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    Transición de MODIS a VIIRS: análisis comparativo del NDVI para el monitoreo de las condiciones vegetativas en el Perú
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-10) Ccanchi, Yerson; Zubieta Barragán, Ricardo
    En este estudio se realiza un análisis comparativo entre el índice de vegetación NDVI obtenido a través de los sensores MODIS y VIIRS en las regiones costeras, andinas y amazónicas del Perú. Se identifica una correlación significativa en áreas con vegetación herbácea que contrasta con las bajas correlaciones existentes en áreas que albergan vegetación arbórea. Aunque se observan patrones temporales similares, las diferencias estacionales entre los sensores sugieren consideraciones específicas para cada tipo de vegetación. Se destaca, además, el papel crucial de las condiciones climáticas, especialmente la alta nubosidad durante el periodo de lluvias, que podrían ser responsables de introducir fuentes significativas de error en las mediciones de reflectividad. Estos hallazgos subrayan la importancia de entender las particularidades de los sensores y tipos de vegetación, así como considerar los impactos de las condiciones climáticas para mejorar la concordancia entre productos, especialmente ante la transición de MODIS a VIIRS. Este estudio contribuye al respaldo científico en el monitoreo vegetativo, siendo de especial relevancia dada la próxima finalización de la vida útil de los sensores MODIS.
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    Desarrollo de un modelo de Machine Learning para el pronóstico meteorológico de precipitación a escala subestacional en Perú
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-09) Urbina, Brayan; Takahashi, Ken
    Este trabajo muestra los avances de la aplicación del Machine Learning (ML) para predecir las precipitaciones en Perú a escala subestacional con hasta seis semanas de anticipación. Para ello, se utiliza el proyecto Subseasonal to Seasonal (S2S) como insumo para aplicar el enfoque de downscaling y mejorar la precisión y la resolución espacial de las predicciones teniendo como referencia el producto PISCOp V2.1 del SENAMHI. Luego de procesar los datos, se realiza un Análisis de Componentes Principales y se desarrollan modelos de regresión lineal múltiple para predecir los principales componentes observados utilizando los preestablecidos a partir de NCEP CFSv2 como predictores para cada día de pronóstico. Los resultados muestran un buen desempeño de las predicciones hasta 5 días de anticipación, especialmente en la región amazónica, pero la habilidad de pronóstico disminuye más allá de los cinco días debido a la complejidad de los factores que influyen en las precipitaciones y debido también a la simplicidad del modelo de regresión lineal. Se plantea la posibilidad de incorporar variables adicionales relacionadas con las oscilaciones de Madden-Julian (MJO, por sus siglas en inglés) en futuras versiones del modelo para ampliar el horizonte de pronóstico.
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    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, Berlín
    Un 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.
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    Cambios de la precipitación en el centro del Perú por efectos de la deforestación amazónica
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-07) Saavedra Huanca, Miguel; Junquas, Clementine; Espinoza, Jhan-Carlo; Silva Vidal, Yamina
    Este trabajo analiza el impacto de la deforestación amazónica en la precipitación de los Andes centrales del Perú durante la temporada húmeda, haciendo uso del modelo atmosférico Weather Research and Forecasting Model (WRF, por sus siglas en inglés). La región de estudio abarca la ciudad de Lima y localidades ubicadas en la cuenca del río Mantaro, de suma importancia debido a su elevada densidad poblacional. En tal sentido, se configuró el modelo WRF para la región de estudio bajo dos escenarios: uno con la Amazonía sin deforestación y otro con un 40 % de deforestación. Debido a la compleja topografía de la región se utilizaron múltiples dominios de alta resolución en el modelo. Los resultados preliminares muestran que, como consecuencia de la deforestación del 40 % en la Amazonía, se prevén cambios relativos netos en la precipitación en la cuenca del río Mantaro y en las zonas altas de la pendiente oeste de los Andes que podrían alcanzar una reducción de 5 % y un aumento de 5 %, respectivamente. En el futuro, estos cambios podrían tener relevancia para la gestión del agua en la región.
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    Lluvia en los Andes del norte: comportamiento de la señal isotópica en el agua meteórica y su respuesta al ENSO
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-06) Bulnes, Lizbeth; Apaéstegui Campos, James Emiliano; Romero, Carol
    La respuesta de la lluvia a la dinámica del ENSO se ha manifestado significativamente en las últimas décadas, sobre todo en la región norte peruana donde las intensas lluvias, asociadas a los eventos El Niño, han generado estragos en la economía local y nacional. La información disponible, que permita la interpretación y comprensión de estos eventos, se limita a algunas décadas, por lo que el estudio e interpretación de las condiciones pasadas resultan ser relevantes por su potencial de ser empleado como una herramienta en la gestión del riesgo de desastres. En este sentido, el presente trabajo busca interpretar la señal isotópica (δ¹⁸O, δ²H) de la lluvia de los Andes del norte y analizar su respuesta a los índices ENSO para poder ser empleada como un registro paleoclimático. Como parte del estudio se analizó la señal isotópica de las muestras de lluvia colectadas en Polulo, Cajamarca, durante el periodo mayo de 2021 a noviembre de 2022, la relación entre la Línea Meteórica Local (LMWL, por sus siglas en inglés) respecto de la Línea Meteórica Global (GMWL, por sus siglas en inglés) y la respuesta de la señal isotópica a los índices E, C y MEI para caracterizar las variaciones del ENSO. Los resultados revelan una variabilidad en la señal de δ¹⁸Oₚ de la lluvia a lo largo de todos los meses evaluados. Se observa una concordancia entre la LMWL y GMWL que se entiende como aguas meteóricas sin efectos por parte de la evaporación. Además, se identifica una asociación entre la señal de δ¹⁸Oₚ con los índices E y MEI, lo que lleva a inferir la aplicabilidad de los isótopos en la interpretación de las condiciones ambientales de la zona.
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    Influencia de la oscilación Madden-Julian en la lluvia intraestacional de los Andes del Perú
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-05) Sulca Jota, Juan Carlos
    La oscilación Madden-Julian (MJO, por sus siglas en inglés) es un fenómeno con variabilidad intraestacional responsable de generar eventos extremos de precipitación y cambios en los patrones de los vientos en diferentes zonas del planeta. En tal sentido, la presente investigación tiene como objetivo analizar el impacto de la MJO en las lluvias de los Andes peruanos (>2000 m s. n. m.). Para ello, se utilizan datos grillados de precipitación y el reanálisis NCEP/NCAR durante los meses de verano (diciembre-marzo) para el periodo 1981-2016, a los cuales se les extrae el componente intraestacional aplicando un filtro pasabanda de 20-90 días a las anomalías diarias. Además, se hace uso de las series temporales del índice multivariado de tiempo real de la MJO, denominadas serie 1 (RMM1) y serie 2 (RMM2). Los resultados indican que las RMM Fases 8 + 1 de la MJO reducen las lluvias en el Altiplano peruano y, al mismo tiempo, se intensifica la zona de convergencia del Pacífico sur. Esto último debilita el flujo del este en la alta tropósfera y, así, reduce el flujo de humedad desde la Amazonía hacia el Altiplano. Estos patrones de lluvias y circulación atmosférica son opuestos cuando la convección profunda se localiza en Indonesia (RMM Fases 4 + 5). Por otra parte, las RMM Fases 2 + 3 de la MJO causan lluvias sobre la cordillera oriental de los Andes peruanos cuando la convección profunda se encuentra sobre el océano Índico oriental, la cual refuerza el flujo de humedad proveniente de la Amazonía. Lo opuesto ocurre para las RMM Fases 6+7, donde la convección profunda se halla en el Pacífico oeste.
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    Reserva Nacional Dorsal de Nasca: experimento numérico bajo condiciones climatológicas
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-04) Montes Torres, Ivonne; Manay, Roger
    Se realiza un experimento numérico bajo condiciones climáticas empleando el modelo numérico del océano ROMS (Regional Ocean Modelling System) para examinar el origen de las fuentes de agua que se localizan en la Reserva Nacional Dorsal de Nasca (RNDN). Los resultados preliminares indican que la RNDN está fuertemente conectada con la zona del afloramiento costero y recibe, además, agua de las regiones oceánicas provenientes de la zona norte, sur y oeste del océano Pacífico este.
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    Ebus.science: acercando la ciencia a las personas
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-03) Montes Torres, Ivonne; Ledgard, Christian; Bellido, Jesus; Escribano, Ruben
    Se presenta la plataforma digital denominada Ebus.science, la cual es una herramienta para encontrar información científica publicada sobre los Sistemas de Afloramiento de Bordes Orientales (EBUS, por sus siglas en inglés) en un entorno amigable y gráfico. La toma de decisiones basada en evidencia necesita acceso a documentación suficiente y confiable donde se puedan encontrar datos y análisis de información basados en métodos claros, sólidos y bien documentados, además de nuevos hallazgos y desafíos. Las principales fuentes que brindan información de primera mano son los artículos de investigación científica en diferentes revistas. Esto es bien conocido dentro de la comunidad científica, aunque es desconocido para los no científicos. Bajo este escenario nació https://ebus.science, plataforma digital que se ha convertido en una herramienta única para encontrar información científica publicada sobre los Sistemas de Afloramiento del Borde Oriental (EBUS) en un entorno amigable y gráfico.
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    Simulaciones de la precipitación de verano por modelos climáticos regionales de CORDEX en la zona de transición Andes-Amazonía
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-02) Gutiérrez, Ricardo A.; Junquas, Clémentine; Armijos Cardenas, Elisa Natalia; Sörensson, A. A.; Espinoza, Jhan-Carlo
    El presente avance de investigación evalúa el realismo de la climatología histórica (1981-2005) de la precipitación de verano en la zona de transición Andes-Amazonía a partir de las simulaciones del experimento regional coordinado de reducción de escala (CORDEX, por sus siglas en inglés) para Sudamérica. Los resultados preliminares muestran que no habría una relación aparente entre la performance del modelo y la resolución espacial en cuanto a la reproducción de las climatologías de precipitación, cuando se esperaría que los modelos tengan un mejor rendimiento, es decir, reproduzcan mejor las precipitaciones al tener una resolución espacial más alta o más fina. En conclusión, será necesaria la aplicación de modelos regionales de resolución espacial más fina y realizar experimentos de sensibilidad con diferentes parametrizaciones físicas para lograr mejorar el realismo de los patrones espaciales de la precipitación orográfica sobre la región de estudio.
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    Validación de la componente atmosférica del sistema acoplado regional océano-atmósfera del Pacífico sudeste
    (Instituto Geofísico del Perú, 2023-01) Castillón, Fiorela; Segura, Berlin; Montes Torres, Ivonne
    En este estudio se muestran los resultados preliminares de la validación estacional e interanual de la componente atmosférica del modelo acoplado regional océano-atmósfera Croco-Oasis-WRF (COW), implementado para la región del Pacífico sudeste. Se comparan 20 años de datos simulados con productos observacionales de diferentes variables atmosféricas (por ejemplo, temperatura del aire a 2 m, precipitación, velocidad del viento a 10 m) a través del empleo de estadísticos de verificación como el error promedio y el coeficiente de correlación de Pearson a nivel de grilla. Asimismo, se compara la estacionalidad de la variable precipitación en cinco regiones. Los resultados preliminares muestran que el modelo acoplado regional representa adecuadamente la climatología estacional y la variabilidad espacial de la precipitación, la temperatura a 2 m y la velocidad del viento a 10 m, en particular para la región El Niño 1+2. De esta manera, se considera apto en el análisis de eventos pasados tanto a escala interanual como estacional.
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    Comparación en el desempeño de los pronósticos de El Niño y La Niña de la Comisión ENFEN y de los modelos climáticos NMME
    (Instituto Geofísico del Perú, 2022-09) Reupo, Jorge; Takahashi, Ken
    El Perú es uno de los países más afectados durante los eventos El Niño y La Niña. Desde agosto del año 2015, la Comisión ENFEN elabora los pronósticos probabilísticos de las condiciones El Niño o La Niña para la estación de verano en las regiones denominadas Niño 1+2 y Niño 3.4. En este trabajo se evalúa el desempeño de estos pronósticos usando el Ranked Probability Score (RPS) que es una medida de la diferencia entre las distribuciones de probabilidad acumulativa del pronóstico y lo observado. El RPS es calculado para los pronósticos de siete veranos, desde 2015/16 al 2021/22, tanto aquellos realizados por la Comisión ENFEN como los derivados directamente de los modelos de North American Multimodel Ensemble. Asimismo, el RPS se aplica a los pronósticos basados en las probabilidades históricas de los veranos desde 1950/51 hasta 2014/15. Si bien la muestra de siete veranos es aún pequeña, se encuentra que los pronósticos de la Comisión ENFEN y de los NMME tuvieron un desempeño muy similar y mejor que el pronóstico “histórico”, con una ligera ventaja aparente de los modelos NMME sobre ENFEN en la región Niño 1+2 y viceversa en Niño 3.4.
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    Análisis de las masas de agua del mar peruano
    (Instituto Geofísico del Perú, 2022-08) Montes Torres, Ivonne; Segura, Berlín; Rivera, Gerardo; Mosquera Vásquez, Kobi Alberto
    El presente avance de investigación analiza la distribución de masas de agua durante enero-marzo de 2017 (moderado cálido), 2018 (frío débil), 2019 (cálido débil) y 2020 (neutro) frente a la costa norte del Perú. Para construir un diagrama T-S se utilizan los datos colectados por un flotador (3901231) del programa ARGO que fue lanzado en el año 2016 durante El Niño 2015-2016. Los resultados preliminares muestran una variabilidad en la presencia de las masas agua en la costa norte de Perú.
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    Diseño de una red neuronal convolucional para el pronóstico del índice El Niño 3.4
    (Instituto Geofísico del Perú, 2022-07) Rivera, Gerardo; Takahashi, Ken
    Los modelos neuronales convolucionales son capaces de aprender patrones complejos que los modelos dinámicos no son capaces de reproducir totalmente, en gran parte debido a la naturaleza no lineal de los eventos. El presente trabajo explora el modelo desarrollado por Ham et al. (2019, 2021), en donde, usando anomalías de temperatura superficial del mar y contenido de calor, se logra pronosticar el índice El Niño 3.4 con tiempos de antelación de hasta 14 meses. La modificación presentada no usa la técnica transfer-learning, por lo que los resultados de las correlaciones son menores que la del estudio citado. Sin embargo, se logra notar un potencial incremento en la habilidad de pronóstico para tiempos de antelación mayores al incluir la estacionalidad en la capa de entrada, lo que indicaría un mejor aprendizaje en la red.
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    Modelamiento estadístico para el pronóstico mensual de precipitaciones en Perú
    (Instituto Geofísico del Perú, 2022-06) Moya Álvarez, Aldo Saturnino; Rivera, Gerardo; Mosquera Vásquez, Kobi Alberto
    Se construye un modelo estadístico de pronóstico mensual de precipitaciones para Perú, basado en la relación de varios índices climáticos oceánicos y atmosféricos, así como de los índices de la oscilación de Madden-Julian, con la variabilidad estacional de la precipitación en el país, a inicializar en el mes de junio de cada año. Se aplicó la técnica de regresión lineal entre los índices y la precipitación grillada de la fuente de datos de PISCO para el período diciembre marzo, meses que corresponden a la estación lluviosa en Perú. El modelo se construyó con datos correspondientes al período 1981-2016 y se verificó con los registros de precipitación correspondientes a los años 2017-2022 para 15 zonas dentro de la costa, sierra y selva. El valor del error medio absoluto (MAE, por sus siglas en inglés) fue mejor para la selva, con excepción de los pronósticos para enero en la selva norte. El mejor rendimiento se obtuvo para marzo en la selva sur y central. En cuanto a la sierra, el mejor rendimiento del modelo se obtuvo para la sierra sur y central, en ambos casos para la vertiente Atlántica. Para la selva, el mejor rendimiento se obtuvo en la parte alta. En 8 de las 12 regiones correspondientes a la sierra y la selva, el modelo realizó “pronósticos correctos” en más del 60 % de los casos, y en uno, selva sur baja, muy cercano al 60 %.
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    Análisis de ondeletas cruzadas durante un evento de precipitación intensa sobre el Observatorio de Huancayo
    (Instituto Geofísico del Perú, 2021-07) Flores Rojas, José Luis; Leite dos Santos, Wagner; Abi Karam, Hugo
    El objetivo del presente avance de investigación es realizar el análisis espectral de ondeletas cruzadas (TOX) entre la serie temporal de precipitación comparada con las series temporales de humedad específica, temperatura superficial del aire e intensidad del viento horizontal antes, durante y después del evento de precipitación intensa ocurrido sobre el observatorio de Huancayo (OHY) el día 6 de octubre de 2019 a las 15:00 hora local. Este evento registró un máximo de precipitación acumulada horaria igual a 6.2 mm h−1. Los resultados del TOX muestran que existe una similitud entre los patrones de periodicidad de todas las series temporales analizadas con un valor mínimo de 0.3 horas (18 minutos) y una periodicidad máxima de 6 horas para la humedad específica y la temperatura del aire y de 8 horas para la intensidad del viento horizontal. En relación a los desfases o retardos temporales, los resultados muestran un desfase mínimo de 180° (9 minutos) y máximo de 90° (1.5 horas) para la humedad específica, mínimo de 180° (9 minutos) y máximo de 230° (3.8 horas) para la temperatura superficial del aire y mínimo de 270° (14 minutos) y máximo de 45° (1 hora) para la intensidad del viento horizontal. Estas diferencias ponen en evidencia el hecho de que los máximos de estas variables ocurren en momentos diferentes dentro de su ciclo diurno y, por lo tanto, tienen un desfase diferente en relación al momento de la ocurrencia de la máxima intensidad de precipitación.
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    Influencia de El Niño-Oscilación del Sur (ENOS) en la variación de la capa de ozono en la región andina central del Perú
    (Instituto Geofísico del Perú, 2021-06) Suárez Salas, Luis
    El ENOS tiene una importante influencia en el sistema océano-atmósfera en la costa peruana. Entre estos factores también se han identificado alteraciones en la capa de ozono en la región tropical. Este trabajo evalúa el efecto que tiene sobre la variación de la capa de ozono registrada en la región Andina central. Mediante nueva instrumentación en tierra y sensores satelitales, se hace un primer avance presentando sus capacidades y limitaciones para identificar dicho efecto.
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    Condiciones de estabilidad atmosférica durante la ocurrencia de lluvias intensas en el Observatorio de Huancayo
    (Instituto Geofísico del Perú, 2021-06) Flores Rojas, José Luis
    La presente investigación analiza las condiciones de estabilidad atmosférica antes, durante y después de la ocurrencia de lluvias intensas sobre el observatorio de Huancayo durante el año 2018. En total, se identificaron 6 eventos mediante el análisis estadístico de cuantiles. Los resultados muestran que en horas previas a la máxima precipitación, la temperatura superficial y el nivel de inestabilidad atmosférica, en la mayoría de los casos, es ligeramente mayor comparada con la temperatura en condiciones medias normales sin precipitación. Durante la ocurrencia de la máxima precipitación, la temperatura superficial decae significativamente y la capa superficial alcanza condiciones de neutralidad. En horas posteriores, la temperatura superficial continúa siendo menor a la existente en condiciones normales y la atmósfera se torna notoriamente más estable que en condiciones sin precipitación.
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    El afloramiento costero en el sistema de corrientes de Humboldt frente a Perú
    (Instituto Geofísico del Perú, 2021-04) Manay, Roger; Montes Torres, Ivonne; Campos, Fernando; Segura, Berlín
    El afloramiento costero es un fenómeno oceanográfico por el cual se transportan aguas subsuperficiales frías y ricas en nutrientes hacia la superficie. El proceso físico de afloramiento se puede estudiar en base al Transporte y Bombeo de Ekman, los que son gobernados por el esfuerzo del viento superficial en el mar. En tal sentido, el presente trabajo calcula un índice basado en el bombeo de Ekman empleando información satelital del esfuerzo del viento. El uso de un índice permite cuantificar la interacción entre el océano y la atmósfera, lo cual representa una oportunidad para un mejor conocimiento y monitoreo. Los resultados destacan la importancia de la variabilidad a escala local y la fuerte influencia de la estacionalidad en el afloramiento costero a lo largo de la costa peruana.
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    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 Carlos
    El 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.
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    Impacto de la variabilidad de mesoescala en el bombeo de Ekman frente a la costa peruana
    (Instituto Geofísico del Perú, 2021-03) Campos, Fernando; Montes Torres, Ivonne; Manay, Roger; Segura, Berlín
    El bombeo de Ekman es un mecanismo que contribuye al afloramiento costero y es generado por el rotacional del esfuerzo del viento superficial. Este mecanismo es influenciado por la actividad de mesoescala que genera un efecto en el esfuerzo del viento vía dos procesos: la retroalimentación de la temperatura superficial del mar (TSM) y la modificación del viento debido a la corriente inducida por los vórtices. El presente estudio busca cuantificar los diferentes procesos que contribuyen al bombeo de Ekman haciendo uso de información extraída del modelo GLORYS12V1, para el océano, y del reanalysis ERA-Interim, para la atmósfera. Para fines prácticos se presentan los resultados de un día (01-01-2001), el cual brinda perspectivas de cómo la actividad de mesoescala influye tanto cerca a la costa como mar adentro. Los resultados preliminares, basados en un día típico, indican que las contribuciones al bombeo de Ekman, de los procesos en estudio, poseen similar magnitud, pero diferente distribución espacial. En particular, la contribución asociada a la TSM muestra un cambio en la dirección de la velocidad vertical dependiente de la polaridad del remolino y de la región interna/externa de esta estructura de mesoescala.