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.

Aplica el análisis FOE que es reducir un conjunto de datos originales que contiene varias variables a un segundo conjunto de datos que contenga un número mucho menor de variables, con la condición de que estas nuevas variables contengan la máxima fracción posible de la información contenida en el primer conjunto de datos. Este segundo conjunto datos se obtiene luego de determinar los autovalores y autovectores de la matriz covarianza (Wilks, 1995). El método se ha aplicado a un conjunto de datos de Temperatura de la Superficie del Mar (TSM), estimando primero sus anomalías y construyendo la matriz covarianza, que será utilizada en el método DVS (Descomposición en Valores Singulares) para encontrar los patrones espaciales y temporales (componentes principales). Se han utilizado datos de nivel Level 4, es decir datos sobre los que se ha realizado un procesamiento adicional tal como el llenado de pixeles faltantes mediante técnicas de interpolación o la combinación de datos de diversos sensores. El área de estudio es el Océano Pacífico Ecuatorial (Latitud: 30ºN-30ºS, Longitud: 140ºE-70ºO). El objetivo es identificar los patrones (también denominados modos) más importantes de la variabilidad de la TSM en el Pacífico Ecuatorial, asociar estos modos con fenómenos como El Niño – Oscilación Sur (ENSO), y posteriormente utilizar las primeras componentes principales para encontrar los índices de variabilidad correspondientes al Pacífico Central (ENSO-CP) y al Pacífico Este (ENSO-EP). Finalmente para validar los índices estimados, se los compara con aquellos obtenidos por instituciones nacionales e internacionales. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina la contribución relativa a la variabilidad estacional de los procesos originados como respuesta de la interacción océano-atmosfera (Transporte de Ekman y Bombeo de Ekman) mediante el uso de vectores de vientos superficiales de origen satelital a lo largo de la costa peruana, comprendidos entre el 2007 y el 2015. Para obtener señales estacionales se empleo filtros de señales temporales de alta frecuencias (i.e., variabilidad menor a 90 días). Como resultado se obtuvieron señales estacionales bien definidas en el espacio, se identifico patrones espaciotemporales de los mecanismos físicos inducidos por el viento, además de estimar el porcentaje de contribución relativa estacional de ambos procesos. Los factores que afectan la variabilidad espacio-temporal de los vientos costeros (temperatura del mar, la orografía y la morfología de la línea de costa) fueron analizados empleando datos satelitales de Temperatura Superficial del Mar (TSM) e información topográfica (ETOPO). La linealidad entre los gradientes de la TSM y de la variabilidad espacio-tiempo del esfuerzo de viento fueron analizados en base a la relación empírica de acoplamiento entre ambas variables, logrando identificar que el “Drop-off” de los vientos costeros muestran coherencia con las bajas temperaturas a lo largo de la franja costera, finalmente se ha encontrado coherencia entre principales cambios morfológicos del límite costero y las variaciones en la intensidad del esfuerzo de viento a lo largo de la región de estudio. / Tesis

Doctor en Ciencias de la Ingeniería, Mención Fluidodinámica / En esta tesis se estudian los mecanismos físicos involucrados en el forzamiento atmosférico del océano superficial a escala estacional y sinóptica frente a Chile central. Para esto, se utilizaron observaciones disponibles (in-situ y derivadas de satélite) y simulaciones numéricas. Este trabajo está particularmente enfocado en el forzamiento del viento. El ciclo estacional de la circulación superficial frente a Chile central fue analizada utilizando altimetría satelital y un modelo oceánico. Para evaluar el rol que cumple el rotor del esfuerzo del viento sobre la circulación se realizaron dos simulaciones idénticas excepto por el forzamiento del viento: la simulación control utilizó una climatología mensual del esfuerzo del viento y la simulación sin rotor utilizó un campo de esfuerzo similar pero con rotor nulo. Las corrientes superficiales observadas y simuladas (simulación control) mostraron un ciclo estacional importante y un flujo bien definido hacia el ecuador con una estructura de chorro. Esta corriente en chorro se desarrolla durante la primavera y el verano consistente con la presencia de un chorro atmosférico de baja altura. Al sur de Punta Lavapie (37°S) la corriente superficial hacia el ecuador permanece junto a la costa, pero luego que el flujo pasa esta punta se separa de la costa convirtiéndose en un chorro oceánico. A diferencia de esto, en la simulación sin rotor la separación en Punta Lavapie no ocurre y el chorro oceánico no se observa, lo que evidencia la importancia del rotor del esfuerzo del viento en la dinámica de este flujo superficial. A pesar de que el transporte de Sverdrup integrado es similar al transporte simulado, la corriente en chorro oceánica no se localiza donde el rotor del esfuerzo del viento es máximo. Por el contrario, la posición del chorro sigue aproximadamente el contorno cero del rotor del esfuerzo del viento, el cual corresponde a la posición climatológica del eje del chorro atmosférico. Estos resultados ilustran la importancia de la surgencia/hundimiento que ocurre fuera de la costa asociadas al bombeo de Ekman, el cual inclina las isopicnas hacia arriba (abajo) al este (oeste) del chorro atmosférico, forzando un flujo oceánico hacia el norte a través de un balance de viento térmico. Por otra parte, el efecto de la variabilidad sinóptica del viento y los flujos de calor sobre el océano superficial frente a Chile centro-sur fueron investigados utilizando un modelo oceánico. Este análisis se concentra durante el verano austral, cuando el viento regional experimenta una variabilidad sinóptica importante sobre una media favorable a la surgencia. Para evaluar la naturaleza y la magnitud de estos efectos, se realizaron tres simulaciones idénticas excepto por el forzamiento superficial: la climatologica, con esfuerzo del viento y flujos de calor climatológicos; la parcialmente sinóptica, con esfuerzo del viento diario y flujos de calor climatológicos: y la completamente sinóptica, con esfuerzos del viento y flujos de calor diarios. Las corrientes medias y la EKE geostrófica superficial no muestran importantes diferencias entre simulaciones, y ambas se ajustan a lo documentado para el Pacífico Sureste. Sin embargo, se observa mayor EKE ageostrófica en las simulaciones que consideran variabilidad sinóptica del esfuerzo del viento, impactando en la cantidad de EKE superficial total y la difusividad, particularmente al sur de Punta Lavapie, donde hay ausencia de corrientes importantes lo que implica bajos niveles de EKE geostrófica. El promedio de verano de la SST es similar en las simulaciones y se ajusta a las observaciones, pero la variabilidad de la SST a lo largo de la costa es mayor en las corridas que incluyen variabilidad sinóptica del esfuerzo del viento, lo que sugiere una respuesta más bien lineal del océano a los ciclos de intensificación y relajación del viento sur. Se encontró que la variabilidad de la SST costera no cambia significativamente cuando se incluyen flujos de calor diarios, indicando un rol prominente de los ciclos de surgencia. Sin embargo, en la región más alejada de la costa es necesario incluir la variabilidad sinóptica de los flujos de calor para obtener una variabilidad de la SST realista.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Plantea modelos que expliquen la captura desembarque de anchoveta en función de periodos fríos y cálidos en el Mar Peruano frente a las costas del Callao- 13°S. Con esta finalidad se realiza un estudio estadístico de las características de la temperatura superficial del mar específicamente con los componentes observables y no observables de ésta, que pueden estar asociadas con los eventos conocidos como “El Niño” y “La Niña”. Así se demuestra que la influencia de la temperatura sobre la captura desembarque de anchoveta, se cuantifica ésta asociación para periodicidades variables a corto y largo plazo mediante el uso del espectro cruzado y coherencia espectral. Se desarrollan modelos estructurales para estimar, con ayuda del filtro de Kalman, el comportamiento de la captura desembarque de anchoveta en función de la temperatura superficial del mar. Se propone un modelo estructural mediante la metodología espacio estado que incorpora los conceptos de series de tiempo bivariadas por enfoque espectral. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Evalúa e interpreta la predicción de las Anomalías de la Temperatura Superficial del Mar (ATSM) frente a la costa de Sudamérica asociada al fenómeno El Niño-Oscilación del Sur (ENOS), se analizaron los resultados de las dos interpretaciones del modelo climático acoplado (océano - tierra - atmósfera) CLIMATE FORECAST SYSTEM (CFS) del organismo National Centers for Enviromental Prediction (NCEP) de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) de los EEUU. La primera versión del modelo hace el pronóstico hasta 9 leads (meses) a futuro y se toma para el estudio los pronósticos para el periodo de los años 1982-2009 para la región Niño 1+2; la segunda versión del modelo hace el pronóstico hasta 10 leads (meses) a futuro y se toma el periodo 1983-2010 para la misma región. Los mayores coeficientes de correlación entre los pronósticos del CFSv1 (versión 1) y los datos observados se dieron entre los meses mayo-diciembre con un valor entre 0.65 y 0.9. Estos valores son mayores hacia los últimos meses del año y disminuyen a manera que se incrementan el tiempo de pronósticos; los mayores coeficientes de correlación para el CFSv2 (versión2) se observa entre los meses abril-mayo y octubre-enero; como un primer resultado se observa que los coeficientes de correlación de CFSv2 son menores que los coeficientes que CFSv1. Se realiza también el mismo procedimiento y análisis de los pronósticos de anomalías de TSM para las regiones Niño 3, Niño 3.4 y Niño4; de la misma manera para el estudio en tres periodos del CFSv1 abarcando los siguientes años 1982-1990, 1991-2000, 2001-2009, y para el CFSv2 los años 1983-1990, 1991-2000, 2001-2010. Las correlaciones fueron buenas para los primeros dos periodos, pero en el último periodo se observaron bajos niveles de correlación para la región Niño 1+2 en las 2 predicciones del CFS, donde los niveles de correlación incluso fueron en algunos meses negativos. Se sugiere que esto último se debe a cambios decadales en el clima del Pacífico que ha llevado en una predominancia de eventos “El Niño Modoki”. El CFS también hace pronósticos de otras variables y/o indicadores, entre ellos se utilizo el Contenido de Calor en el Océano (CCO), Profundidad de la Isoterma de 15 ◦C (PI15◦C) y Nivel Medio del Mar (NMM) como posibles predictores de cambios en el océano Pacífico, los resultados de estas variables indicaron que no son mejores que la TSM modelada por el mismo modelo. La importancia de este trabajo es la utilidad para un eventual pronóstico de un evento Niño en el OP, en especial el monitoreo de la región Niño 1+2. / Tesis