Browsing by Author "Laqui, Wilber"
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Item Restricted Can artificial neural networks estimate potential evapotranspiration in Peruvian highlands?(Springer Link, 2019) Laqui, Wilber; Zubieta Barragán, Ricardo; Rau, Pedro; Mejía, Abel; Lavado, Waldo; Ingol, EusebioEvapotranspiration (ETo) is one of the most important variables of the water cycle when water requirements for irrigation, water resource planning or hydrological applications are analyzed. In this context, models based on artificial neural networks (ANN) of the retro-propagation type can be an alternative method to estimate ETo in highland regions using a number of input variables limited. The objective of this study is to develop ANN models to estimate ETo for the Peruvian highlands using input variables such as maximum air temperature (Tmax), minimum air temperature (Tmin), hours of sunshine (Sh), relative humidity (Rh) and wind speed (Wv), as an alternative method to FAO Penman–Monteith method (FAO-PM56) and Hargreaves–Samani (HS). Daily climatic datasets recorded at 12 meteorological stations between 1963 and 2015 were selected in this study. For evaluation reason, the ETo calculated using the FAO-PM56 was also considered. The main input variable to ANN modeling is Tmax, followed by Sh and Wv or combinations between them. Hargreaves–Samani (HS) showed a poor performance in the estimation of the ETo in the Peruvian highlands compared to the 13 ANN models. Additionally, it was determined that in stations with lower thermal amplitude (< 14.2 °C) the lowest performance levels are presented in the estimation of the ETo with HS equation, which does not occur markedly with the ANN models that they estimate adequately ETo. Therefore, ANN models represent a great option to replace the FAO-PM56 and HS method, when ETo data series are scarce.Item Open Access Comparative analysis of climate change impacts on meteorological, hydrological, and agricultural droughts in the lake Titicaca basin(MDPI, 2021-01-13) Zubieta Barragán, Ricardo; Molina-Carpio, Jorge; Laqui, Wilber; Sulca Jota, Juan Carlos; Ilbay, MercyThe impact of climate change on droughts in the Lake Titicaca, Desaguadero River, and Lake Poopo basins (TDPS system) within the Altiplano region was evaluated by comparing projected 2034–2064 and observed 1984–2014 hydroclimate time series. The study used bias-corrected monthly climate projections from the fifth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP5), under the Representative Concentration Pathway 8.5 (RCP8.5) emission scenarios. Meteorological, agricultural, and hydrological droughts were analyzed from the standardized precipitation, standardized soil moisture, and standardized runoff indices, respectively, the latter two estimated from a hydrological model. Under scenarios of mean temperature increases up to 3 °C and spatially diverse precipitation changes, our results indicate that meteorological, agricultural, and hydrological droughts will become more intense, frequent, and prolonged in most of the TDPS. A significant increase in the frequency of short-term agricultural and hydrological droughts (duration of 1–2 months) is also projected. The expected decline in annual rainfall and the larger evapotranspiration increase in the southern TDPS combine to yield larger projected rises in the frequency and intensity of agricultural and hydrological droughts in this region.Item Open Access Evaluación de la respuesta hidrológica a cambios de precipitación y temperatura en el altiplano peruano(Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, 2024-01-01) Laqui, Wilber; Zubieta Barragán, Ricardo; Laqui-Vilca, Yony; Alfaro, Roberto; Laqui-Vilca, César; Aragón, LuisLas cuencas de montaña son consideradas como los sistemas hidrológicos de mayor afectación por el cambio climático, estimándose impactos significativos en los recursos hídricos y las demandas de agua. Este estudio evalúa la respuesta hidrológica de una cuenca del altiplano peruano frente a cambios de los patrones de precipitación y temperatura. El conocer con anticipación el efecto del cambio climático sobre la oferta hídrica toma relevante importancia para la toma de decisiones en la planificación a corto, mediano y largo plazos del uso del agua y la gestión de los recursos hídricos. A partir de la implementación del Modelo Integrado de Cambio Climático y Recursos Hídricos (HydroBID) se evaluaron 30 escenarios climáticos que consideraron cambios en la precipitación entre -20 y +20 %, temperatura entre 0 y 6 °C, y combinaciones de éstos formulados según las proyecciones para el área de estudio disponibles en la literatura. Los resultados mostraron que por cada 10 % de incremento de la precipitación se produjo un aumento promedio de 23.4 % en el caudal; mientras que por cada 10 % de disminución de la precipitación se generó una reducción promedio del caudal de 16 %. Asimismo, se evidenció que por cada 1 °C de subida de la temperatura se generó en promedio un 5 % de reducción del caudal. Se determinó que la variación de las tasas de precipitación, temperatura y su interacción entre ellas generarían cambios en los caudales futuros, mostrando efectos en la variación temporal y espacial de la cuenca.Item Open Access Impactos del cambio climático en diferentes tipos de sequías en la cuenca del Titicaca(Instituto Geofísico del Perú, 2021-07) Zubieta Barragán, Ricardo; Molina-Carpio, Jorge; Laqui, Wilber; Sulca Jota, Juan Carlos; IIbay, MercyEl presente trabajo evalúa el impacto del cambio climático en la ocurrencia de sequías para las cuencas del Lago Titicaca, Río Desaguadero y Lago Poopo (Sistema TDPS). Para tal objetivo, se comparan los resultados de los modelos climáticos para el periodo 1984-2014 con los datos observados y se evalúan las proyecciones en el periodo 2034- 2064. El estudio utilizó proyecciones climáticas mensuales provenientes del proyecto CMIP5 bajo el escenario de emisión RCP8.5. Se corrigió el sesgo y se analizaron las sequías meteorológicas, agrícolas e hidrológicas a partir de los índices estandarizados de precipitación, humedad del suelo y escorrentía, respectivamente. La humedad del suelo y escorrentía fueron estimados a partir del modelo hidrológico GR2M. Ante el aumento de la temperatura regional media de hasta 3 °C y los cambios de intensidad, cantidad y patrón espacial de la precipitación, nuestros resultados indican que las sequías meteorológicas, agrícolas e hidrológicas serían más intensas, frecuentes y prolongadas en el sistema TDPS. También se proyecta un aumento en la frecuencia de sequías agrícolas e hidrológicas (duración de 1 a 2 meses). La disminución esperada en la precipitación anual y el mayor aumento de la evapotranspiración en la región sur (Bolivia) de la cuenca producirían aumentos proyectados más grandes que en la región norte (Perú).Item Open Access Modelación hidrológica de la cuenca del río Ilave a partir de datos de precipitación observada y de satélite, periodo 2011-2015, Puno, Perú(Instituto Mexicano de Tecnología del Agua, 2018-12-11) Zubieta Barragán, Ricardo; Laqui, Wilber; Lavado, WaldoLos datos obtenidos mediante satélites acerca de la precipitación pueden ser útiles en regiones donde ésta es muy heterogénea, como, por ejemplo, en los Andes, pues por lo general son escasamente monitoreadas. El objetivo de este estudio es precisar las características de las principales variables hidrológicas, y comprender el potencial de datos de precipitación estimados a partir del satélite en modelación hidrológica. Este artículo evalúa datos de precipitación obtenidos a partir de pluviómetros y satélites (productos TMPA V7, TMPA RT del satélite TRMM), como entrada al modelo hidrológico agregado GR2M, para simulación de caudales mensuales, en el periodo 2011-2015, en la cuenca del río Ilave, en el Altiplano peruano. Los resultados mostraron un claro déficit hídrico de caudales debido a la disminución de las precipitaciones en el periodo de avenidas (~ 50%); además de un aumento de la evapotranspiración en el periodo de estiaje (~ 24%). Los resultados del análisis de datos de precipitación también indicaron que los TMPA V7 presentan mayor similitud que TMPA RT, con respecto a la precipitación observada en el periodo de avenidas. Del mismo modo, los resultados de modelación hidrológica con GR2M indicaron un mayor rendimiento a partir de la lluvia observada (pluviómetros) y TMPA V7, los cuales presentan una mayor similitud con caudales observados; a diferencia de los TMPA RT, es posible que los inconvenientes en el rendimiento se debieran a una inadecuada lluvia en el balance hídrico.Item Restricted Temporal dynamics of glacier retreat and its relationship with local climate in Cordillera Apolobamba, Peru(Springer, 2024-04) Laqui, Wilber; Zubieta Barragán, Ricardo; Laqui-Vilca, Yony; Calizaya, Elmer; Laqui-Vilca, CésarGlaciers play a pivotal role as essential water sources, and monitoring their dynamics is crucial for understanding the profound impacts of climate change. This study presents a comprehensive assessment of the temporal dynamics of glacier retreat and its relationship with the local climate in Cordillera Apolobamba, Peru, spanning 1986 to 2015. Using Landsat satellite imagery and the Normalized Difference Snow Index (NDSI), we quantify changes in glacial cover at five-year intervals, starting in 1986. Additionally, we explore the climate drivers associated with these changes by analyzing local climatic data. The results reveal a remarkable and concerning trend in the temporal evolution of glacial areas in the CA. By 2015, the extent of glacial retreat had reached approximately 51.84% of the surface area estimated in 1986, with an average annual loss rate of 0.79 km²/year. This retreat corresponds to a substantial reduction in glacial volume over the study period. This study unveils direct and inverse relationships between precipitation, temperature, and the glacier retreat rate. This discerns that temperature predominantly drives the loss of glacier area, while the glacier retreat rate is conditioned by precipitation. The results provide crucial data for policymakers, stakeholders, and researchers striving to understand the intricate interplay between climate variables and glacial dynamics and their broader implications for water resource management in high-altitude regions.