Browsing by Author "Sulca Jota, Juan Carlos"
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Item Restricted A multiple linear regression model for the prediction of summer rainfall in the northwestern Peruvian Amazon using large-scale indices(Springer, 2024-01-02) Sulca Jota, Juan Carlos; Takahashi, Ken; Espinoza, Jhan-Carlo; Tacza, José; Zubieta Barragán, Ricardo; Mosquera Vásquez, Kobi Alberto; Apaéstegui Campos, James EmilianoThe northwestern Peruvian Amazon (NWPA) basin (78.4–75.8° W, 7.9–5.4° S) is an important region for coffee and rice production in Peru. Currently, no prediction models are available for estimating rainfall in advance during the wet season (January–February–March, JFM). Hence, we developed multiple linear regression (MLR) models using predictors derived from sea surface temperature (SST) indices of the Pacific, Atlantic, and Indian Oceans, including central El Niño (C), eastern El Niño (E), tropical South Atlantic (tSATL), tropical North Atlantic (tNATL), extratropical North Atlantic (eNATL), and Indian Ocean basin-wide with E and C removed (IOBW*) indices. Additionally, we utilized large-scale convection indices, namely, the eastern Pacific intertropical convergence zone (ITCZe) and South American Monsoon System (SAMSi) indices, for the 1981–2018 period. Rainfall in the lowland NWPA exhibits a bimodal annual cycle, whereas rainfall in the highland NWPA exhibits a unimodal annual cycle. The MLR model can be used to accurately capture the interannual variability during the wet season in the highland NWPA by utilizing predictors derived from the C and SAMSi indices. In contrast, regarding rainfall in the lowland NWPA, the Pacific SST variability, SAMS and tropical North Atlantic index were relevant. For long lead times, the MLR model provided reliable forecasts of JFM rainfall anomalies in the highlands (R3, approximately 2700 m asl) as these regions are governed by Pacific variability. However, the MLR model exhibited limitations in accurately estimating the wettest JFM season in the highlands due to the absence of a predictor for the amplified effect of the Madden–Julian Oscillation on rainfall.Item Open Access Afloramiento costero peruano en presencia del ciclón Yaku durante marzo de 2023(Instituto Geofísico del Perú, 2023-08) Manay, Roger; Montes Torres, Ivonne; Sulca Jota, Juan Carlos; Castillón, Fiorela; Segura, BerlínUn sistema ciclónico, denominado Yaku, se configuró en medio de las condiciones anómalas de El Niño costero 2023 durante marzo, contribuyendo a un conjunto de cambios en el sistema acoplado océano-atmósfera frente a la costa peruana. Datos satelitales de temperatura superficial del mar (TSM), esfuerzo del viento y precipitación (PR) fueron analizados (anomalías) para marzo de 2023. Los resultados revelaron que además de las fuertes anomalías positivas para la TSM y PR, el afloramiento costero se vio fuertemente debilitado, especialmente entre las latitudes de los 3° S a los 12° S, del 7 al 13 de marzo, periodo en el que el ciclón Yaku estuvo más próximo a la costa peruana.Item Restricted Assessing precipitation concentration in the Amazon basin from different satellite‐based data sets(Royal Meteorological Society, 2019-06-15) Zubieta Barragán, Ricardo; Saavedra Huanca, Miguel; Espinoza, Jhan Carlo; Ronchail, Josyane; Sulca Jota, Juan Carlos; Drapeau, Guillaume; Martin‐Vide, JavierDaily precipitation concentration in the Amazon basin (AB) is characterized using concentration index (CI), which is computed from HYBAM Observed Precipitation (HOP) data set, for 1980–2009 period. The ability of four satellite precipitation data sets (TMPA V7, TMPA RT, CMORPH and PERSIANN) to estimate CI is evaluated for 2001–2009 period. Our findings provide new information about the spatial irregularity of daily rainfall distribution over the AB. In addition, the spatial distribution of CI values is not completely explained by rainfall seasonality, which highlights the influence of different weather systems over the AB. The results of rainfall concentration indicate that the distribution of daily rainfall is more regular over northwest (northern Peru) and central Andes. Conversely, Roraima region and a large area of Bolivian Amazon register the highest irregularity in the daily rainfall. Bolivian Amazon also represents regions where the large percentage of total rainfall arises from extreme events (>90th percentile). Heavy rainfall episodes over Roraima region are induced by humidity influx come from Caribbean region, while heavy rainfall events over Bolivian Amazon and Andes region are induced by the northwards propagation of cold and dry air along both sides of Andes Mountains, but only propagate in all tropospheric levels for the Andes. The results also show that PERSIANN and TMPA7 data sets better estimates the daily precipitation concentration for whole AB, but with a relative error 8%. CI estimated from satellites does not agree well with HOP over the Andes and northern Peruvian Amazon. On the other hand, the temporal variability of CI can partly be detected using CMORPH and TMPAV7 data sets over the Peruvian Andes, and central and southern Brazil. Errors in CI estimating might be related to inaccurate estimation of daily rainfall. Finally, we conclude that satellite‐based precipitation data sets are useful for analysing rainfall concentration in some regions of AB.Item Open Access Cambios en la estacionalidad de las lluvias en los Andes centrales peruanos y su relación con la circulación atmosférica a gran escala(Instituto Geofísico del Perú, 2020-01) Giráldez, Lucy; Silva Vidal, Yamina; Sulca Jota, Juan Carlos; Zubieta Barragán, RicardoLos cambios en las fechas de inicio, finalización y duración de la temporada de lluvias en los Andes centrales del Perú, específicamente en la cuenca del río Mantaro (CRM), afectan gravemente la gestión de los recursos hídricos y las principales actividades económicas de la región (ej. agricultura de secano, ganadería, entre otras). Para evaluarlo, se usan datos diarios de lluvia observada de distintas fuentes durante el período 1965-2013. Para este período, la fecha promedio de inicio de la temporada de lluvias sobre la CRM ocurren entre el 19 y 23 de septiembre (pentada 17), en tanto que la finalización de la temporada de lluvias ocurre entre el 7 y 11 de abril (la pentada 57). La duración de la temporada de lluvias depende principalmente de la fecha de inicio, debido a que esta tiene una mayor variabilidad que la fecha de finalización. Se ha encontrado una reducción de 3 días por década en la duración de la temporada de lluvias sobre la CRM durante las últimas cuatro décadas, debido al retraso en el inicio de la temporada. Además, las condiciones El Niño favorecen el inicio tardío y la finalización temprana de la temporada de lluvias, es decir, una temporada de lluvias más corta. Por otro lado, La Niña favorece el inicio temprano y el final tardío de la temporada de lluvias, es decir una temporada más amplia.Item Open Access Caracterización de la vegetación en los Andes durante El Niño costero de 2017(Instituto Geofísico del Perú, 2021-05) Zubieta Barragán, Ricardo; Prudencio, Fernando; Sulca Jota, Juan CarlosEl desarrollo de la vegetación presente en los Andes del Perú está asociado al régimen interanual de las lluvias. Existe una interacción directa entre el clima y la vegetación. No obstante, los estudios de la vegetación de regiones de alta montaña son escasos. El objetivo de esta investigación es caracterizar el desarrollo de la vegetación durante el evento El Niño 2016-2017 usando herramientas de percepción remota. Para ello, se recopilaron datos del sensor MODIS del satélite Terra (producto MOD09A1, resolución espacial y temporal de 500 m y 8 días, respectivamente) durante el período 2002-2020 y se calculó el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI). Los resultados sugieren que las lluvias severas entre enero y marzo 2017 no condujeron a un incremento sostenido del NDVI en el sector oriental de los Andes, y, por tal, al desarrollo de la vegetación. Esto pudo ser debido a que la mayor parte de la lluvia se perdía por escorrentía durante eventos de lluvia extrema, ya que se considera que una lluvia más uniforme y distribuida durante el periodo de lluvia favorece el desarrollo de la vegetación.Item Open Access Change of the rainfall seasonality over Central Peruvian Andes: onset, and, duration and its relationship with large-scale atmospheric circulation(MDPI, 2020-01-28) Giráldez, Lucy; Silva Vidal, Yamina; Zubieta Barragán, Ricardo; Sulca Jota, Juan CarlosChanges of the onset dates, end dates, and duration of the rainy season over central Peruvian Andes (Mantaro river basin, MRB) could severely affect water resources management and the main economic activities (e.g., rainfed agriculture, raising cattle, among others). Nonetheless, these changes have not been documented for the Tropical Andes. To asses that, we used daily datasets of observed rainfall during the 1965–2013 period. For this period, the average onset (end) date of the rainy season over the MRB occurs in the pentad 17 (19–23 September) [pentad 57 (7–11 April)]. The duration of the rainy season mainly is modulated by the onset dates due to it has higher variability than end dates. There is a reduction of 3 days/decade in the duration of wet season over the MRB for the last four decades due to the delay of the onset days. Furthermore, El Niño favors late-onset and early end of the rainy season, while La Niña favors early onset and late end of the rainy season in the MRB. Onset dates are related to the propagation of the convective region of the South American Monsoon System (SAMS), from the Caribbean region toward the central Amazon basin. Early (late)-onset days are associated with a southward (northward) shift of the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and weak (strong) convection over equatorial Atlantic that induces the southernmost propagation (eastward shift) of the SAMS.Item Open Access Circulación atmosférica asociada a los veranillos en el valle del río Mantaro(Universidad Nacional Mayor de San Marcos, 2011) Sulca Jota, Juan Carlos; Lagos Enríquez, Pablo; Silva Vidal, YaminaEl presente estudio tiene por finalidad mostrar que un veranillo en el valle del Mantaro, es un fenómeno de escala regional lo que permitiría generar pronósticos de estos eventos con días de anticipación, con lo cual se reducirían los impactos negativos, principalmente en la agricultura de la zona, que se ven afectados por estos eventos. Un veranillo, se define como un evento de ausencia de lluvias por varios días consecutivos durante el pico de la estación de lluvias (enero a marzo). Para el valle del río Mantaro, se ha definido como un evento de veranillo, cuando el 60% de las estaciones utilizadas (5 en total) presentan lluvias inferiores a 0,3 mm/día por más de 7 días consecutivos. Así mismo, se han definido las categorías de intensidad en base a su duración: moderado si el evento dura de 7 a 10 días, intenso si dura de 11 a 15 días y sequía meteorológica si dura más de 15 días consecutivos. Para el periodo 1950 al 2010, utilizando los datos de la estación de Huayao, se identificaron 36 veranillos con una duración mínima de 7 días y 15 días como máximo, cuya duración promedio es de 8,5 días consecutivos con lluvias ínfimas o cero milímetros. El 94,4 % de los veranillos son moderados y el 5,6 % restante son intensos, siendo el mes de marzo donde se registran con mayor frecuencia (50 % del total). Se ha encontrado que un veranillo en el valle del río Mantaro, se caracteriza por presentar un patrón robusto de anomalías negativas de lluvias (analizado con datos del CMAP) y complementado con un patrón robusto de anomalías positivas de radiación de onda larga (más de 12 W/m2 ) sobre los Andes centrales peruanos (zona de estudio), estas anomalías forman parte de un déficit de lluvias generalizada sobre el continente sudamericano, lo que indicaría que estos eventos tienen una escala regional. Los datos de Reanalysis del NCEP y ERA 40, a 200hPa (aproximadamente 12 km de altura) muestran un patrón robusto de anomalías de vientos del Oeste sobre los Andes centrales peruanos, conservándose este patrón en los diferentes periodos analizados durante los años 1950-2010. Estas anomalías observadas en los niveles altos son causadas por un debilitamiento generalizado del sistema de vientos en este nivel, probablemente asociado a la disminución de la actividad convectiva sobre el continente sudamericano durante estos eventos. En los niveles bajos y medios se observa discrepancias sobre la parte continental de América del Sur, el Reanalysis del NCEP-NCAR presenta anomalías del Este significativos, mientras que el ERA40 presenta anomalías de vientos del Oeste no significativos mostrando la disminución de los vientos del Este. Por el contrario, se observa el predominio de anomalías de vientos del Oeste sobre el Atlántico ecuatorial lo que verifica la disminución de los vientos del Este en estos niveles durante estos eventos. Por último, el esquema de convección de Emanuel del modelo climático regional RegCM3 es el que mejor simula la variabilidad diaria de las variables meteorológicas en diferentes niveles de presión durante los 2 veranillos ocurridos en el valle del río Mantaro en el año 2007.Item Restricted Climatology of extreme cold events in the Central Peruvian Andes during austral Summer: Origin, types and teleconnections(Wiley, 2018-10) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Roundy, Paul; Takahashi, Ken; Espinoza, Jhan Carlo; Silva Vidal, Yamina; Trasmonte Soto, Grace Liliam; Zubieta Barragán, RicardoThe climatological and large‐scale characteristics of the extreme cold events (ECEs) in the central Peruvian Andes (Mantaro basin (MB)) during austral summer (January–March) are examined using reanalysis, gridded and in‐situ surface minimum temperature (Tmin) data for the 1979‐2010 period. To describe the influence of the Madden‐Julian Oscillation (MJO) on ECEs in the MB, two ECE groups are defined on basis of the sign of the OLR anomalies in the MJO band (30‐100 days, 0‐9 eastward) at (75°W, 12.5°S). Type 1‐ ECEs occur during the suppressed convection phase of the MJO (OLR anomalies ≥ +2 W m²) while Type 2‐ECEs occur during the enhanced convection phase of the MJO (OLR anomalies ≤ ‐2 W m²). ECEs in the MB are associated with the advection of cold and dry air along the east of the Andes through equatorward propagation of extratropical Rossby wave trains (ERWTs). This cold advection weakens the Bolivian High‐Nordeste Low (BH‐NL) system over South America (SA) at upper‐tropospheric levels. The MJO is an important driver of ECEs in the MB, favoring the cold advection along the Andes during specific MJO phases. 59% of Type‐1 ECE's and 86% of Type‐2 ECE's occur in MJO Phases 7‐2. Type‐1 and 2 ECE's feature a weakened BH over SA at upper‐tropospheric levels. For Type‐1, ERWTs emanate from southeastern Africa in MJO Phases 8‐1 while ERWTs are strenghened when crossing the subtropical southern Pacific Ocean during MJO Phases 2 and 7. With respect to Type‐2, MJO Phases 7‐2 feature circumpolar Rossby wave trains propagation toward SA. Ultimately, MJO Phases 7‐2 induce negative Tmin anomalies over MB, while MJO Phases 3‐6 induce positive Tmin anomalies. El Niño and La Niña strengthen negative Tmin anomalies over the MB during MJO Phases 7‐8 while they weaken positive Tmin anomalies over the MB during MJO Phases 3‐6.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 Concentración de lluvia diaria y su asociación con eventos hidroclimáticos extremos en la cuenca amazónica(Instituto Geofísico del Perú, 2020-02) Zubieta Barragán, Ricardo; Saavedra Huanca, Miguel; Espinoza, Jhan Carlo; Ronchail, Josyane; Sulca Jota, Juan Carlos; Drapeau, Guillaume; Martin-Vide, JavierEl análisis de datos anuales, estacionales o mensuales de precipitación puede conducir a una interpretación limitada de la distribución espacial y temporal de la lluvia diaria debido a que grandes porcentajes del total anual pueden ocurrir en pocos días. Esta alta concentración de lluvia diaria puede causar erosión de suelos, deslizamientos o inundaciones. La concentración de lluvia diaria para toda la cuenca amazónica (CA) es caracterizada empleando un “Índice de Concentración”, el cual es estimado a partir de un producto grillado de precipitación observada para el periodo 1980-2009. Nuestros hallazgos proveen nueva información acerca de la distribución espacial de la lluvia diaria sobre la CA. Los resultados indican que la concentración de lluvia diaria es relativamente baja en Colombia, Ecuador, norte de Perú y los Andes sobre los 1500 m s. n. m., no obstante, es muy alta en regiones del estado de Roraima en el norte de Brasil y la Amazonía boliviana. Esto explica el por qué algunas regiones de Brasil y Bolivia son más frecuentemente afectadas por eventos de lluvia extrema que conllevan a inundaciones. Asimismo, a pesar de la baja concentración de lluvia estimada en los Andes, ello puede contribuir a incrementar la erosión de suelos o deslizamientos, debido a la interrelación con factores como la heterogeneidad de la lluvia, geología, orografía y vegetación andina.Item Restricted Decadal variability in the austral summer precipitation over the Central Andes: Observations and the empirical-statistical downscaling model(Royal Meteorological Society, 2022-09-16) Sulca Jota, Juan Carlos; Takahashi, Ken; Tacza, José; Espinoza, Jhan-Carlo; Dong, BoThe decadal variability in summer precipitation over the Central Andes (10°–30°S) is investigated from 1921 to 2010 using low-pass filtered time series of the central and eastern El Niño–Southern Oscillation (ENSO) Pacific (C and E) indices, the South Pacific Convergence Zone (SPCZ) index, the Atlantic SST indices, Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) index, North Atlantic Oscillation (NAO) index, and ERA-20C reanalysis. Additionally, an empirical-statistical downscaling (ESD) model was built. A rotated empirical orthogonal function (REOF) analysis shows that the first leading mode of precipitation (RPC1) represents 38.2% of the total decadal variance. RPC2, RCP3, and RPC4 represent 18.8, 12.8, and 9.7% of the total decadal variance, respectively. Furthermore, RPC1 features highest loadings over most of the region. RPC2 features a dipole of highest loadings over the southernmost Bolivian Altiplano and lowest loadings over the northwestern Argentinian Andes. Conversely, RPC3 presents highest loadings over the eastern-central Bolivian Altiplano and northwestern Argentinian Andes. RPC4 features highest loadings over the southern Bolivian Andes. RPC1 and RPC3 wet summers are associated with moisture transport from the Amazon basin, but RPC1 features the strengthening upper-level Bolivian high-Nordeste low system over South America. Conversely, RPC2 and RPC4 wet summers are associated with local processes induced by southward displacement of the South Atlantic Convergence Zone and warm sea surface temperature (SST) anomalies over the Indian Ocean, respectively. According to the ESD model, the decadal variability in the central and eastern Pacific (CP and EP) and Atlantic Ocean reproduces the decadal component of the DJF precipitation over most of the Central Andes.Item Open Access Dos características no-lineales de El Niño-Oscilación Sur (ENOS) en observaciones y modelos CMIP5(Instituto Geofísico del Perú, 2021-03) Sulca Jota, Juan CarlosExisten pocos estudios que describen las características no-lineales de El Niño-Oscilación Sur (ENOS) tales como: a) el coeficiente principal de la función cuadrática entre las dos primeras componentes principales de la temperatura superficial del mar (TSM) sobre el Pacífico ecuatorial (i. e., parámetro cuadrático α) y b) la retroalimentación no-lineal de Bjerknes asociados con El Niño central y oriental, caracterizados a través de la no-linealidad de los índices C y E, respectivamente. Para abordar estas características, se utilizan en conjunto datos observados de esfuerzo de viento zonal y radiación de onda larga saliente (OLR, por sus siglas en inglés) y simulaciones históricas y atmosféricas (AMIP) pertenecientes al Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados de la Fase 5 (CMIP5, por sus siglas en inglés). Los resultados muestran que la mayoría de los modelos CMIP5 subestiman la TSM sobre el Pacífico este (E), lo cual podría limitar la caracterización de la no-linealidad de El Niño central y oriental. También se muestra que 8 de los 21 modelos históricos del CMIP5 que simulan un parámetro cuadrático negativo (α < 0) también simulan la retroalimentación no-lineal de Bjerknes. Lo contrario no ocurre necesariamente. El reducido número de modelos CMIP5 que simulan la retroalimentación no-lineal de Bjerknes se debe a que la mayoría de los modelos CMIP5 simulan una relación lineal entre C y las anomalías de esfuerzo del viento zonal sobre el océano Pacífico central. Estos resultados nos permiten seleccionar ocho de los modelos CMIP5 que simulan dos características no-lineales de ENOS para estudiar la dinámica no-lineal de El Niño central y oriental e incluso sus impactos en las lluvias y temperaturas del Perú.Item Open Access Downscaling estadístico para las lluvias de verano del Perú: verano 2017(Instituto Geofísico del Perú, 2017-06) Sulca Jota, Juan Carlos; Takahashi, KenEl presente estudio evalúa el modelo simple de DS de Sulca et al. (2017) para estimar el patrón espacial de las lluvias de verano del Perú del 2017 mediante dos modelos de regresión lineal múltiple: uno usando los índices de temperatura superficial del mar E y C (Takahashi et al., 2011; http://www.met.igp.gob.pe/datos/EC.txt) como predictores, los cuales permiten caracterizar diferentes tipos de eventos El Niño/La Niña, y otro modelo usando cuatro índices correspondientes a los sistemas convectivos SPCZ (indices latW y latE) y ITCZ (indices ITCZC y ITCZE) en el Pacífico tropical. Para caracterizar el patrón espacial de las lluvias del Perú, usamos datos grillados de precipitación mensual del producto PISCO (Lavado-Casimiro et al., 2016) generados por SENAMHI. Asímismo, PISCO tiene una resolución horizontal de 0.05°x0.05° y su periodo va de 1982 al presente (ftp://ftp.senamhi.gob.pe/PISCO_PREC). Nosotros usamos los índices ENOS y regiones convectivas del Pacífico (SPCZ y ITCZ); los cuales fueron documentados en Takahashi et al. (2011) y Sulca et al. (2017), respectivamente. Usamos datos mensuales grillados de precipitación de CMAP (Xie and Arkin, 1997) para estimar los indices convectivos (latW, latE, ITCZC e ITCZE). El CMAP tiene una resolución horizontal de 2.5°x2.5° y su registro va desde 1979 al presente. La estimación de los indices convectivos se da a través de anomalías calculadas con respecto al periodo base 1982-2011. Los valores de todos los indices para el verano 2017 son mostrados en la Tabla 1.Item Restricted Empirical–Statistical Downscaling of austral summer precipitation over South America, with a focus on the central Peruvian Andes and the equatorial Amazon basin(American Meteorological Society, 2021-01-12) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Timm, Oliver Elison; Dong, Bo; Zubieta Barragán, RicardoPrecipitation is one of the most difficult variables to estimate using large scale predictors. Over South America (SA), this task is even more challenging, given the complex topography of the Andes. Empirical Statistical Downscaling (ESD) models can be used for this purpose, but such models, applicable for all of SA, have not yet been developed. To address this issue, we construct an ESD model based on multiple linear regression techniques for the period 1982-2016 that is based on large-scale circulation indices representing tropical Pacific, Atlantic, and South American climate variability, to estimate austral summer (DJF) precipitation over SA. Statistical analyses show that the ESD model can reproduce observed precipitation anomalies over the tropical Andes (Ecuador, Colombia, Peru, and Bolivia), the eastern equatorial Amazon basin, and the central part of the western Argentinian Andes. On a smaller scale, the ESD model also shows good results over the western Cordillera of the Peruvian Andes. The ESD model reproduces anomalously dry conditions over the eastern equatorial Amazon and the wet conditions over Southeastern South America (SESA) during the three extreme El Niño’s 1982/83, 1997/98, and 2015/16. However, it overestimates the observed intensities over SESA. For the central Peruvian Andes as a case study, results further show that the ESD model can correctly reproduce DJF precipitation anomalies over the entire Mantaro basin during the three extreme El Niño episodes. Moreover, multiple experiments with varying predictor combinations of the ESD model corroborate the hypothesis that the interaction between the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and the equatorial Atlantic Ocean provoked the Amazon drought in 2015/16.Item Restricted Evidence of nonlinear Walker circulation feedbacks on extreme El Niño Pacific diversity: observations and CMIP5 models(Wiley, 2021-04) Sulca Jota, Juan CarlosThe Walker circulation (WC) is essential for the formation and diversity of El Niño events. However, the nonlinear WC feedback during extreme Central and Eastern El Niño episodes (C and E episodes, respectively) has received little attention. This study used observational datasets and the Atmospheric Model Intercomparison Project (AMIP) and historical simulations from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 5 (CMIP5). Eight out of 21 historical models that simulate the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) nonlinearity also simulate the nonlinear Bjerknes feedback in C and E episodes. The opposite does not necessarily occur. However, the underestimation of E might limit the empirical determination. Moreover, few historical models simulate the shallow conditional instability of the second kind (CISK) mechanism. Positive C episodes feature an eastward shift in the ascending branch of the Pacific Walker cell (PWC), while shallow convection prevails over the far eastern Pacific (FEP). Positive E events feature two anomalous ascending branches located over the central-western Pacific (170°W) and FEP (80°W). Positive anomalies in sea surface temperature over the FEP induce the second ascending branch. The positive stratification anomaly in the central Pacific Ocean, which is associated with overestimated Ekman feedback, limits the eastward displacement of the first ascending branch of the PWC. The net surface heat flux determines the duration of growth of the two ascending branches of the PWC during C and E events. Because of their coarse resolution, the historical models underestimate the positive stratification anomaly in the FEP, causing the quick demise of the second ascending branch.Item Open Access Fuentes de humedad y variabilidad de la señal isotópica δ18O de precipitación en los Andes Centrales de Perú, caso de estudio: la cuenca del río Mantaro(Instituto Geofísico del Perú, 2024-03) Romero, Carol; Apaéstegui Campos, James Emiliano; Vuille, Mathias; Sulca Jota, Juan Carlos; Ampuero, AngelaLa cuenca del río Mantaro es una región de alta importancia económica en Perú. Especialmente, contribuye de forma significativa a la producción de energía hidroeléctrica y agrícola que abastece a la capital, Lima. Por ello, es crucial comprender los procesos atmosféricos, climáticos e hidrológicos para abordar eficazmente los desafíos relacionados con la gestión del agua y el cambio climático en esta región. El presente estudio analiza datos isotópicos (δ18O, Dxs) de precipitación recopilados en la cuenca del río Mantaro mediante las estaciones de Marcapomacocha (enero de 2006-marzo de 2012) y Huayao (diciembre de 2016-abril de 2018). Dicha información se evaluó en términos de fuentes de humedad y parámetros climáticos locales y regionales para su interpretación a escala temporal mensual y anual. Asimismo, se analizaron dos eventos climáticos extremos: la sequía de 2010 y el Niño Costero de 2017, con el fin de entender la influencia de la circulación atmosférica regional con relación a la señal geoquímica. De los resultados obtenidos, se infiere que la variación de la señal isotópica δ18O está altamente influenciada por el historial de transporte de las masas de aire y el nivel de precipitaciones aguas arriba. También se observaron correlaciones significativas con la cantidad de precipitación y la humedad relativa, lo que implica que los procesos locales también tienen una influencia importante en la variabilidad de la señal isotópica δ18O. Estos resultados proporcionan una base para estudios hidroclimáticos y reconstrucciones paleoclimáticas en la cuenca del río Mantaro.Item Open Access Impacto del patrón ENOS-SACZ en la proyección futura de las lluvias de los Andes peruanos a finales del siglo XXI(Instituto Geofísico del Perú, 2022-08) Sulca Jota, Juan Carlos; Rocha, Rosmeri P. daNo existen estudios relacionados con la influencia del acoplamiento de la Zona de Convergencia del Atlántico Sur (SACZ) y El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) sobre los futuros cambios de la precipitación de los Andes centrales durante el verano (diciembre-enero-febrero, DEF). Por lo cual, evaluamos las precipitaciones de las simulaciones históricas (1980- 2005) y las proyecciones (2070-2099) bajo el escenario representativo de concentración 8.5 (RCP 8.5, por sus siglas en inglés) de 27 modelos climáticos globales (GCM) de la fase 5 del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados (CMIP5, por sus siglas en inglés). Asimismo, se utilizaron las proyecciones de precipitación del Modelo Climático Regional versión 4 (RegCM4, por sus siglas en inglés) anidadas a tres modelos CMIP5 (GFDL-ESM2M, MPI-ESM-MR y HadGEM2-ES) bajo el escenario RCP 8.5. Los resultados revelan que solo tres de los 27 modelos CMIP5 (el grupo A) reproducen las características no lineales del ENOS y la SACZ durante el período histórico. Aunque la mayor parte de los modelos CMIP5 proyectan una disminución de la precipitación sobre los Andes centrales para DEF, la precipitación del grupo A aumenta en relación con el aumento proyectado en la convección profunda sobre la Amazonía peruana central. A escala regional, solo RegGFDL (perteneciente al grupo A) proyecta un aumento estadísticamente significativo de la precipitación durante DEF (~ 5-15 %) sobre los Andes centrales del norte y la Amazonía peruana central. Por el contrario, todas las simulaciones RegCM4 proyectan una disminución en la precipitación DEF (~ −10 %) sobre los Andes centrales del sur.Item Open Access Impactos de la concurrencia de la Oscilación Madden-Julian (MJO) y de El Niño-Oscilación Sur (ENOS) en las temperaturas mínimas de verano en los Andes centrales del Perú(Instituto Geofísico del Perú, 2018-11) Sulca Jota, Juan Carlos; Vuille, Mathias; Roundy, Paul; Takahashi, Ken; Espinoza, Jhan Carlo; Silva Vidal, Yamina; Trasmonte, Grace; Zubieta Barragán, RicardoEl presente estudio tiene por objetivo caracterizar los patrones de anomalías de Tmin cuando coinciden la MJO y las diferentes fases del ENOS durante el verano. La principal expectativa de este estudio es proporcionar material para la mejora del sistema de monitoreo de eventos fríos extremos en los Andes centrales peruanos y así reducir los daños en los cultivos locales.Item Open Access Impactos de los diferentes tipos de El Niño (Central y del Este) y de las regiones convectivas del Pacífico en las lluvias de verano en el Perú(Instituto Geofísico del Perú, 2018-07) Sulca Jota, Juan Carlos; Takahashi, Ken; Vuille, Mathias; Espinoza, Jhan Carlo; Lavado Casimiro, WaldoEl principal objetivo de este estudio es caracterizar la influencia de El Niño del Pacífico Central y Oriental en las lluvias de verano del hemisferio Sur a través de sus teleconexiones atmosféricas. Adicionalmente, también se caracteriza la contribución de la variación espacial de la Zona de Convergencia del Pacífico Sur (ZCPS) y la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). Se espera que este trabajo contribuya en el mejoramiento de los sistemas de pronósticos para mitigar los impactos de las lluvias causadas por ambos tipos de El Niño.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).