Como parte del estudio base, en el contexto del Proyecto Especial Arqueológico Caral Supe, se realizó la descripción de la variabilidad de condiciones climáticas y meteorológicas en la zona arqueológica Caral-Supe, con el objetivo de identificar patrones de circulación tipo atmosféricos a nivel local, regional y conocer los procesos físicos responsables de la variabilidad climática en esta región. Así mismo se analizaron los elementos del clima como la precipitación, humedad, viento, temperatura mínima y máxima del aire, con promedios mensuales, estacionales, anuales y multianuales, correspondientes a estaciones meteorológicas ubicadas en los alrededores del sitio arqueológico Caral y el valle de Supe, también se utilizaron los datos del ERA Interim (NCAR), correspondientes a los años 1979-2013 con una resolución de 0,75°LatxLon. Éstos datos, para los periodos mencionados nos muestran un panorama amplio sobre la estructura del comportamiento dinámica en Caral, que se ven expuestas a cambios bruscos en los valores de los elementos del clima, principalmente en temperatura del aire debido a la influencia de los distintos patrones de circulación y a factores como la corriente de Humboldt, la cuenca amazónica, el anticiclón del pacifico sur, la alta de Bolivia y de manera significativa los eventos El Niño, que se ve reflejada en la correlación de índice con la región Niño 1+2 con un valor de 0,9 el cual representa un 90% en la influencia de condiciones de variabilidad climática y meteorológica en Caral para condiciones cálidas; el cual también se refleja en la climatología de la precipitación promediada para las estaciones de Alcantarilla, Paramonga, Camay, Santa Rosa, Andahuasi y Andajes. Esta climatología representa un comportamiento bianual, donde el primero es debido a la acumulación de precipitación por presencia del evento El Niño y el segundo por efecto de la estacionalidad. Sin embargo, la estación de Andajes representa muy bien su ciclo hidrológico que está más ligada a la acumulación de las lluvias de la cuenca amazónica. Estos sistemas de masa o centro de presión a escala regional son muy comunes en la costa central como principales moduladores del clima. Por otro lado se identifico el periodo de recurrencia de 2.5 años para el evento El Niño, aplicando la transformada rápida de Fourier a los datos diarios de temperatura de la estación Alcantarilla.

Analiza los datos de vientos superficiales registrados cada 10 minutos en una estación automática con una torre de 10 metros de altura en el Observatorio de Huancayo, del Instituto Geofísico del Perú, con el propósito de documentar y entender el mecanismo de forzamiento y las características de la variación diurna y anual de los vientos en la región central occidental del valle del rio Mantaro. El análisis se realiza separadamente del vector viento, de la intensidad y de las componentes zonal y meridional del vector viento. Se calcula y se caracteriza el ciclo diurno, la variabilidad interdiaria, el ciclo anual y la variabilidad interanual de los vientos. Se generan gráficos de la rosa de vientos utilizando datos horarios, diarios y mensuales para conocer la variabilidad y frecuencia de ocurrencia de la dirección de los vientos en escalas de tiempo horario, diario y mensual, así como identificar la dirección predominante de los vientos de mesoescala y de escala sinóptica. Los resultados indican la existencia y bien definida del ciclo diurno y anual de los vientos que son forzados principalmente por la variación diurna y anual de la radiación solar y la presencia de efectos topográficos como las brisas de montaña y valle. Las variaciones temporales del viento incluyen escalas de tiempo de horas procedentes del NE en la noche y procedente del SO en el día forzados por factores topográficos locales, y variaciones temporales de escalas de tiempo de días a meses que están relacionados con los vientos de escala espacial regional procedentes preferentemente del SE. La máxima velocidad del viento ocurre a las 2 pm, con dirección de S a N y la mínima-calma ocurre a las 7 am. La dirección del viento de NE a SO cambia a la dirección de SO a NE entre las 6 am y 8 am. En el ciclo anual los vientos más intensos ocurre en los meses de julio a septiembre con dirección SE a NO. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Identifica los cambios observados en la dinámica oceánica debido a cambios en la intensidad del esfuerzo del viento haciendo uso de datos numéricos provenientes de un modelo numérico oceanográfico de alta resolución. Para el logro de la finalidad de la investigación se realiza tres experimentos numéricos usando el modelo numérico ROMS donde, la primera y segunda simulación emplea valores del esfuerzo del viento constante espacial y temporalmente de 0.0095 N.m-2 (Rsoda_Qmin) y de 0.0620 N.m-2 (Rsoda_Qmax), respectivamente. Mientras que, en la tercera simulación (RSoda_Q5) el esfuerzo del viento utilizado es 5 veces el escenario control. Identifica y cuantifica las variaciones observadas en variables oceanográficas de temperatura, salinidad y campos de velocidades en las tres simulaciones realizadas. Por último identifica y cuantifica los cambios asociados a la actividad de los remolinos en los tres escenarios de simulación. / Tesis

Estudia el área comprendida entre las latitudes 3◦N - 223◦S y 90◦O - 69◦O de longitud, en el océano Pacífico suroriental, mediante simulación numérica de la circulación atmosférica y oceánica, utilizando el Modelo Numérico de Circulación Oceánica Regional Oceanic Model (ROMS), empleando como forzante el vector esfuerzo generado por la acción del viento. Los vientos se obtuvieron mediante simulaciones numéricas efectuadas con el modelo atmosférico “The Weather Research And Forecasting Model” (WRF). Los resultados del análisis realizado con los datos de QuikSCAT y los simulados con el modelo WRF, correspondientes a velocidades horizontales de viento, los esfuerzos, y rotacional sobre la superficie oceánica, demuestran que los datos de las velocidades del viento simulados representan adecuadamente la circulación atmosférica sobre el ´área de estudio. Los valores de correlacion correspondientes son cercanos a la unidad. El ciclo estacional de la Temperatura Superficial del Mar (TSM) y salinidad, obtenidos con el modelo ROMS, forzado con datos de WRF (ROMS -WRF), reproduce satisfactoriamente la intrusión de aguas cálidas durante el verano, la intensificación del frente de afloramiento y la lengua de agua fría que se extiende a lo largo del Ecuador durante el invierno. Los patrones estacionales de salinidad, obtenidos mediante la simulación de ROMS -WRF, también son concordantes con las descripciones científicos de campo realizadas sobre el área de estudio. / Tesis

La classificació de la circulació atmosfèrica s’ha abordat de diferents maneres: mètodes manuals, mixtes, basats en l’estadística multivariant, entre d’altres. En aquest treball es fa un extens i actualitzat recorregut per aquests mètodes i es fa una proposta metodològica basada en l’anàlisi per components principals: el mètode de les puntuacions extremes. Aquesta metodologia, basada en l’aproximació tradicional que empra la matriu tipus S, proposa una estandardització espacial de les dades originals (malles), l’ús dels valors més elevats de les puntuacions factorials per a la determinació del nombre de grups de la classificació i els seus centroides, i finalment l’assignació dels casos a algun dels grups sense l’ús de les iteracions característiques dels mètodes de k-mitjanes. La proposta s’aplica posteriorment a diferents casos pràctics relacionats amb diferents enfocs de les ciències atmosfèriques: meteorologia de muntanya, variabilitat climàtica i canvi climàtic, cartografia climàtica i riscos meteorològics. Aquests casos pràctics es presenten a través de quatre articles publicats a diferents revistes internacionals. El primer cas fa una caracterització de les nevades intenses al Principat d’Andorra a partir de la classificació de la pressió en superfície a l’àmbit de l’Europa Occidental, obtenint-se set patrons de circulació que expliquen la varietat de situacions associades a nevades superiors a 30cm en 24 hores en algun lloc del Principat. La detecció d’aquesta variabilitat, i la detecció de situacions de la mateixa component però amb diferencies en el gradient de pressió fan del catàleg obtingut com una eina interessant en la predicció meteorològica en aquest sector del Pirineu. Aquest article va ser publicat a la revista International Journal of Climatology l’any 2005. El segon cas fa una classificació genèrica de la circulació atmosfèrica a l’Europa Occidental, entre 1960 i 2001 i emprant, com en el cas anterior, el reanàlisi de l’NCEP-NCAR (1 dada diària i 2.5º de resolució espacial). S’obtenen 20 patrons que expliquen de forma molt completa la variabilitat de la circulació atmosfèrica en aquest sector. A més, per cadascun dels patrons obtinguts s’ha calculat la seva distribució anual i la seva tendència al llarg del període. Precisament sobre aquest darrer punt, alguns patrons mostren tendències estadísticament significatives que apunten cap a un increment de les situacions de bloqueig anticiclònic durant les dècades estudiades. L’article fou publicat a International Journal of Climatology al 2006. El tercer cas aborda la obtenció de cartografia de temperatura i precipitació en zones d’orografia complexa (Andorra) relacionada amb els patrons de circulació obtinguts en el treball anterior. Els resultats, 80 mapes d’alta resolució calculats amb el mètode de la regressió múltiple, mostren la variabilitat climàtica local basada en la discriminació que estableix un catàleg de la circulació atmosfèrica. L’article fou publicat a la revista Theoretical and Applied Climatology al 2009. Finalment, el quart cas aborda l’activitat dels llamps al sector d’Andorra i Catalunya, però en aquest cas classificant una malla de pressió en superfície de més resolució temporal i espacial (dades cada 6 hores i a 1º). S’obtenen nou tipus de circulació atmosfèrica que representen situacions de caràcter advectiu (definides sobretot pel context sinòptic), dominades per la dinàmica mesoescalar (normalment efecte del dipol orogràfic pirinenc), o situacions de caràcter tèrmic dominades per la manca de gradient bàric. Aquest treball fou publicat a Physics and Chemistry of the Earth al 2010. Els resultats mostren que la proposta del mètode de les puntuacions extremes és una opció prou robusta per a la obtenció de tipus de circulació atmosfèrica i que pot ser aplicada a diferents resolucions temporals i espacials. Aquest mètode ha estat implementat al programari lliure COST733class desenvolupat en l’àmbit del projecte europeu COST733 (2005-2010) centrat en la comparació i avaluació de mètodes de classificació de la circulació atmosfèrica. / Atmospheric circulation types classification: a method proposal and applications The classification of atmospheric circulation has been addressed via different methodological approaches: manual methods, mixed methods, based on multivariate techniques, etc. In this work we present an extensive overview of the main existing typologies of circulation type classification methods for finally propose a new approach based on principal component analysis: the method of extreme scores. This new approach highlight the spatial standardization of the original data (gridded data), the use of the factor scores for determining the total amount of circulation types and their centroids, and finally support the non use of iterations for the final classification of all the cases into the groups via the Euclidian distance. The proposal is then applied to heavy snow precipitation events in Andorra (Pyrenees), to climate variability analysis over Western Europe, to the interpolation of climate variables in mountain areas (temperature and precipitation in Andorra) based on circulation types, and for analyze relevant lightning activity over the sector of Catalonia and Andorra. These applications are presented trough the corresponding publications in international scientific journals, and exemplify the usefulness of the atmospheric circulation classification methods for the study of mountain meteorology, climate variability and climate change, climate mapping in areas of complex topography using GIS techniques, and weather hazards situations. In addition, these applications also demonstrate the goodness of the proposed method of the extreme scores. This method of the extreme scores has been included in the classification software COST733class developed by the European project COST733 that was focused on the comparison and evaluation of circulation type classification methods.