Le climat des régions tropicales joue un rôle important dans l'équilibre du système climatique mondial. De ce fait, il apparaît essentiel d'en comprendre le fonctionnement et la variabilité pour appréhender au mieux les effets du changement climatique. Dans les régions tropicales où les projections climatiques montrent un réchauffement important à haute altitude, les glaciers sont les premières victimes de l'augmentation des températures. Mais ils apparaissent également comme des indicateurs précis des variations du climat. Jusqu'à présent, les observations glaciologiques réalisées dans les tropiques internes sur le glacier Antisana 15 ont été utilisées dans de multiples études qui nous ont permis de comprendre les processus physiques qui régissent la fonte des glaciers dans cette région. Cependant ces études n'ont pas pris en compte la représentativité spatiale et temporelle de ces processus à l'échelle de toute la calotte glaciaire. A partir d'observations géodésiques, la présente étude montre l'évaluation spatiale et temporelle de neufs glaciers sur quatre périodes échelonnées durant les cinquante dernières années (1956-2014). Situés sur le cône volcanique de l'Antisana, ces glaciers ont été choisis pour leur orientation et leurs caractéristiques morphologiques. Dans un premier temps, nous avons évalué les observations glaciologiques existantes sur le glacier Antisana15α entre 1995 et 2012. Nos résultats suggèrent la surestimation d'au moins 5 m éq. eau dans le bilan de masse cumulé de ce glacier. Cet excès dans les taux d'ablation est causé par une sous-estimation dans la mesure d'accumulation annuelle, liée à la difficulté à déterminer la couche qui sépare deux années hydrologiques. Dans une deuxième étape, nous analysons les fluctuations géométriques des glaciers : de manière générale il existe une tendance négative avec un taux de perte de -0.5 m éq. eau par an, occasionnant un recul de 38% de la superficie de la calotte glaciaire. Cependant, cette tendance n'est pas régulière. Nous avons mis en évidence un comportement contrasté d'une période à l'autre : certaines caractéristiques attirent l'attention, comme le fait que le bilan de masse soit très déficitaire entre 1956 et 1964 (-1,3 m éq. eau par an) alors que dans une période plus récente (1998 et 2009) les glaciers se trouvent presque en équilibre (-0.2 m éq. eau par an). Durant la période globale, ces glaciers montrent une réponse commune à un signal climatique régional, tandis qu'à l'échelle locale l'exposition aux flux humides combinés aux caractéristiques morpho-topographiques confère un comportement spécifique à chaque glacier. Ce travail est le premier dans les tropiques internes qui détaille la réponse des glaciers face à la variabilité du climat sur plusieurs décennies et qui prend en considération l'influence des facteurs morphologiques sur ce comportement. Cette thèse s'inscrit dans les objectifs scientifiques de l'équipe Great Ice de l'IRD (LMI Great Ice), et participe aux avancées du service de surveillance glaciologique SOERE GLACIOCLIM. / Climate of the tropical regions plays an important role in the balance of the global climate system. Consequently, it appears essential to understand its functioning and variability to apprehend at best the effects of climate change. In tropical regions where climate projections show an important warming at high elevations, glaciers are the first victims of the increase in temperature. But they also appear as accurate indicators of climatic variations. Until now, glaciological observations carried out in the inner tropics on Glacier Antisana 15 have been used in multiple studies that helped understand physical processes controlling glacial melt in this region. However, the latter studies have not taken into account the spatial and temporal representativeness of these processes at the scale of the whole ice cap. Based on geodetic observations, the present study shows the spatial and temporal evaluation of nine glaciers during four periods spread over the last fifty years (1956-2014). Situated in the volcanic cone of Antisana, these glaciers were chosen according to their orientation and morphological characteristics. In a first phase, we evaluated existing glaciological observations made on Glacier Antisana 15α between 1995 and 2012. Our results suggest an overestimation of at least 5 m w.e. of the cumulated mass balance of this glacier. This excess in the ablation rate was caused by an underestimation of the annual accumulation measurement, linked to the difficulty of identifying the layer separating two hydrological years. In a second phase, we analysed the geometrical fluctuations of glaciers: generally there is a negative trend with a loss rate of -0.5 w.e. per year, leading to a retreat of 38% of the ice cap surface area. However, this trend is not constant. We highlighted a contrasting behaviour from one period to the other: some characteristics draw attention, such as the fact that the mass balance was very negative between 1956 and 1964 (-1.3 m w.e. per year) when in a more recent period (1998 to 2009) glaciers were nearly at equilibrium (-0.2 m w.e. per year). During this long period, these glaciers showed a common response to a regional climate signal, while at the local scale their exposure to humid fluxes combined to their morpho-topographic characteristics gave a specific behaviour to each glacier. This work is the first focussing on intern tropics that details glacier response to climate variability over several decades and that considers the influence of morphological factors on this behaviour. This PhD thesis is in line with the scientific objectives of the Great Ice team from IRD (LMI Great Ice), as well as the progress of the glaciological monitoring service SOERE GLACIOCLIM. / El clima de la región tropical juega un rol importante en el balance del sistema climático global, comprender su funcionamiento y su variabilidad es una de las piezas esenciales para entender los efectos del cambio climático. En la región tropical donde las proyecciones climáticas muestran un importante calentamiento a mayor altitud, los glaciares son las primeras víctimas del aumento de las temperaturas y constituyen también los indicadores más precisos de las variaciones del clima. Hasta ahora, en los trópicos internos, las observaciones glaciológicas realizadas sobre el Glaciar Antisana 15α, han sido utilizadas en múltiples estudios que nos han permitido comprender los procesos físicos que gobiernan el deshielo glaciar en esta región. Sin embargo estos estudios no han considerado la representatividad espacial y temporal de estos procesos a escala de todo el casquete glaciar. El presente estudio muestra, a partir de observaciones geodésicas, la evolución espacial y temporal de nueve glaciares en cuatro periodos comprendidos durante en el último medio siglo (1956-2014). Estos glaciares, ubicados en el cono volcánico del Antisana, fueron escogidos en función a su orientación y sus características morfológicas. En una primera etapa hemos evaluado las observaciones glaciológicas existentes sobre el glaciar Antisana 15α entre 1995 y 2012, nuestros resultados sugieren la subestimación de al menos 5 m de agua en el balance de masa acumulado de este glaciar. Este exceso en las tasas de ablación es causado por una subestimación en la medida de la acumulación anual debido a la dificultad que conlleva la determinación de la capa que limita dos años hidrológicos. En una segunda etapa analizamos las fluctuaciones geométricas de los glaciares entre 1956 y 2014, de manera general existe una tendencia negativa con una tasa de pérdida de -0.5 m de agua al año lo que ha ocasionado un retroceso del 38% de la superficie del casquete glaciar. Sin embargo esta tendencia no es continua. Hemos puesto en evidencia un comportamiento contrastado de un periodo al otro, algunas características que llaman la atención son: el balance muy deficitario entre 1956 et 1964 (-1,3 m de agua / año) y en el periodo más reciente (1998 y 2009) en el cual los glaciares se encuentran casi al equilibrio (-0.2 m de agua / año). En el largo plazo, estos glaciares muestran una respuesta común a los una señal climática regional, mientras que a escala local la exposición a los flujos húmedos en combinación a las características morfo-topográficas otorgan un comportamiento específico a cada glaciar. Este trabajo es el primero en los trópicos internos que detalla la respuesta de los glaciares frente a la variabilidad del clima sobre una perspectiva multi-decenal y que considera la influencia que los factores morfológicos tienen sobre este comportamiento. Esta tesis se enmarca en los objetivos científicos del equipo Great Ice del IRD(LMI Great Ice), así como en los alcances del servicio de monitoreo glaciológico SOERE GLACIOCLIM.

Piura ha sido una de las regiones más afectadas por inundaciones a causa de los eventos de lluvias extremas. En los años de 1982-1983,1998 y 2017 se registraron innumerables pérdidas en infraestructura como consecuencias del fenómeno de "El Niño”, siendo este último producto del incremento inusual de la temperatura superficial del mar (TSM). El análisis de la asociación entre las anomalías de temperatura superficial del mar (ATSM) y las precipitaciones máximas (PPmáx) que ocurrieron en la zona norte del Perú (Región Piura) tiene como fin describir el comportamiento de ATSM en relación con las lluvias de gran escala. Para esto se utilizaron correlaciones cruzadas con aplicación de desfases temporales a fin de encontrar la intensidad en la que se asocian dichos parámetros. Para las PPmáx se extrajeron datos del producto grillado Piscop, el cual usa como base de información y calibración los registros de las estaciones meteorológicas. En tanto que, para las ATSM se extrajeron datos de ERA5-ECMWF calibrado mediante estaciones oceanográficas. Del análisis se observó que las precipitaciones máximas que se registran en la región Piura presentan mayor asociación y significancia menor o igual a 5% cuando se aplican desplazamientos temporales a las ATSM, de 1 mes para puntos ubicados en las regiones NIÑO 1 y NIÑO 2, y de 2 meses para puntos ubicados en las regiones NIÑO 3 y NIÑO 4. Finalmente, la mayor asociación se origina entre las variaciones inusuales de TSM producidas en el punto 3.3 y las PPmáx con desplazamientos temporales de 3 meses. / Piura has been one of the most affected regions by floods due to extreme rain events. In the years of 1982-1983, 1998, and 2017 innumerable losses in infrastructure were registered as a consequence of the "El Niño" effect, the latter being considered as a product of the unusual increase in sea surface temperature. Analysis of the association between sea surface temperature anomalies (SSTA) and extreme rainfall (ER) which occurred in the north of Peru (Piura región) to describe the behavior of SSTA in relation to large-scale rainfalls. For this, cross-correlations with the application of time lags were used in order to find the intensity in which SSTA and ER are associated. For ER, data were extracted from the Piscop grilled product, which is based on information and calibration of records of meteorological stations. While data for the SSTA was extracted from ERA5-ECMWF calibrated by oceanographic stations. From the analysis was observed that maximum precipitations that are recorded in the Piura region present a greater association and significance less than or equal to 5% when time-lag are applied to SSTA, for 1 month for points ubicated in the regions NIÑO 1 and NIÑO 2, and for 2 months points ubicated in the regions NIÑO 3 and NIÑO 4. Finally, the greatest association originates between the unusual variation of SST produced in the 3.3 SSTA point and the ER whit time-lag of 3 months. / Trabajo de investigación

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 costa norte del Perú es una de las regiones con más impacto negativo por las inundaciones a causa de los eventos de lluvias extremas. El fenómeno del Niño de los años de 1982 – 1983, 1998 y 2017 ocasionaron innumerables pérdidas en infraestructura, se considera que este evento es producto del incremento inusual de la temperatura superficial del mar (TSM). El análisis de la teleconexión entre las anomalías de temperatura superficial del mar (ATSM) y las precipitaciones máximas (PPmáx) que ocurrieron en la costa norte del Perú (Tumbes, Piura y Lambayeque) tiene como objetivo describir la tendencia del comportamiento de las ATSM en relación con las lluvias de gran escala. Para esto se utilizaron correlaciones cruzadas con aplicación de desfases temporales a fin de encontrar la intensidad en la que se asocian las ATSM y las PPmáx. Los datos para la obtención de las PPmáx se extrajeron del producto grillado Piscop, el cual usa como base de información y calibración los registros de las estaciones meteorológicas. En tanto que, para la obtención de las ATSM se extrajeron datos de ERA5-ECMWF calibrado mediante estaciones oceanográficas. Del análisis se observó que las precipitaciones máximas que se registran en la región norte del Perú presentan mayor asociación y significancia menor o igual a 5% cuando se aplican desplazamientos temporales a las ATSM, de 1 mes para puntos ubicados en las regiones NIÑO 1 y NIÑO 2, y de 3 meses para puntos ubicados en las regiones NIÑO 3 y NIÑO 4. Finalmente, la mayor asociación se origina entre las variaciones inusuales de TSM producidas en el Punto de ATSM 3.3 y las PPmáx con desplazamientos temporales de 3 meses. / The north coast of Peru is one of the most negative impact regions by floods due to extreme rain events. "El Niño" effect in 1982-1983, 1998, and 2017 years was caused innumerable losses in infrastructure, that event is considered as a product of an unusual increase in sea surface temperature. Analysis of teleconnection between sea surface temperature anomalies (SSTA) and extreme rainfall (ER) which occurred on the north coast of Peru (Tumbes, Piura y Lambayeque) to describe tren of the behavior of SSTA to large-scale rainfalls. For that reason, cross-correlations with an application of time lags were used to find the intensity in which SSTA and ER are associated. The data for obtaining ER were extracted from the Piscop grilled product, which is based on information and calibration of records of meteorological stations. While obtaining SSTA was extracted from ERA5- ECMWF calibrated by oceanographic stations. From the analysis was observed that maximum precipitations that are recorded on the north coast of Peru present a greater association and significance less than or equal to 5% when time-lag is applied to SSTA, for 1 month for points ubicated in regions NIÑO 1 and NIÑO 2, and for 3 months points ubicated in regions NIÑO 3 and NIÑO 4. Finally, the greatest association originates between an unusual variation of SST produced in 3.3 SSTA point and ER whit a time-lag of 3 months. / Tesis