La Cordillera Blanca, es una de las zonas con mayores evidencias de los efectos del cambio climático en el mundo entero. Estos efectos son sobre todo evidentes en la pérdida de los glaciares, cambios en la disponibilidad de agua, cambios en la biodiversidad de plantas y animales, y cambios que afectan a las poblaciones rurales que habitan los alrededores. Las poblaciones rurales de la zona son vulnerables a todos estos cambios debido a su pobreza, su bajo nivel educativo y a la poca representatividad que tienen en la toma de decisiones respecto al cambio climático. Dentro de este grupo vulnerable, la mujer andina tiene aún menos posibilidades de participar o aportar sus conocimientos, preocupaciones y percepciones particulares. Buscando realizar un aporte que permita valorar el conocimiento de los pobladores de la zona, la presente tesis ha recopilado mediante una serie de entrevistas realizadas a los pobladores de la Comunidad Campesina Cahuide (Huaraz - Ancash), el conocimiento que ellos tienen respecto a una serie de servicios que les brindan los ecosistemas de montañas, y cómo estos se han modificado durante las últimas décadas debido al cambio climático. Los resultados obtenidos demuestran que los comuneros de la zona poseen un amplio conocimiento respecto al régimen de lluvias, disponibilidad hídrica, incremento de enfermedades y plagas, pastos naturales, cultivos, plantas medicinales, belleza paisajística y valor turístico, y como han cambiado hasta fechas recientes. Además, los resultados revelaron que existen diferencias en el conocimiento que poseen los varones y las mujeres, en especial en aquellos servicios que se relacionan con las actividades que son consideradas típicamente masculinas (cultivo, construcción, turismo) o femeninas (pastoreo, recojo de leña, recojo de plantas medicinales). A pesar de sus pobres recursos y la poca ayuda que reciben, los pobladores locales vienen planteando varias medidas de adaptación que les ha permitido mitigar hasta cierto punto los graves efectos que el cambio climático ha tenido en la zona. / Cordillera Blanca is one of the areas with greater evidence of the effects of climate change around the world. These effects are especially evident in the loss of the glaciers, changes in water availability, changes in plants and animals’ biodiversity, and changes that affect the populations who live in the surroundings. The rural populations of the area are vulnerable to all these changes due to their poverty, their low level of education and their lack of representation in making decision regarding climate change. Within this vulnerable group, the Andean woman is even less likely to participate or contribute her particular knowledge, concerns and perceptions. Seeking to contribute to assess the knowledge of the inhabitants in this area, this thesis has compiled through a series of interviews with the villagers from the Comunidad Campesina Cahuide (Huaraz-Ancash), the knowledge they have about a series of services provided by mountain ecosystems, and how these have been modified during the last decades due to climate change. The results obtained show that the villagers of the area have a wide knowledge about the rainfall regime, water availability, increase of diseases and pests, natural pastures, crops, medicinal plants, scenic beauty and tourist value, and how they have changed until recently. In addition, the results revealed that there are differences in the knowledge held by men and women, especially in those services that are related to activities that are typically considered male (cultivation, construction, tourism) or feminine (grazing, firewood collection, medicinal plants collection). Despite their poor resources and the little help received, local villagers have been proposing several adaptation measures that have allowed them to mitigate to some extent, the serious effects that climate change has had on the area. / Ancash Rahu hirkakunachawmi rikantsik llapan patsachaw allaapa achachay, allaapa usya kashqanta. Tsaykunata rikantsik rahu ushakashqanchaw, yaku ushakashqanchaw, tukuy niraq yurakuna, ashmakuna ushakashqanchaw, niykur hina tsaykuna nunakunapaq mana alli kashqanta. Hirkakunachaw taaraq nunakunam tsaykunawan mana alli kawayan waktsa kayashqanraykur, mana yachayashqanraykur, mana tsaykunata trukayta atipayantsu, pipis yanapantsu. Tsaykunachawmi hina warmikunatanaaqa pipis wiyantsy, paykuna manam autoridad kayta atipayantsu; yachayninwan manam yanapakuyta atipayantsu. Hirka runakunapa yachayninta ashir, tsaykunawan alli rikashqa kayaananpaq munaywanmi, kay tesis ayllushqa Comunidad Campesina Cahuide (Huaraz- Ancash) nunakunata, warmikunata yachayninkunapaq tapupakur, hirkakunachaw kawaypaq, imanawpis tsaykuna kay watakuna huklaaya tikrashqanpaq tapupakur. Tsay tapupakuykunachaw tarishqakunam willamantsik paykuna tamyapaq, tukuy laaya qishyakunapaq, hirkachaw pastukunapaq, murukuykunapaq, hampi yurakunapaq, shumaq mayukuna, quchakuna, hirkakuna, rahukuna kashqanpaq yachayashqanta; hina paykuna musyayan imanawpis tsaykuna kanankama trukakaayashqanta. Hina tsay uryachawmi tariyarquu ullqukuna yachayashqan manam warmikunapa yachayninnawtsu, ullku rurashqannawmi (murupakuy, wayi ruray, turistakuna pushay) warmipapis ruraynin kan (mitsipakuy, yamta ayllupakuy, hampi qurakunapaqpis). Warmi ullqupapis yachaynin kanmi, itsa huk laayam kayan. Mana alli yanapashqapis kay hirkakunachaw yachaq ullqukuna, warmikunapis yachayninwanmi imaykatapis rurayan tsay patsakunachaw kawayaananpaq, tsaynawpam paykuna yachakaayan kay hirkakunachaw, usyachaw, allaapa alalaychaw, achachaychawpis.

La deforestación es un problema a nivel global cuya evidencia científica no hace sino alarmar aún más la situación de los bosques con el tiempo. Uno de los ecosistemas forestales del Perú, con particulares características, pero a la vez de poco conocimiento en la comunidad científica, son los bosques secos del norte. Los cambios de uso de suelo son uno de los principales contribuyentes para la deforestación de estos bosques, y su pérdida aportan en la intensificación de otro problema global: el cambio climático. La investigación busca identificar y analizar los efectos de la deforestación en Lambayeque, tanto en los cambios en estructura física y biológica de estos bosques, así como en la relación ecosistemas-sociedad entre estos con las comunidades campesinas. Lambayeque cuenta con distintos tipos de bosque seco (sabana, colina y montaña), por lo que el área de estudio comprende esta diversidad de bosques secos y que están bajo categorías de protección nacional y conservación regional: Refugio de Vida Silvestre Laquipampa, Área de Conservación Regional Huacrupe La Calera y Santuario Histórico Bosque de Pómac. El análisis de cambios de cobertura, fragmentación del paisaje y modelos de distribución potencial de especies por efecto del cambio climático, muestran que la deforestación va más allá de un proceso de devastación masiva. Internamente incluye consecuencias que afectan a varios sectores, a pesar de no tener la magnitud de cobertura ni de pérdida que otros ecosistemas. Además, la población local, por medio de la percepción y conocimiento, da las bases para proponer y establecer estrategias de uso sostenible de los recursos forestales del bosque seco. / Deforestation is a global problem whose scientific evidence only alarms the situation of forests over time. One of the forest ecosystems of Peru, with particular characteristics, but at the same time of little knowledge in the scientific community, are the dry forests of the north. Changes in land use are one of the main contributors to the deforestation of these forests, and their loss is one of the factors in the intensification of another global problem: climate change. The research seeks to identify and analyze the effects of deforestation in Lambayeque, both in the changes in physical and biological structure of these forests, as well as in the ecosystem-society relationship between these with the peasant communities. Lambayeque has different types of dry forest (savanna, hill and mountain), so the study area includes this diversity of dry forests and that fall under national protection and regional conservation categories: Refugio de Vida Silvestre Laquipampa, Área de Conservación Regional Huacrupe La Calera and Santuario Histórico Bosque de Pómac.The analysis of changes in coverage, fragmentation of the landscape and models of potential distribution of species due to climate change, show that deforestation goes beyond a process of massive devastation. Internally it includes consequences that affect several sectors, despite not having the magnitude of coverage or loss that other ecosystems. In addition, the local population, through the perception and knowledge, provides the basis to propose and establish strategies for the sustainable use of the forest resources of the dry forest.

En el año 2017, Perú sufrió los impactos de El Niño costero, lo que afectó gravemente los ecosistemas y las poblaciones. Una de las zonas afectadas por este evento fue el distrito de Lunahuaná, en la región Lima, que presenta una alto riesgo a eventos climáticos extremos como El Niño. En el contexto del cambio climático, es relevante cuestionarse ¿cómo se comportan los actores sociales en localidades ribereñas como Lunahuaná frente a los impactos de El Niño a partir de su percepción sobre los eventos climáticos extremos? Desde el estudio de las percepciones y acciones frente al impacto del evento El Niño costero 2017 en las actividades turísticas en Lunahuaná, la investigación busca comprender la interacción entre las percepciones y el comportamiento humano frente al riesgo climático. La principal metodología fue la aplicación de entrevistas a profundidad, y los resultados muestran que los actores no se percibían en una situación de riesgo climático, lo que influyó en la escasa toma de acciones de reducción de riesgo y protección a eventos climáticos extremos. / In 2017, Peru suffered from the impacts of the coastal El Niño, which seriously affected ecosystems and populations. One of the areas affected by this event was the district of Lunahuana in the Lima region, which presents high risk of extreme weather events such as El Niño. In the context of climate change, it is relevant to ask how social actors in riverside towns such as Lunahuana behave in the face of the impacts of El Niño, given their perception of extreme climate events. Based on study of perceptions and actions regarding the impacts of the 2017 coastal El Niño event on tourism activities in Lunahuana, this research seeks to understand the interaction between perceptions and human behavior regarding climate risk. The main research methodology was the application of in-depth interviews, and the results show that actors did not perceive themselves to be in a situation of climate risk, which influenced the limited actions taken to reduce risk and protect against extreme climate events.

Tesis por compendio / [ES] La mayoría de los estudios científicos pronostican un incremento en la frecuencia y magnitud de los episodios de precipitaciones extremas como consecuencia de los efectos del cambio climático. Además, se espera que en un plazo de 50 años el 80% de la población mundial viva en zonas propensas a inundaciones. Este incremento en la peligrosidad, vulnerabilidad y en la exposición al peligro de lluvias intensas supone un aumento significativo en el riesgo de inundaciones, ya de por si elevado, que manifiesta la urgente necesidad de tomar medidas encaminadas a reducir la vulnerabilidad y desarrollar metodologías capaces de estimar con la mayor precisión posible la magnitud y la probabilidad de ocurrencia de estos posibles fenómenos extremos. En esta última dirección va dirigida la presente tesis doctoral, presentando una nueva metodología basada en el uso de generadores meteorológicos estocásticos para la estimación de la frecuencia de avenidas extremas tanto en escenarios de clima actual como de cambio climático. Más allá del paradigma de la tormenta de diseño y de los estudios tradicionales de análisis de frecuencia de inundaciones, la metodología propuesta en esta tesis se basa en la simulación sintética continua: generador meteorológico estocástico + modelo hidrológico espacialmente distribuido. El uso de generadores meteorológicos estocásticos para el análisis de frecuencia de inundaciones es una práctica cada vez más común dentro de la comunidad hidrológica. Sin embargo, es necesario disponer de observaciones largas y completas para obtener estimaciones de cuantiles confiables para altos períodos de retorno. La novedad que introduce la metodología propuesta se basa en la integración de estudios regionales de precipitación máxima en la implementación del generador meteorológico, lo que reduce considerablemente la incertidumbre en las estimaciones de cuantiles (especialmente aquellos asociados a eventos de baja frecuencia) debida a los usualmente cortos y escasos registros hidrometeorológicos de los que se dispone hasta la fecha. Esta tesis se presenta como un compendio de cinco publicaciones: tres de ellas ya publicadas y dos en proceso de revisión en revistas indexadas en el Journal Citation Report. Estos documentos narran la progresión de la metodología a lo largo de diversas etapas hasta llegar al enfoque final. Inicialmente concebida para el clima actual a escala diaria, la metodología fue posteriormente adaptada a escala subdiaria y finalmente desarrollada para su aplicación en escenarios de clima futuro. A lo largo de este proceso, se abordaron estudios de incertidumbre asociados a la cantidad de información que involucran tanto las estimaciones de cuantiles de precipitación como de inundación. Las metodologías se han implementado en dos casos de estudio: Rambla de la Viuda (Castellón) y; la cuenca del río Segura, cuyos resultados han evidenciado la solidez y eficacia de las metodologías. En el ámbito de la modelización meteorológica, los resultados han sido consistentes y satisfactorios, demostrando la capacidad de la metodología para representar con precisión las complejidades de los patrones climáticos. Asimismo, en el ámbito hidrológico, la metodología ha exhibido una eficaz capacidad para representar y simular los procesos relacionados con el ciclo del agua, ofreciendo resultados coherentes y satisfactorios en la estimación de caudales y eventos de inundación tanto en clima actual como en clima futuro. Esta consistencia en la robustez de la metodología, tanto en la modelización meteorológica como hidrológica, respalda su aplicabilidad y confiabilidad en entornos y condiciones climáticas diversas. / [CA] La majoria dels estudis científics pronostiquen un increment de la freqüència i la magnitud dels episodis de precipitacions extremes a conseqüència dels efectes del canvi climàtic. A més, s'espera que en un termini de 50 anys el 80% de la població mundial habite en zones propenses a inundacions. Aquest acreixement en la perillositat, vulnerabilitat i exposició al perill de pluges intenses suposa un augment significatiu del risc d'inundacions, ja de per si elevat, que manifesta la urgent necessitat de prendre mesures encaminades a reduir la vulnerabilitat i desenvolupar metodologies que permeten estimar amb la major precisió possible la magnitud i la probabilitat d'ocurrència d'aquests possibles fenòmens extrems. En aquesta última direcció va dirigida la present tesi doctoral, que presenta una nova metodologia basada en l'ús de generadors meteorològics estocàstics per a l'estimació de la freqüència d'avingudes extremes, tant en escenaris de clima actual com de canvi climàtic. Més enllà del paradigma de la tempesta de disseny i dels estudis tradicionals d'anàlisis de freqüència d'inundacions, la metodologia proposada en aquesta tesi es basa en la simulació sintètica contínua: generador meteorològic estocàstic + model hidrològic espacialment distribuït. L'ús de generadors meteorològics estocàstics per a l'anàlisi de freqüència d'inundacions és una pràctica cada vegada més comuna dins de la comunitat hidrològica. No obstant això, és necessari disposar d'observacions llargues i completes per a obtindre estimacions de quantils de confiança per a alts períodes de retorn. La novetat que introdueix la metodologia proposada es basa en la integració d'estudis regionals de precipitació màxima en la implementació del generador meteorològic, la qual cosa redueix considerablement la incertesa en les estimacions de quantils (especialment d'aquells associats a esdeveniments de baixa freqüència) a causa dels usualment curts i escassos registres hidrometeorològics dels quals es disposa fins a la data. Auqesta tesi es presenta com un compendi de cinc publicacions: tres d'elles en ja publicades i dos en procés de revisió en revistes indexades en el Journal Citation Report. Aquests documents narren la progressió de la metodologia al llarg de diverses etapes fins arribar a l'enfocament final. Inicialment concebuda per al clima actual a escala diària, la metodologia va ser posteriorment adaptada a escala subdiària i finalment desenvolupada per a la seua aplicació en escenaris de clima futur. Al llarg d'aquest procés, es van abordar estudis d'incertesa associats a la quantitat d'informació que involucren tant les estimacions de quantils de precipitació com d'inundació. Les metodologies s'han implementat en dos casos d'estudi: Rambla de la Vídua (Castelló) i; la conca del riu Segura, els resultats del qual han evidenciat la solidesa i eficàcia de les metodologies. En l'àmbit de la modelització meteorològica, els resultats han estat consistents i satisfactoris, ja que han demostrat la capacitat de la metodologia per a representar amb precisió les complexitats dels patrons climàtics. Així mateix, en l'àmbit hidrològic, la metodologia ha exhibit una eficaç capacitat per a representar i simular els processos relacionats amb el cicle de l'aigua, i ens ha oferit resultats coherents i satisfactoris en l'estimació de cabals i esdeveniments d'inundació tant en clima actual com en clima futur. Aquesta consistència en la robustesa de la metodologia, tant en la modelització meteorològica com en la hidrològica, recolza la seua aplicabilitat i confiabilitat en entorns i condicions climàtiques diverses. / [EN] Most scientific studies predict an increase in the frequency and magnitude of extreme precipitation events as a consequence of climate change effects. Furthermore, it is expected that within 50 years, 80% of the global population will reside in flood-prone areas. This heightened risk, vulnerability, and exposure to intense rainfall hazards signify a significant rise in the flood risk, already elevated. It underscores the urgent need to implement measures to reduce vulnerability and develop methodologies capable of accurately estimating the magnitude and probability of occurrence of these potential extreme events. This doctoral thesis is directed towards this objective, presenting a new methodology based on the use of stochastic weather generators for estimating the frequency of extreme floods in both current and climate change scenarios. Beyond the Design Storm paradigm and traditional Flood Frequency Analysis studies, the methodology proposed in this thesis relies on continuous synthetic simulation: stochastic weather generator + spatially distributed hydrological model. The use of stochastic weather generators for Flood Frequency Analysis is becoming increasingly common within the hydrological community. However, reliable quantile estimates for high return periods require long and complete observations. The innovation introduced by the proposed methodology lies in the integration of regional studies of maximum precipitation into the implementation of the weather generator, significantly reducing uncertainty in quantile estimates (especially those associated with low-frequency events) due to the typically short and limited hydrometeorological records available to date. This thesis is presented as a compilation of five publications: three already published and two under review in journals indexed in the Journal Citation Report. These documents narrate the progression of the methodology through various stages to its final approach. Initially conceived for the current climate at a daily scale, the methodology was later adapted to a subdaily scale and ultimately developed for application in future climate scenarios. Throughout this process, uncertainty studies were addressed concerning the amount of information involving both precipitation and flood quantile estimates. The methodologies have been implemented in two case studies: Rambla de la Viuda (Castellón) and the Segura River basin, with results demonstrating the robustness and effectiveness of the methodologies. In the field of meteorological modeling, the results have been consistent and satisfactory, showcasing the methodology's ability to accurately represent the complexities of climate patterns. Likewise, in the hydrological domain, the methodology has exhibited effective capabilities in representing and simulating processes related to the water cycle, offering coherent and satisfactory results in the estimation of flows and flood events in both current and future climates. This consistency in the robustness of the methodology, both in meteorological and hydrological modeling, supports its applicability and reliability in diverse environmental and climatic conditions. / This work was supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation through the research projects TETISCHANGE (RTI2018-093717-B-100) and TETISPREDICT (PID2022-141631OB-I00). Funding for the Open Access charge has been provided by Universitat Politècnica de València / Beneyto Ibáñez, C. (2024). On the Use of Weather Generators for the Estimation of Low-Frequency Floods under a Changing Climate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/205179 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] El cambio climático indudablemente afectará los eventos de nieve ya que se espera que la temperatura y la precipitación cambien en el futuro. Las montañas españolas se ven especialmente afectadas por esta situación, ya que el almacenamiento de nieve se concentra en periodos muy concretos del año hidrológico y juega un papel muy importante en la gestión de los recursos hídricos. En este estudio se realiza en primer lugar un análisis del comportamiento de los fenómenos complejos relacionados con la nieve en las cuatro principales regiones montañosas de España en los próximos 50 años. El modelo hidrológico ASTER se aplica utilizando como insumo básico datos de temperatura y precipitación, estimados bajo un escenario de cambio climático. Los resultados muestran diferentes cambios en los caudales máximos y promedio esperados, dependiendo de la muy diferente magnitud y signo de los cambios en la precipitación. Puede producirse un aumento de los episodios de inundación como consecuencia de una compleja relación entre los cambios en las precipitaciones y un aumento de las intensidades máximas de deshielo que oscilan entre el 2,1% en los Pirineos y el 7,4% en la Cordillera Cantábrica. Sin embargo, los patrones comunes se muestran en una menor duración de las reservas de masa de nieve, que se espera que ocurra 45 días antes para la Cordillera Cantábrica, y alrededor de 30 días para el resto de las regiones montañosas estudiadas. Los cambios observados también conducen a una disminución preocupante del efecto regulador de los fenómenos relacionados con la nieve en los ríos españoles, con una disminución de la acumulación media de nieve que oscila entre un 28% para Pirineos y Sierra Nevada y un 42% para el Sistema Central y la Cordillera Cantábrica. Se espera una disminución del caudal medio, que fluctúe desde el 2,4% en los Pirineos hasta el 7,3% en la Cordillera Cantábrica, aumentando únicamente en el Sistema Central un 4,0%, siendo necesario desarrollar nuevas medidas de adaptación al cambio climático. Por otro lado, con el fin de lograr una mejor estimación del Equivalente de agua de nieve (SWE) utilizando una red meteorológica y de profundidad de nieve (SD) económica y extensa; y que mejore la calibración del modelo hidrológico ASTER, se proporcionan nuevos modelos de regresión de densidad de nieve (SDEN). A partir del gran banco de datos de densidad de nieve (SDEN) existente para los Pirineos españoles, siendo una de las zonas más importantes y mejor monitorizadas del mundo, se evalúan modelos de regresión lineal simple y múltiple que relacionan SDEN con la intra-dependencia del tiempo anual y otros factores como la precipitación acumulada estacional, las temperaturas promedio de 7 días, la profundidad de la nieve (SD) y la elevación. Los resultados mostraron tasas de densificación similares sin mostrar un patrón espacial. La tasa de densificación para el conjunto de muestras manuales se fijó en 1,2 x 10-3 kg/L/día, muy similar al conjunto de medidas automáticas. Los resultados aumentan el conocimiento sobre SDEN en los Pirineos, aunque hay que tener en cuenta la alta variabilidad espacial encontrada. Finalmente, se estudian los efectos que el cambio climático puede tener en las inundaciones para un caso de estudio de una cuenca nival de la Cordillera Cantábrica. Usando diferentes modelos climáticos, considerando un escenario de emisiones de gases de efecto invernadero comparativamente altas (RCP8.5), con datos diarios de temperatura y precipitación entre los años 2007-2070, y comparando los resultados en términos relativos, se estiman el caudal y la variación del riesgo de inundación debido al cambio climático. En el caso concreto de Reinosa, el modelo climático MRI-CGCM3 muestra que el cambio climático provocará un aumento significativo de habitantes potenciales afectados y daños económicos por riesgo de inundaciones. / [CA] El canvi climàtic afectarà indubtablement els esdeveniments de neu ja que s'espera que la temperatura i la precipitació canvien en el futur. Les muntanyes espanyoles estan especialment afectades per aquesta situació, ja que l'emmagatzematge de neu es concentra en períodes molt concrets de l'any hidrològic i juga un paper molt important en la gestió dels recursos hídrics. En aquest estudi es fa una anàlisi del comportament dels fenòmens complexos relacionats amb la neu a les quatre principals regions muntanyoses d'Espanya en els propers 50 anys. El model hidrològic ASTER s'aplica utilitzant com a insum bàsic dades de temperatura i precipitació, estimades sota un escenari de canvi climàtic. Els resultats mostren diferents canvis en els cabals màxims i la mitjana esperada, depenent de la molt diferent magnitud i signe dels canvis en la precipitació. Es pot produir un augment dels episodis d'inundació com a conseqüència d'una relació complexa entre els canvis en les precipitacions i un augment de les intensitats màximes de desglaç que oscil¿len entre el 2,1% als Pirineus i el 7,4% a la Serralada. Cantàbrica. Tot i això, els patrons comuns es mostren en una menor duració de les reserves de massa de neu, que s'espera que ocórreguen 45 dies abans per a la Serralada Cantàbrica, i al voltant de 30 dies per a la resta de les regions muntanyoses estudiades. Els canvis observats també condueixen a una disminució preocupant de l'efecte regulador dels fenòmens relacionats amb la neu als rius espanyols, amb una disminució de l'acumulació mitjana de neu que oscil¿la entre un 28% per als Pirineus i Sierra Nevada i un 42% per al Sistema Central i la Serralada Cantàbrica. S'espera una disminució del cabal mitjà, que fluctua des del 2,4% als Pirineus fins al 7,3% a la Serralada Cantàbrica, augmentant únicament al Sistema Central un 4,0%, i cal desenvolupar noves mesures d'adaptació al canvi climàtic. D'altra banda, per tal d'aconseguir una estimació millor de l'Equivalent d'aigua de neu (SWE) utilitzant una xarxa meteorològica i de profunditat de neu (SD) econòmica i extensa que condueix a millorar el calibratge del model hidrològic ASTER, es proporcionen nous models de regressió de densitat de neu (SDEN). A partir del banc de dades més significatiu de densitat de neu (SDEN) als Pirineus espanyols, i sent una de les zones més importants i millor monitorizades del mon per a mostrejos manuals in situ i mesures automàtiques, s'avaluen models de regressió lineal simple i múltiple que relacionen SDEN amb intra-dependència del temps anual i altres factors com la precipitació acumulada estacional, les temperatures mitjana de 7 dies, la profunditat de la neu (SD) i l'elevació. La precipitació estacional acumulada va presentar una influència més dominant que la precipitació diària, sent usualment el segon factor determinant de SDEN més dominant, seguit per la temperatura. Les temperatures mitjanes van mostrar el millor ajustament a SDEN. Els resultats van mostrar taxes de densificació similars, sense mostrar un patró espacial. La taxa de densificació per al conjunt de mostres manuals es va fixar en 1,2 x 10-3 kg/L/dia, molt semblant al conjunt de mesures automàtiques. Els resultats augmenten el coneixement sobre SDEN als Pirineus, encara que cal tindre en compte l'alta variabilitat espacial trobada. Finalment, s'estudien els efectes que el canvi climàtic pot tindre en les inundacions per a un cas d'estudi d'una conca nival de la Serralada Cantàbrica. Usant diferents models climàtics, considerant un escenari d'emissions de gasos d'efecte hivernacle comparativament altes (RCP8.5), amb dades diàries de temperatura i precipitació dels anys 2007-2070, i comparant els resultats en termes relatius, la taxa de flux i la variació del ri / [EN] Climate change undoubtedly will affect snow events as temperature and precipitation are expected to change in the future. Spanish mountains are especially affected by that situation since snow storage is there focused on very specific periods of the hydrological year and plays a very important role in the management of water resources. In this study, an analysis of the behaviour of the complex snow-related phenomena in the four main mountain regions of Spain in the next 50 years is conducted. The ASTER hydrological model is applied using temperature and precipitation data as basic input, estimated under a climate change scenario. Results show different changes in the maximum and average expected flows, depending on the very different magnitude and sign of changes in precipitation. An increase of flooding episodes may occur as a result of a complex relationship between changes in precipitation and an increase in maximum snowmelt intensities that range from 2.1% in the Pyrenees to 7.4% in the Cantabrian Mountains. However, common patterns are shown in a shorter duration of the snow bulk reserves, expected to occur 45 days earlier for the Cantabrian Mountains and about 30 days for the rest of the studied mountain regions. Changes observed also lead to a concerning decrease in the regulatory effect of the snow-related phenomena in the Spanish rivers, with a decrease in the average snow accumulation that ranges from about 28% for the Pyrenees and Sierra Nevada to 42% for the Central System and the Cantabrian Mountains. A decrease in average flow is expected, fluctuating from 2.4% in the Pyrenees to 7.3% in Cantabrian Mountains, only increasing in the Central System by 4.0%, making all necessary to develop new adaptation measures to climate change. To achieve a better estimation of Snow Water Equivalent (SWE) using an economical and extensive snow depth (SD) and meteorological network that leads to improving the calibration of ASTER hydrological model, new snow density (SDEN) regression models are given in this work. Based on the most significant dataset of snow density (SDEN) in the Spanish Pyrenees for on-site manual samples and automatic measurements, as one of the most important and best-monitored areas in the world, single and multiple linear regression models are evaluated that relate SDEN with intra-annual time dependence and other drivers such as the seasonal accumulated precipitation, 7-day average temperatures, snow depth (SD) and elevation. The seasonal accumulated precipitation presented a more dominant influence than daily precipitation, usually the second most dominant SDEN driver, followed by temperature. Average temperatures showed the best fitting to SDEN. The results showed similar densification rates without showing a spatial pattern. The densification rate for the set of manual samples was 1.2 x 10-3 kg/L/day, very similar to the set of automatic measurements. The results increase knowledge on SDEN in the Pyrenees, although the high spatial variability that has been found must be regarded. Finally, climate change's effects on floods are studied in a case study of a snow basin in the Cantabrian Mountains. Using different climate models, regarding a scenario of comparatively high greenhouse gas emissions (RCP8.5), with daily temperature and precipitation data from the years 2007-2070, and comparing results in relative terms, flow rate and flood risk variation due to climate change are estimated. In the specific case of Reinosa, the MRI-CGCM3 climate model shows that climate change will cause a significant increase of potentially affected inhabitants and economic damage due to flood risk / Lastrada Marcén, JE. (2022). Study of the Climate Change Effect on the Snow Water Resources in the Spanish Mountains [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188951 / Compendio

Dans les régions néo-tropicales, l’augmentation des taux de changements d’occupation et d’usages des sols et une forte déforestation durant la deuxième moitié du 20e siècle ont engendré une forte dégradation de l’environnement et une forte perte de biodiversité. Cette étude analyse les empreintes spatiales et les processus des changements d’occupation et d’usages des sols et de la déforestation pour le bassin versant du Grijalva-Usumacinta, l’un des plus importants du sud Mexique en matière hydrologique et de biodiversité, pour être confrontée aux discussions sur les changements forestiers émergents. Des cartes d’occupation et d’usages des sols de 1992, 2002 et 2007, dérivées d’images satellitaires et de photographies aériennes sont utilisées pour tester l’hypothèse d’un changement de trajectoires d’évolution à l’échelle régionale. Les probabilités et taux de changements ont été calculés pour les deux périodes 1992-2002 et 2002-2007, et les processus de changements dominants ont été identifiés. Les changements d’occupation et d’usages des sols sont complexes et ne peuvent s’expliquer par une histoire prédominante et linéaire de la déforestation. Deux des principaux résultats concernent (1) un taux anormalement élevé de dégradation des forêts primaires, équivalent à 1,7 fois la surface déforestée ; (2) les processus de déforestation se produisent principalement dans les forêts secondaires. Les activités agricoles, encouragées par les politiques publiques, sont les principaux moteurs de ces changements, parmi lesquelles le pâturage a le plus d'impact sur la déforestation. Les probabilités et taux de déforestation et de changement d’occupation et d’usages de sols ont stagné alors que la reforestation naturelle a augmenté. Bien que ces tendances sont essentielles pour le commencement de la transition forestière, la déforestation et la dégradation l'emportent bien sur la repousse de la végétation. / This study explores how to use techniques of prospective analysis in order to incorporate dynamic factors that put into risk the persistence of biodiversity into systematic conservation planning. Land use and cover change (LUCC) and climate change (CC) represent the main impacts and future threats to biodiversity and thus were the subject of analyses that provided information on prioritization for conservation actions. Since LUCC, CC and biodiversity loss, as well as the related socio-economic structures take place on a regional scale, this work is based on a large watershed in southern Mexico, the Grijalva-Usumacinta Basin. This basin is not only one of the most important areas for biological diversity, but is also renowned for its cultural complexity and hydrological importance and the multiple environmental and social problems that put biodiversity in peril. The main finding is that deforestation and forest degradation are the main LUCC processes and their high rates and strong future trends make it difficult to get to the point of forest transition in the near future, when deforestation and regeneration are balanced. Nevertheless, the scenario analysis shows that it is possible to influence LUCC trajectories in a substantial way in order to halt negative effects over biodiversity in the next decade. CC represents an additional threat to biodiversity difficult to evaluate, especially if the multiple synergistic effects between CC and LUCC are considered that could lead to much higher impacts. Anyway, the analysis showed that even until 2030 CC could have impacts on bioclimatic variables and species composition that could further hamper conservation efforts in the study area. Criteria for a proactive prioritization of sites for conservation are proposed based on scenarios of LUCC and CC. These criteria are used to identify “hot spots” (high probability of LUCC and severe CC impacts) and “refuges” (high probability of permanence and minor CC impacts). This joint analysis of CCUS and CC shows that there are differences between the conservation and the probable scenario; the effort needed to conserve the biodiversity contained in the priority sites in the conservation scenario is considerable less. The spatial pattern of hot spots and refuges of change is very similar across scenarios, despite the differences in absolute areas compromised by each. / Este estudio explora cómo aplicar técnicas de análisis prospectivos para incorporar factores dinámicos que ponen en riesgo la persistencia de biodiversidad en la planeación sistemática de la conservación (PSC). El cambio de cobertura y uso del suelo (CCUS) y el cambio climático (CC) representan los impactos y amenazas futuras más importantes para la biodiversidad, por lo que fueron escogidos como sujetos de análisis que proveen información para la priorización para acciones de conservación. Como el CCUS, el CC, la pérdida de biodiversidad, así como las estructuras socio-económicas relacionadas, ocurren a una escala regional, este trabajo está basado en una cuenca grande en el sur de México. La cuenca Grijalva-Usumacinta no sólo es una de las áreas más biodiversas en el mundo, también es reconocida por su complejidad cultural y su importancia hidrológica. A la vez se han documentado diversos problemas ambientales y sociales que ponen en peligro la persistencia de la biodiversidad. El resultado principal es que la deforestación y la degradación forestal son los procesos dominantes de CCUS y sus altas tasas y fuertes tendencias hacia el futuro vuelven difícil de llegar al punto de la transición forestal, en el cual la deforestación y la regeneración son balanceadas. Sin embargo, el análisis de escenarios muestra que es posible influenciar las trayectorias de CCUS de manera sustancial para detener los efectos adversos en la biodiversidad en la próxima década. El CC representa una amenaza adicional para la biodiversidad difícil de evaluar, especialmente si se consideran los múltiples efectos sinérgicos entre el CC y el CCUS que podrían hacer que el impacto sea mucho mayor. Aun así, el análisis mostró que hasta el 2030 el CC podría tener impactos en las variables bioclimáticas y la composición de especies que podrían dificultar más los esfuerzos de conservación en el área de estudio. Se proponen criterios para una priorización proactiva de la conservación son propuestos basados en escenarios de CCUS y CC. Estos criterios son usados para identificar focos rojos (alta probabilidad de CCUS e impactos de CC severos) y refugios (alta probabilidad de permanencia natural e impactos de CC menores). Este análisis conjunto de CCUS y CC muestra que hay diferencias entre el escenario de conservación y el escenario probable; el esfuerzo necesario para conservar la biodiversidad dentro de los sitios prioritarios es considerablemente menor. Los patrones espaciales de los focos rojos de cambio y los refugios son muy similares en los dos escenarios, a pesar de la diferencia absoluta de áreas en cada uno.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / La judicialización del cambio climático ha aumentado exponencialmente dentro de los últimos años, debido a la lenta reacción de los Estados en tomar las medidas legislativas necesarias para adaptar a la sociedad actual a las exigencias del fenómeno del cambio climático. Uno de los casos más emblemáticos dentro de este nuevo movimiento es el de Urgenda vs Holanda, en donde el Tribunal ordenó al Estado que redujera sus emisiones de GEI en al menos un 25% para el año 2020 respecto a los niveles de 1990, basado en la evidencia científica disponible y en los compromisos internacionales adoptados por el Estado. Sin embargo, y a pesar del éxito del caso anteriormente mencionado, la mayoría de estos juicios no corren la misma suerte, principalmente por dos grandes problemas: El primero de ellos es la prueba de la causalidad, la que se ve muchas veces obstaculizada debido a la naturaleza difusa del daño ambiental. El segundo problema es la reticencia de los tribunales a aceptar la evidencia científica como argumento válido para imputar responsabilidad o para establecer un deber de cuidado respecto del demandado. El objetivo de este artículo es, en base al análisis de doctrina especializada y jurisprudencia nacional y comparada, revisar estas dificultades y descubrir sus posibles soluciones, las que van desde la inversión de la carga de la prueba, hasta las presunciones de responsabilidad. Por otro lado, también se pretende analizar el caso Urgenda vs Holanda con la finalidad de exponer los principales puntos de la sentencia, para luego pasar a la revisión de la prueba de la causalidad y por qué razones fue aceptada la evidencia científica del IPCC en este caso, lo que ha traído como consecuencia un nuevo movimiento de demandas en contra de Estados por razones y con argumentos muy similares a los entregados por la Fundación Urgenda.

Esta tesis presenta el primer estudio científico acerca de la ocurrencia de condiciones favorables para el surf en las escalas global y regional (en este caso en el Mar Cantábrico). Para ello han sido empleadas bases de datos de reanálisis atmosféricos y de oleaje previamente calibrados, los cuales permiten estimar la calidad de las condiciones y la consistencia (días de buenas condiciones de surf) la cual es la principal característica en la disponibilidad de recurso (Lazarow et al., 2007). Los valores medios obtenidos muestran una alta relación con el patrón general de circulación atmosférica y con las características de propagación de los oleajes tipo swell y, por lo tanto, con las variaciones estacionales de los mismos. El estudio de la variabilidad estacional ha sido investigado relacionando la consistencia mensual con diferentes índices climáticos como el SOI (Southern Oscillation Index) o la NAO (North Atlantic Oscillation) entre otros, mostrando valores altos de correlación. El análisis de las tendencias en el largo plazo muestra un incremento generalizado en las costas con orientación oeste (ej. 20 horas/año en California), lo cual coincide con un incremento de la actividad extratropical durante el periodo de tiempo analizado. En la escala regional han sido empleadas técnicas de regionalización para obtener campos de oleaje y viento de alta resolución con el objetivo de mejorar la estima de la calidad de las condiciones de surf. Para ello, han sido calculadas la dispersión frecuencial y direccional del espectro de oleaje mejorando la estima actual de la calidad, la cual es altamente dependiente de los procesos de propagación del oleaje por aguas someras. La variabilidad climática en esta escala ha sido estudiada por medio de técnicas de clasificación de la atmósfera que permiten obtener patrones preferenciales de variabilidad en diferentes escalas temporales: tipos de tiempo (3 días) y patrones climáticos (1 mes). Estas técnicas permiten relacionar unívocamente un estado de la atmosfera con una distribución específica de la energía del oleaje en el dominio de las frecuencias y direcciones. Esta metodología permite además analizar la variabilidad en la forma espectral debida al cambio climático o la variabilidad climática natural. / This thesis presents the firs scientific study of the surf conditions occurrence at a global and a regional scale (herein Cantabrian Sea). Calibrated wave and wind hindcast data bases have used as the ground true estimating surf quality and consistency (days of good surfing conditions) which is the most striking feature in surf resource availability (Lazarow et al., 2007). Mean consistency values are calculated finding spatial patterns highly related with the general circulation scheme and swell traveling properties and thus seasonality. Controls of inter-annual variability are investigated by comparing occurrence values with global and regional climate patterns. Southern Oscillation Index (SOI), North Atlantic Oscillation (NAO) between others, have been related to surf occurrence, showing a great influence at both, global and regional scales. Analysis of long term trends shows an increase in the probability of surfable events over the west facing coasts on the planet (e.g. 20 hours/year in California coasts), according with previous studies which indicate increased extra-tropical storminess during the past few years. Moreover, downscaling techniques have been employed obtaining high resolution wave and wind fields in order to asses surf quality in a regional scale. At this scale, spectral directional and frequency spreading have been also determined improving the current estimation of the surf quality, which is highly related to the wave shallow water processes. Clustering statistics techniques have been applied to sea level pressure over the North Atlantic obtaining leading patterns of weather (3 days) and climate variability (1 month) corresponding to AO (Arctic Oscillation), NAO or EA (East Atlantic Oscillation) atmospheric states. These techniques allow univocal relating some specific state of the atmosphere with one wave energy distribution through frequencies and directions domain, including high frequency energy coming from local winds. In addition the proposed methodology makes possible analyzing spectral variability due to climate change or natural climatic variability.

La Captura y Almacenamiento de dióxido de Carbono (CAC), es una tecnología orientada a mitigar el impacto de los gases de efecto invernadero producidos en la quema de combustibles fósiles en procesos industriales y de generación de energía, donde la captura de dióxido de carbono (CO2) supone el cuello de botella del proceso, y por tanto donde deben centrarse los esfuerzos. En este contexto, el objetivo de este trabajo es la intensificación del proceso de absorción de CO2 convencional en dos etapas: i) Sustitución del equipamiento convencional (e.g. torres de absorción) por sistemas de membranas para una absorción no dispersiva que elimine el arrastre de gotas y, ii) Sustitución del absorbente de referencia (monoetanolamina, MEA) por líquidos iónicos, con presión de vapor despreciable, que permite eliminar las pérdidas de disolvente por volatilización. En la presente Tesis Doctoral se desarrolla un proceso con cero emisiones de disolvente mediante la integración de equipos de membranas y líquidos iónicos, como estrategia para la intensificación del proceso de captura de CO2 de post-combustión. / Carbon dioxide Capture and Storage (CCS), is a technology aimed at mitigating greenhouse gas impacts from fossil fuels combustion in industrial and energy-related processes where, carbon dioxide (CO2) capture is the bottleneck step where the efforts have to be applied. In this context, the aim of this work is to intensify the absorption process by two steps: i) Substitution of conventional equipment (e.g. scrubbers) for non-dispersive absoprtion membrane systems to avoid drops dragging and, ii) Substitution of the reference absorption solvent (monoethanolamine, MEA) for ionic liquids, with negligible vapour pressure, to avoid solvent losses due to volatilization of the solvent into gas stream. Thereby, in this PhD Thesis a zero solvent emission process trough the integration of membrane systems and ionic liquids is developed as a process intensification strategy for the recovery of CO2 from post-combustion streams.

La formiga argentina (Linepithema humile) es troba entre les espècies més invasores: originària d'Amèrica del Sud, actualment ha envaït nombroses àrees arreu del món. Aquesta tesi doctoral intenta fer una primera anàlisi integrada i multiescalar de la distribució de la formiga argentina mitjançant l'ús de models de nínxol ecològic. D'acord amb els resultats obtinguts, es preveu que la formiga argentina assoleixi una distribució més àmplia que l'actual. Les prediccions obtingudes a partir dels models concorden amb la distribució actualment coneguda i, a més, indiquen àrees a prop de la costa i dels rius principals com a altament favorables per a l'espècie. Aquests resultats corroboren la idea que la formiga argentina no es troba actualment en equilibri amb el medi. D'altra banda, amb el canvi climàtic, s'espera que la distribució de la formiga argentina s'estengui cap a latituds més elevades en ambdós hemisferis, i sofreixi una retracció en els tròpics a escales globals. / Argentine ants (Linepithema humile) rank among the most successful invasive species: native to South America, they have invaded broad areas worldwide. This PhD thesis attempts to take the first step towards an integrated and multi-scalar analysis of the Argentine ant distribution using ecological niche models. According to our results, the Argentine ant is expected to occupy a broader distribution in its worldwide invaded ranges than is currently appreciated. Model predictions are in concordance with the currently known occurrence of the species, and indicate areas near the coast and following the main rivers as highly suitable for the species. These results give additional support to the idea that the Argentine ant is not currently in equilibrium with its environment. According to global climate change scenarios, the Argentine ant is expected to expand to higher northern and southern latitudes, and retract in the tropics at global spatial scales.