Las inundaciones son eventos naturales que en muchos casos impactan en la poblacion, infraestructura, servicios, entre otros. Las evidencias sugieren que la ocurrencia de eventos extremos asociados a crecidas de ríos se viene intensificando en el Perú por efecto de la variabilidad climática. En este contexto, el presente proyecto de investigación tiene como objetivo general cuantificar y proveer las herramientas para una futura adecuacón de un sistema que acople información climática de productos de lluvia a modelos hidrológicos e hidráulicos. Para tal fin, se ha seleccionado como cuenca de estudio a la cuenca del rio Rímac, que discurre a través de la ciudad de Lima, la cual alberga a cerca del 30% de la población del país. La presente investigación se concentra en tres tópicos, a saber: [1] adecuar el modelo lluvia escorrentía Génie Rural a 4 parametres Journalier (GR4J) en la cuenca del Rímac, en donde se explora su capacidad para reproducir las descargas medias diarias y su capacidad de predecir la escorrentía; [2] Generar un modelo digital de elevación a partir de la técnica structure-from-motion, explorando su potencial para ser empleado como insumo en modelos hidráulicos; y [3] corregir la familia de modelos de circulacón global Hadley Global Environment Model 2 (HadGEM2) del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) a partir de la aplicación del método de Regionalización downscaling estadístico para los productos de lluvia. El mérito intelectual de la presente contribución estriba en el hecho que las técnicas aplicadas y resultados obtenidos tiene el potencial de remontar las limitaciones de información hidro-meteorológica y morfológica en la cuenca del río Rímac, pudiendo ser replicado en otras cuencas del país. Además, estos guardan estrecha relación en la formación de un sistema integrado de previsión de caudales y zonas inundables, siendo esto una perspectiva a futuro de la presente tesis. La presente tesis se encuentra distribuida como sigue: en el primer capítulo se presentan los aspectos generales de la investigación. El Capítulo 2 se concentra en el escalamiento temporal de escala diaria a horaria de un modelo hidrológico. El Capítulo 3 describe la reproducción digital de la topografía de fondo del río Rímac aplicando la técnica structure-from-motion. Asimismo, en el Capítulo 4 se detallan los aspectos técnicos para la corrección de modelos de circulación general HadGEM2 empleando downscaling estadístico. Finalmente, en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado. / Floods are a natural phenomenon that in many cases impacts on population, public infrastructure and services, among others. A body of evidence suggests that extreme climatic events will intensify due to El Ni~no-Southern Oscillation phenomenon and global warming. In that context, this thesis is aimed to provide tools to articulate climatic, hydrologic and hydraulic modeling. To this end, the Rimac basin, whose waters are the main source of Lima city (30% of the whole population of Peru), was selected as study area. The present investigation has concentrated on three tasks, namely: [1] to adapt the Genie Rural a 4 parametres Journalier (GR4J) rainfall-runo model for the Rimac river basin to reproduce and forecast daily and hourly discharge in a semidistributed approach; [2] to generate a digital river bed elevation model using the structure-from-motion technique, exploring its potential as input for hydraulic models; [3] to correct general circulation model named Hadley Global Environment Model 2 (HadGEM2) of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) using Statistical Downscaling used for the precipitation. Under the light of our results, we believe that the aforementioned techniques have the potential to overcome the limitations in hydro-meteorological and morphological data for the Rimac River basin and other basins. Thus, they can be used to build an integrated system flood management for the Rimac River. The present thesis is organized as follows: the first chapter presents the general aspects of the thesis. Chapter 2 focuses on the study of the temporal downscaling of the hydrological GR4J model, Chapter 3 describes the digital reproduction of a shallow river bed using the structure-from-motion technique. Likewise, Chapter 4 focuses on the technical aspects for the correction of the general circulation model family named HadGEM2 using statistical downscaling. Finally, in Chapter 5 we present the general conclusions of this study and the future work we suggest. / Tesis

Magíster en Meteorología y Climatología / En el marco de la variabilidad de la precipitación en Chile, se estudian dos fenómenos atmosféricos de gran escala: Altas de Bloqueo y Bajas Segregadas. Estos fenómenos fueron caracterizados, respectivamente, como anomalías positivas persistentes y depresiones subtropicales en campos diarios de altura geopotencial de 500 hPa. La climatología de Anomalías Positivas Persistentes (APPs), construida con datos de reanálisis (NCEP-NCAR) para el periodo 1958-2005, muestra un régimen en la frecuencia de episodios caracterizado por un claro ciclo anual y una intensa variabilidad interanual. Esta variabilidad presenta una significativa coherencia con el ciclo de ENOS para los eventos desarrollados sobre el sector oriental del Océano Pacífico austral, particularmente durante la primavera del Hemisferio Sur. La actividad de APPs en este Hemisferio se concentra principalmente sobre el Pacífico austral, donde se observan en promedio más de seis episodios anuales, con ocho días persistencia. Los patrones espaciales APPs, clasificados en forma de grupos, son coherentes con los modos de circulación más importantes del Hemisferio Sur. Las frecuencias estacionales asociadas a gran parte de estos grupos de APPs, coincidentes o no a las fases del ciclo ENOS, revelan una modulación significativa sobre el régimen de precipitación en Chile. Un modo anular de APPs, significativamente coherente con la fase negativa de la Oscilación Antártica, exhibe una influencia positiva en las precipitaciones de Chile central durante el otoño austral. La densidad media de ciclones extratropicales (CETs) en el Hemisferio Sur, tiene una distribución espacial que se concentra principalmente en latitudes altas, pero revela un máximo local en latitudes subtropicales. El registro de CETs asociado a este sector exhibe una distribución similar a la de Bajas Segregadas descrita en estudios recientes. La variabilidad interanual del fenómeno aparece explicada en parte por la frecuencia de APPs en latitudes mayores. Los fenómenos en estudio fueron caracterizados sobre datos del modelo acoplado de circulación global del centro Hadley (HadCM3). La climatología de las APPs, construida sobre los campos representativos del clima presente, reproduce la distribución espacial observada en el reanálisis, pero su frecuencia se subestima en un factor cercano a 2/3 en las zonas de alta densidad. Una proyección hacia fines del siglo XXI, bajo el escenario de emisiones de gases de efecto invernadero tipo IPCC-SRES A2, muestra un significativo aumento de APPs en latitudes altas. Las diferencias observadas son altamente dependientes de la estación del año, donde por ejemplo, destaca el aumento de APPs sobre la península Antártica durante el otoño austral.

No ha sido la Historia de la Ciencia una especialidad frecuentemente cultivada en el Perú. A diferencia de México, Argentina y Colombia, donde la especialidad cuenta con sendos trabajos y líneas permanentes de investigación, la historiografía peruana les va a la zaga. Aún a pesar de la existencia de un número no desdeñable de trabajos sobre ciencias fácticas, cultivadas tanto en tiempos virreinales como republicanos -correspondientes al siglo XIX y temprano siglo XX- el tema no ha concitado interés entre los investigadores. Durante 75 años, la Historia de la Ciencia en el Perú fue apenas cultivada, generalmente formando parte de las secciones preliminares de obras dedicadas a ofrecer contribuciones en diversos campos de la ciencia. En dicha línea, pueden contarse los trabajos de Carlos Lissón y Gustav Steinman. La única razón de ser de tales calas históricas radicaba en la necesidad de contextuar los aportes científicos contemporáneos a la luz de los aportes previos. En tal virtud, la Historia de la Ciencia quedaba confinada a aportar simplemente los antecedentes de tal o cual estudio. No ha sido vista aún como una disciplina en sí misma, autónoma. Quizás la falta de una sólida tradición científica republicana apoyada por el Estado explique el problema; de haber existido condiciones previas ello hubiese asegurado la aparición de trabajos de investigación. / Tesis

No ha sido la Historia de la Ciencia una especialidad frecuentemente cultivada en el Perú. A diferencia de México, Argentina y Colombia, donde la especialidad cuenta con sendos trabajos y líneas permanentes de investigación, la historiografía peruana les va a la zaga. Aún a pesar de la existencia de un número no desdeñable de trabajos sobre ciencias fácticas, cultivadas tanto en tiempos virreinales como republicanos -correspondientes al siglo XIX y temprano siglo XX- el tema no ha concitado interés entre los investigadores. Durante 75 años, la Historia de la Ciencia en el Perú fue apenas cultivada, generalmente formando parte de las secciones preliminares de obras dedicadas a ofrecer contribuciones en diversos campos de la ciencia. En dicha línea, pueden contarse los trabajos de Carlos Lissón y Gustav Steinman. La única razón de ser de tales calas históricas radicaba en la necesidad de contextuar los aportes científicos contemporáneos a la luz de los aportes previos. En tal virtud, la Historia de la Ciencia quedaba confinada a aportar simplemente los antecedentes de tal o cual estudio. No ha sido vista aún como una disciplina en sí misma, autónoma. Quizás la falta de una sólida tradición científica republicana apoyada por el Estado explique el problema; de haber existido condiciones previas ello hubiese asegurado la aparición de trabajos de investigación. / Tesis

El objetivo de esta tesis es caracterizar el viento en la Península Ibérica mediante observaciones y modelos climáticos regionales, analizar los errores en las simulaciones y proponer e implementar mejoras físicas para la reproducción del viento en superficie. La metodología consiste en varios pasos. Primero, se han realizado un control de calidad y unificación de registros para crear una base de datos observacionales con una densidad sin precedentes (514 estaciones) de series temporales horarias de velocidad y dirección del viento durante 2002-2007. Segundo, los modelos climáticos regionales han sido usados en el estudio de la climatología del viento para superar las limitaciones que plantean las observaciones. Se ha realizado una simulación climática cubriendo la Península Ibérica a 10 km de resolución espacial durante 1959-2007 con el modelo MM5. Tercero, para facilitar la caracterización del viento y realizar una validación de las simulaciones a escala regional se han usado técnicas multivariantes (métodos de clustering y análisis de componentes principales). Con estas técnicas, el área de estudio se ha dividido en varias regiones atendiendo a los distintos modos de variabilidad del módulo del viento. Cuarto, para analizar el sesgo en el módulo del viento se ha realizado dos simulaciones análogas a la del modelo MM5 para el periodo de observaciones (2002-2007) con el modelo WRF. Una de las simulaciones incluye una parametrización de los efectos topográficos. Por último, se ha modificado el término de fricción topográfica del modelo WRF para considerar la influencia de la estabilidad atmosférica. Para ello se usa la energía cinética turbulenta que es incluida en el esquema de capa límte usando una ecuación de diagnótico. Los resultados de la caracterización del viento mediante las observaciones muestra una gran diversidad regional del viento en la Península Ibércia, puesta de manifiesto en el ciclo annual, la rosa de los vientos, los histogramas de la velocidad del viento así como en las correlaciones temporales entre las series medias regionales. La escala sinóptica juega un papel esencial en el análisis de la dirección promedio del viento y las anomalías del módulo. La simulación con MM5 es capaz de reproducir las principales características del viento en la Península Ibérica y proporciona un valor añadido respecto de las condiciones de contorno. La simulación ha sido usada en diversos estudios. Primero, ha permitido analizar las tendencias del módulo del viento mostrando una disminución en invierno asociada a la disminución de situaciones ciclónicas, mientras que existe un aumento en verano debido al incremento de circulaciones térmicas favorecidas por el aumento de las temperaturas. Segundo, la simulación ha servido para estimar el recurso eólico en España usando una herramienta web que facilita el acceso a la información del viento para cualquier usuario. Tercero, con la simulación se han analizado las limitaciones de las observaciones mostrando que el periodo de datos disponibles puede ser insuficiente para describir la climatología del viento en el oeste peninsular y señalando la necesidad de incluir más estaciones en regiones montañosas como el Sistema Ibérico para una mejor caracterización del viento. El mayor inconveniente que presenta tanto la simulación realizada con MM5 como la análoga con WRF es la sobrestimación del módulo del viento. La inclusión de la parametrización de la topografía a subescala en WRF muestra que el sesgo de la velocidad del viento puede ser mejorado incluyendo dichos effectos topográficos. Sin embargo, esta parametrización puede infraestimar el viento observado en situaciones muy ventosas. El ciclo diario del módulo del viento muestra que dicha infraestimación viene dada por el comportamiento inadecuado durante el día. La relación de la velocidad convectiva, la energía cinética turbulenta y la altura de la capa límite con el sesgo del viento muestran una dependencia de la fricción topográfica con las condiciones de estabilidad. La modificación de la fricción topográfica con los parámetros de estabilidad mejora el ciclo diario del viento, aunque ésta depende del mes del año. Esta tesis contribuye a mejorar el entendimiento del viento observado y simulado en la Península Ibérica. Además, supone un avance en los modelos regionales puesto que mejora el viento simulado. / The aim of this Thesis is (1) to characterize the surface wind over the Iberian Peninsula through the use of observations and Regional Climate Models (RCMs), (2) to analyze the simulation errors and (3) to propose and implement improvements in the model physics for enhancing the wind reproduction. The methodology consists of various procedures. First, a quality-controlled database of surface wind (speed and direction) has been built. This database has no precedent and is composed of 514 hourly series covering the Iberian Peninsula for the period 2002-2007. Second, RCMs are used to assess the wind climatology and to overcome the limitations of the observations. A regional climate simulation covering the Iberian Peninsula with 10 km of spatial resolution during 1959-2007 is performed. Third, multivariate techniques (clustering analysis and principal components analysis) are applied to facilitate the wind characterization and validate the simulation at regional scale. The Iberian Peninsula is split in several regions attending to similar wind speed variability. Fourth, two additional simulations are run with WRF model during the observational period (2002-2007) in order to study the parameterization effect of the subgrid topographic friction. Finally, the term of the subgrid topographic fiction is modified in WRF in order to consider the influence of the atmospheric stability in the representation of surface wind. The results indicate that there is strong spatial wind variability over the Iberian Peninsula. This is characterized by the annual cycle, wind rose, wind speed histograms, as well as the temporal correlations of the mean regional series. In addition, the wind climate heterogeneity can be described as the interaction of the orography with the main atmospheric circulation types affecting the Iberian Peninsula. MM5 simulation is able to reproduce the main wind features of the wind over the Iberian Penisula, providing an important added value with respect to the driving conditions. The simulation has been used for several studies and applications. The limitations of the observational database have been inspected. The observational period is not long enough to describe the wind climatology in the western Iberian Peninsula and the inclusion more weather stations in some mountainous regions would be desirable. The simulation and observations are used to evaluate the wind power resource. A public web mapping tool for facilitating the access to wind information has been developed. In addition, the long period simulated has allowed the analysis of the wind variability during the last five decades. A decline of the wind speed during winter has occurred, associated to a decrease of cyclonic situations. On the other hand, the wind speed has increased during summer due to an enhancement of thermal circulations. The major caveat with the MM5 and WRF simulations was a systematic wind speed overestimation. The inclusion of the parameterization of the subgrid topographic effects in WRF reduces the wind speed bias. However, this scheme underestimates the wind speed during windy situations and the amplitude of the diurnal cycle, being the main disagreements during the day. The relationship of the wind speed bias with the convective velocity, the turbulent kinetic energy and the height of the boundary layer points out that the induced subgrid topographic friction is influenced by the atmospheric stability conditions. The modulation of the frictional term as a function of the stability parameters improves the reproduction of the wind speed daily cycle. However the improvement depends on the time of the year. This Thesis contributes to deepen in the knowledge of the variability of surface winds over the Iberian Peninsula by means of observations and regional climate models. This work also represents and advance in atmospheric simulations because drawbacks associated with the simulated winds are improved by implementing new physics schemes in mesoscale models.

La variabilidad temporal de las distintas componentes del sistema climático comprende ciclos de un amplio rango de frecuencias (con periodos desde escalas sinópticas a multidecadales y mayores) y también cambios de carácter más abrupto, como escalones (eventualmente una sucesión de ellos) en las series temporales, denominados saltos climáticos. El cambio de la temperatura superficial del mar (TSM) del Océano Pacífico tropical, de anomalías negativas a positivas, ocurrido en 1976/77 en el periodo de un año ha sido descrito como uno de estos eventos y se ha asociado con el cambio de fase (negativa a positiva) del índice de la oscilación (inter-)decadal del Pacífico (PDO). La similitud entre los patrones espaciales de este modo climático de baja frecuencia con la variabilidad de carácter interanual del Pacífico ha motivado la denominación de los regímenes previo y posterior a este salto climático como “tipo La Niña” y “tipo El Niño”, respectivamente. Sin embargo, no existe consenso respecto a la naturaleza de este fenómeno y alternativamente, se propone que podría ser de carácter único en el siglo XX y, por lo tanto, no responder a un carácter periódico. En relación al salto climático de mediados de los 1970s, no se dispone a nivel de Sudamérica de una caracterización sistemática de evidencias de este cambio de régimen en variables meteorológicas de interés a partir de registros instrumentales. El problema anterior es abordado en el presente trabajo, empleando series de tiempo anuales y estivales (DEF) de temperatura, precipitación y presión a nivel del mar (PNM), provenientes de las bases de datos GHCN y DMC– proyecto anillo ACT19, y productos derivados, tales como reanálisis (NCEP-NCAR y ECMWFERA40) y variables en grilla (U. de Delaware, ERSSTv2). Se ha estudiado el cambio de las variables entre los periodos 1961-1973 y 1978-1990 y, mediante el uso de un test t de Student secuencial para diferencias de medias, se ha detectado saltos climáticos significativos a mediados de los ‘70s en las series de tiempo y se ha caracterizado el patrón geográfico de este fenómeno a través de compuestos de anomalías normalizadas respecto a 1961- 1990. El salto climático se observa en todas las variables instrumentales estudiadas. A nivel anual, se identifica el carácter espacial tipo El Niño en TSM y el aumento abrupto de temperatura superficial del aire en compuestos de zonas cercanas al Océano Pacífico: Venezuela, Colombia, Norte y Sur del Perú y Chile (más marcado en temperatura mínima que en máxima) y en la Cuenca del Plata (Uruguay/Argentina). Los registros instrumentales de PNM no presentan una señal espacial evidente; sin embargo, a partir de datos de reanálisis se observa el debilitamiento en forma de salto de la intensidad del Anticiclón del Pacífico Suroriental -que en su flanco oriental genera disminución de la advección fría desde el Sur y de la surgencia costera, calentando la costa oeste del continentey el establecimiento de una anomalía de circulación anticiclónica en el extremo austral de Sudamérica. En el caso de la precipitación, se reconoce el carácter de salto en el aumento de esta variable en el centro-oeste y la costa central de Argentina y el este de Brasil, al norte de la cual también se aprecia una disminución abrupta. En las series de verano austral (DEF), resulta especialmente conspicuo el salto asociado al aumento de temperatura en la Patagonia Argentina. Se reconoce la incidencia de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) en la identificación de los saltos de temperatura superficial del aire, debido a la mayor frecuencia relativa de eventos cálidos después de mediados de los ‘70s. Lo anterior también es interpretado como una modulación en el escenario climático de fondo, asociada a la fase cálida de la variabilidad interdecadal (PDO). La Oscilación Antártica (AAO) también tendría una implicancia en el aumento de PNM en latitudes medias y la disminución en latitudes altas, fenómenos observados en el presente trabajo. De acuerdo a lo anterior, se concluye que el salto de mediados de los ‘70s correspondería a una respuesta acoplada del sistema climático.

Proyecto FONDECYT N°1161809 ; Beca Conicyt Magister Nacional (CONICYTPFCHA/MagísterNacional/2017 – 22170563) / Tesis para optar al Grado de Magíster en Urbanismo / La urbanización trae consigo la expansión urbana y la densificación, y con ello, importantes cambios que implican consecuencias ambientales significativas. El impacto de la ciudad no sólo se remite a la modificación del suelo, sino también a las condiciones climáticas y ambientales, pudiendo elevar las temperaturas, afectar los patrones de las precipitaciones y de los vientos, generando un mosaico de paisajes climáticos al interior de una urbe. Es por esta razón, que el estudio de los vínculos existentes entre clima y ciudad se muestra como una forma de buscar relaciones para hacer frente a las preocupaciones referidas al cambio climático y al crecimiento poblacional, siendo importante el entenderlas para poder construir mejores ciudades que provean calidad de vida para sus habitantes. En ese sentido, la planificación podría jugar un rol importante en el establecimiento de criterios normativos que permitan propiciar mejores climas locales, intentando reconciliar el bienestar social, el crecimiento urbano y la protección de los recursos ambientales. Actualmente, la ciudad de Melipilla pertenece a la provincia menos poblada de la Región Metropolitana y la que dispone de más recursos naturales y agrícolas. Paralelamente, proyectos de desarrollo territorial configuran a esta urbe como un enclave importante que podría significar un aumento en la demanda de suelo. Esta situación configura una oportunidad de desarrollar mejores instrumentos de planificación que equilibren lo urbanizado con el entorno. En ese sentido, la tesis propuesta tiene como objetivo la simulación de edificación máxima permitida en las manzanas urbanas en base a los criterios normativos del Plan Regulador Comunal, específicamente altura máxima, ancho de vías y porcentaje de ocupación de suelo, y con ello la clasificación de las zonas de acuerdo con la metodología de Stewart y Oke (2012) sobre Zonas Climáticas Locales o Local Climate Zones. Mediante el uso de compendios climáticos, imágenes satelitales y la metodología de Zonas Climáticas Locales, se realizó una previsualización de los efectos climáticos del Plan Regulador Comunal. Los principales resultados indican que para los usos de suelo de Vivienda y Equipamiento gran parte de la ciudad estará configurada con una tipología ZCL2, alta densidad de media altura, seguido de ZCL3, alta densidad de baja altura. Por tanto, el actual instrumento promoverá altas densidades con un fuerte predominio de medias alturas. Con estas zonificaciones es posible disponer de información climática urbana que permita a los futuros creadores de ciudad tener un marco de referencia para hacer ciudades más sustentables y más resilientes.

Las inundaciones son eventos naturales que en muchos casos impactan en la poblacion, infraestructura, servicios, entre otros. Las evidencias sugieren que la ocurrencia de eventos extremos asociados a crecidas de ríos se viene intensificando en el Perú por efecto de la variabilidad climática. En este contexto, el presente proyecto de investigación tiene como objetivo general cuantificar y proveer las herramientas para una futura adecuacón de un sistema que acople información climática de productos de lluvia a modelos hidrológicos e hidráulicos. Para tal fin, se ha seleccionado como cuenca de estudio a la cuenca del rio Rímac, que discurre a través de la ciudad de Lima, la cual alberga a cerca del 30% de la población del país. La presente investigación se concentra en tres tópicos, a saber: [1] adecuar el modelo lluvia escorrentía Génie Rural a 4 parametres Journalier (GR4J) en la cuenca del Rímac, en donde se explora su capacidad para reproducir las descargas medias diarias y su capacidad de predecir la escorrentía; [2] Generar un modelo digital de elevación a partir de la técnica structure-from-motion, explorando su potencial para ser empleado como insumo en modelos hidráulicos; y [3] corregir la familia de modelos de circulacón global Hadley Global Environment Model 2 (HadGEM2) del Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) a partir de la aplicación del método de Regionalización downscaling estadístico para los productos de lluvia. El mérito intelectual de la presente contribución estriba en el hecho que las técnicas aplicadas y resultados obtenidos tiene el potencial de remontar las limitaciones de información hidro-meteorológica y morfológica en la cuenca del río Rímac, pudiendo ser replicado en otras cuencas del país. Además, estos guardan estrecha relación en la formación de un sistema integrado de previsión de caudales y zonas inundables, siendo esto una perspectiva a futuro de la presente tesis. La presente tesis se encuentra distribuida como sigue: en el primer capítulo se presentan los aspectos generales de la investigación. El Capítulo 2 se concentra en el escalamiento temporal de escala diaria a horaria de un modelo hidrológico. El Capítulo 3 describe la reproducción digital de la topografía de fondo del río Rímac aplicando la técnica structure-from-motion. Asimismo, en el Capítulo 4 se detallan los aspectos técnicos para la corrección de modelos de circulación general HadGEM2 empleando downscaling estadístico. Finalmente, en el Capítulo 5 se presentan las conclusiones generales de la investigación y el trabajo futuro recomendado. / Floods are a natural phenomenon that in many cases impacts on population, public infrastructure and services, among others. A body of evidence suggests that extreme climatic events will intensify due to El Ni~no-Southern Oscillation phenomenon and global warming. In that context, this thesis is aimed to provide tools to articulate climatic, hydrologic and hydraulic modeling. To this end, the Rimac basin, whose waters are the main source of Lima city (30% of the whole population of Peru), was selected as study area. The present investigation has concentrated on three tasks, namely: [1] to adapt the Genie Rural a 4 parametres Journalier (GR4J) rainfall-runo model for the Rimac river basin to reproduce and forecast daily and hourly discharge in a semidistributed approach; [2] to generate a digital river bed elevation model using the structure-from-motion technique, exploring its potential as input for hydraulic models; [3] to correct general circulation model named Hadley Global Environment Model 2 (HadGEM2) of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5) using Statistical Downscaling used for the precipitation. Under the light of our results, we believe that the aforementioned techniques have the potential to overcome the limitations in hydro-meteorological and morphological data for the Rimac River basin and other basins. Thus, they can be used to build an integrated system flood management for the Rimac River. The present thesis is organized as follows: the first chapter presents the general aspects of the thesis. Chapter 2 focuses on the study of the temporal downscaling of the hydrological GR4J model, Chapter 3 describes the digital reproduction of a shallow river bed using the structure-from-motion technique. Likewise, Chapter 4 focuses on the technical aspects for the correction of the general circulation model family named HadGEM2 using statistical downscaling. Finally, in Chapter 5 we present the general conclusions of this study and the future work we suggest. / Tesis

El peligro de incendios, desde una perspectiva climática, es el descriptor resultante de la integración de las principales variables atmosféricas que afectan de forma directa al inicio, propagación y dificultad de control de un incendio forestal en un momento determinado. Uno de los más utilizados a nivel mundial es el sistema canadiense, conocido como FWI, acrónimo del inglés Fire Weather Index. En esta tesis se desarrollan escenarios futuros de FWI (e indicadores derivados de éste) a varias escalas espaciales, a partir de diferentes proyecciones de cambio climático y aplicando diversas técnicas de regionalización. Se analizan las relaciones entre peligro de incendios y áreas quemadas a nivel global para la identificación de las zonas del planeta más sensibles al cambio climático, y se analizan algunos aspectos metodológicos clave insuficientemente tratados hasta el momento, como la resolución temporal de las variables de entrada, la aplicación de técnicas de regionalización estadística apropiadas y las ventajas y limitaciones del uso de modelos numéricos para la generación de escenarios de FWI. / From a climatic standpoint, fire danger can be defined as the descriptor resultant after the integration of the main atmospheric variables most directly involved in the ignition, propagation and difficulty of suppression of a forest fire. One of the most popular fire danger indicators worldwide is the Canadian Fire Weather Index (FWI). This PhD Thesis is focused on the generation of future FWI (and other FWI-derived indicators) scenarios at different spatial scales, building upon different future climate projections and downscaling techniques. The relationship between fire danger and burned area is analyzed at a global scale in order to identify the most sensitive areas to climate change. Several key methodological aspects, insufficiently analyzed in previous studies, are addressed such as the time resolution of input variables, the use of adequate statistical downscaling techniques and the advantages and limitations of using numerical model simulations for the generation of FWI scenarios.

El presente trabajo describe e interpreta, en términos de ondas ecuatoriales, la variabilidad de la anomalía del nivel del mar (ANM) y la anomalía de la velocidad zonal (AVZ) en el Pacífico Ecuatorial en el periodo 2000-2007. Para esto, se implementó un modelo numérico oceánico simple de un modo baroclínico de esfuerzo de viento. En una primera etapa, el modelo fue validado sobre el periodo 1993-2000 usando datos de forzamiento eólico de los satélites ERS-1 y ERS-2. En particular, se muestra que el uso de una fricción cuadrática permite reproducir mejor la variabilidad de la ANM y las AVZ. En una segunda etapa, se realizó una simulación de estudio para el periodo 2000-2007. En esta ocasión, se usó el mismo esquema de la simulación anterior y se forzó con anomalías de esfuerzo de viento (AEV) obtenidas del satélite QSCAT para el periodo 2000-2007. Los resultados de la simulación, en la variable ANM, determinan la existencia de perturbaciones con periodos de 45 y 91 días, es decir, perturbaciones intra-estacionales asociadas, en parte, a la variabilidad atmosférica del tipo Madden Julian (Madden and Julian, 1971). Estas oscilaciones también se aprecian en la ANM de TOPEX y la anomalía de la profundidad de la isoterma de 20ºC en 140ºW, pero con poca intensidad. Asimismo, se interpreta que las perturbaciones lineales provocadas por los vientos de periodos de 45 y 91 días, entre 2000-2007, tuvieron repercusión en la variación de la temperatura superficial del mar (TSM) en la zona ecuatorial. El estudio demuestra que aunque la variabilidad interanual durante 2000-2007 fue más débil, en comparación al periodo 1993-1997, se puede simular con un modelo lineal de una sola capa las ondas ecuatoriales a escala temporal intraestacional.