los efectos del calentamiento global y los posibles impactos en la vulnerabilidad de los bosques templados del sur Chile.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / La cuenca del Amazonas alberga más del 50% de la superficie de bosques tropicales del planeta, cumpliendo un rol relevante dentro del ciclo del carbono. Durante las últimas décadas la cuenca ha presentado una intensificación de su ciclo hidrológico, que podría estar explicada por los fenómenos climatológicos de gran escala, como el fenómeno del Niño, y su relación con el calentamiento global. Este estudio se enfoca en analizar el impacto del fenómeno del Niño sobre la cuenca mediante las variaciones de la temperatura superficial durante dos periodos de tiempo diferentes. Para esto se utilizaron imágenes de temperatura superficial media mensual obtenidas de la base de datos Thermal Amazoni@ Viewer que se compone de MODIS y ERA-Interim. A partir de estos datos se estimó la tendencia mediante un análisis no paramétrico en el período 2001-2016 y 1979-2016, para MODIS y ERA-Interim, respectivamente. Luego, se calcularon las anomalías mensuales y estacionales para ambos productos, así como la covarianza, los componentes principales y las funciones empíricas ortogonales para ERA-Interim. Los resultados mostraron tendencias medias positivas (p ≤ 0,05) para la cuenca, destacando máximos en la subregión sudeste del Amazonas durante las temporadas secas que coinciden con los meses de invierno en el hemisferio sur. Además, se observó una relación inversa entre las variaciones térmicas de la zona sur del Océano Atlántico con el Océano Pacífico que durante el fenómeno del Niño 2015 varió a directa. Finalmente, en esta investigación se presentan las temperaturas medias mensuales actualizadas del Amazonas durante los años 2015 y 2016 donde ocurrieron las mayores alzas de las últimas décadas en un contexto de cambio climático y de fenómenos climatológicos de gran escala.

En los últimos cien años, la temperatura media del planeta ha aumentado medio grado, aproximadamente, y se cree que seguirá incrementándose en las próximas décadas, produciendo efectos devastadores para la tierra. Los glaciares más importantes de América del Sur se están derritiendo, y el manto blanco que cubre la Cordillera de los Andes está desapareciendo aún con mayor velocidad. La Paz, una ciudad en crecimiento sobrevive con el agua que cae por las laderas de montañas nevadas sin árboles, en el término de siete a ocho años desaparecieron las dos terceras partes del nevado Chacaltaya, considerado como una reserva de aguas congeladas, y se cree que en los próximos diez años otros nevados más lo harán. Desde Alaska, en el norte, hasta el Parque Nacional de Glaciares de Montana, y los grandes bloques de hielo de la Patagonia, en el punto más austral de este continente, hasta los "ríos de hielo" que han configurado los paisajes desde la prehistoria, se están derritiendo, achicando, retrocediendo. En el este del Africa, las históricas nieves del Monte Kilimanjaro están desapareciendo. En los picos nevados de los Alpes y los Himalayas de Europa y Asia, el cambio ha sido impresionante.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniera en Recursos Naturales Renovables / El Cambio Climático en Chile advierte un futuro calentamiento del país y una disminución de las precipitaciones en la zona centro-sur (~35°-40°S). Dadas estas proyecciones, esta tesis tiene por objetivo evaluar estos efectos sobre el crecimiento y productividad de Pinus radiata, que es un sector productivo importante en la zona afectada, utilizando simulaciones de clima futuro de PRECIS en el modelo 3-PG. PRECIS es un modelo climático regional para el cual existen tres simulaciones: clima actual (periodo 1961-1990), y dos proyecciones del clima futuro para el periodo 2071-2100: uno moderado de emisiones B2 y severo de emisiones A2. El modelo 3-PG simula el crecimiento de los árboles como función de procesos fisiológicos, condiciones meteorológicas y de sitio en un período determinado. La zona de estudio abarca la región administrativa del Maule hasta la de Los Ríos (34.5°S-41°S). El modelo PRECIS fue primero evaluado contra estaciones de observación en el área de estudio, para verificar si el modelo es capaz de reproducir la variabilidad temporal y espacial observada de este clima (precipitación y temperatura). En general PRECIS simula correctamente el ciclo anual de estas variables, siendo el mayor sesgo una sobre-estimación de la precipitación a grandes altitudes y sobre la cordillera de Los Andes. Las variables de PRECIS fueron entonces usadas para correr 3-PG para las condiciones climáticas presentes como las dos proyecciones futuras.

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / En las últimas décadas, se ha observado un calentamiento a nivel global que ha afectado la dinámica ecosistémica en uno de los biomas más frágiles e importantes del mundo, la tundra ártica. Se han observado variaciones significativas en la cobertura de vegetación, las masas de hielo marino, la temperatura de superficie terrestre y otros elementos en la zona ártica. Para determinar la magnitud de los cambios ocurridos en la tundra ártica, esta investigación se centra particularmente en las variaciones de la cobertura vegetal y la temperatura de superficie terrestre, a partir del análisis no paramétrico de las tendencias de la temperatura de superficie terrestre (LST) y el Normalized Difference Vegetacion Index (NDVI) de MODIS en el periodo 2000-2012. Este análisis se realizó distribuido espacialmente en la tundra ártica y también de forma discreta en las subzonas bioclimáticas del Circumpolar Arctic Vegetation Map (CAVM). Adicionalmente, se analizaron los datos de Reanalysis de temperatura de superficie y temperatura del aire de ERA-Interim. Los resultados mostraron que la tundra ártica ha experimentado un importante incremento de la temperatura de superficie terrestre en gran parte de la superficie, principalmente en las zonas más septentrionales, con tasas de incremento mensuales mayores a 1,1°C por década. Al mismo tiempo el NDVI también ha mostrado incrementos de 0,003 unidades por década en la tundra ártica, pero no estadísticamente significativos (p-valor > 0,05). En las distintas escalas temporales de análisis, se obtuvo como resultado que al oeste de Alaska ocurrió el enfriamiento más importante en la última década, de la misma forma como se observó una importante disminución de NDVI en el mismo periodo. El análisis en conjunto de MODIS y ERA-Interim permitió establecer un reciente calentamiento de la tundra ártica, más acelerado que las últimas tres décadas y acentuado en las zonas más frías y septentrionales del área de estudio. Se concluye que los resultados de esta investigación serán importantes para entender en qué medida la tundra ártica responde al escenario actual de cambio climático. / In the last decades, global warming has affected the eco-systemic dynamics in one of the most important and fragile biomes of the world, the arctic tundra. Significant changes have been observed in vegetation cover, sea ice cover, land surface temperature and other elements over the Arctic in the last decade. To determine the magnitude of changes in arctic tundra, this research is particularly focused on the variations of vegetation cover and land surface temperature, from the non-parametric analysis trends of Land Surface Temperature (LST) and the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from MODIS, for the period 2000-2012. This analysis was performed spatially distributed in arctic tundra and discreetly in bioclimatic subzones of Circumpolar Arctic Vegetation Map (CAVM). Additionally, Reanalysis data of surface temperature and air temperature from ERA-Interim was analyzed. Results revealed that the arctic tundra has experienced a significant increase in the Land Surface Temperature on most of the area that it covers, principally in the high latitude areas with monthly increase rates higher than 1.1°C per decade, while the NDVI has also shown an increase of 0.003 units per decade in the arctic tundra, but not statistically significant (p–value < 0.05). In the different time scales of analysis, was obtained that the most important cooling occurred in the last decade was in the west of Alaska, in the same way a significant decrease in NDVI for the same period was observed. The pooled analysis of MODIS and ERA-Interim allowed to establish a recent warming trend of the arctic tundra faster than the last three decades and pronounced in colder and northern areas of the arctic tundra. It is concluded that the results of this research will be important for understanding to what extent the arctic tundra responds to the current state of climate change.

Ingeniera Civil Industrial / El cambio climático puede impactar sustancialmente en el sector forestal, existen diversos estudios que demuestran que los inviernos serán más cálidos y las temporadas secas aumentarán. El objetivo de este proyecto es elaborar un método que permita incluir el factor del calentamiento global en las decisiones de producción forestal. Esto a partir de un trabajo anterior, el cual concluye que agregar incertidumbre en estos modelos aumenta el beneficio esperado a través de la inclusión de 32 escenarios climáticos, agrupados en un árbol de escenarios. El aporte de este trabajo será especificar hasta qué punto es provechoso seguir aumentando los escenarios considerados. La complejidad del problema viene dada por la cantidad de datos a utilizar, ya que al aumentar el tamaño del árbol de escenarios, los tiempos de resolución incrementan considerablemente, esto ya que los escenarios comparten etapas, que deben tener valores comunes para las variables de decisión. Así, se obtiene un plan contingente, condicional a lo que ocurra en cada etapa, teniendo siempre la mejor respuesta. La metodología considera generar los escenarios de clima basado en predicciones ya hechas en distintas estaciones meteorológicas de Portugal, país donde está ubicada la zona de estudio. Luego, se busca construir un modelo de programación lineal, donde la decisión corresponde a qué áreas de un bosque talar en cada periodo. Se busca maximizar los beneficios obtenidos según los precios que corresponden a cada escenario. Para llegar a una solución con una gran cantidad de escenarios, será necesario utilizar un algoritmo que permita simplificar la resolución, en este caso Progressive Hedging, cuyo principio es resolver a través de la descomposición por escenarios. Se estudian mejoras al algoritmo, además de opciones de reducción y agrupación de escenarios, para mejorar la eficiencia del mismo. Los resultados obtenidos indican que la utilización de Progressive Hedging ofrece una eficiencia superior para instancias de gran tamaño. Esto a partir de las instancias mayores a los 300 escenarios, y además se concluye que el número óptimo de escenarios a considerar rodea los 650, en dicho punto el costo adicional para general la solución no se ve justificado, ya que la calidad de la misma no aumenta significativamente. Por otra parte, la técnica de clustering para la reducción de escenarios resultó efectiva para mejorar aún más los tiempos de resolución, considerando su correspondiente pérdida en la calidad de la solución.