1. EL MODELAJE OCEANICO EN EL PERU COMO HERRAMIENTA PARA EL MONITOREO DEL FENOMENO EL NIÑO Ing . Luis Pizarro Pereyra Dirección de Investigaciones Oceanográficas IMARPE

2. PROYECTO BANCO MUNDIAL MEJORAMIENTO DE LA CAPACIDAD DE PRONOSTICO Y EVALUACION DEL FENOMENO “EL NIÑO” PARA LA PREVENCION Y MITIGACION DE DESASTRES EN EL PERU

8. ORGANIGRAMA DE LOS SUB-SISTEMAS DEL PROYECTO IMARPE BOYAS OBSERVACIONES OCEANOGRAFICAS D H N OBSERVACIONES OCEANOGRAFICAS (NIVEL) ESTACIONES METEOROLÓGICAS I G P RADARES (VIENTOS) SENAMHI ESTAC. METEOR. ESTAC. HIDROLOG. Radio Uiento Sonda DIFUSION ENFEN DIRECCION TECNICA DE COORDINACION IMARPE I G P DHN I G P SENAMHI SATELITE SUB SISTEMA OBSERVACIONAL SUB SISTEMA DE COMUNICACIONES ESTACIONES RECEPTORAS DE SATELITE DISTRIBUCION DE DATOS SUB SISTEMA DE MODELAJE SENAMHI

9. FLUJO DE INFORMACIÓN ENTRE INSTITUCIONES DEL PROYECTO IMARPE IMARPE IMARPE SENAMHI IGP IGP SENAMHI DHN DHN LEYENDA BOYAS ESTACIONES + RVS ESTACIONES RECEPTOR DE SATELITE SATELITE INSTITUCIONES RADAR SIST. OBSERVACION EST. RECEPTORAS EST. DISTRIB. DATOS

11. La velocidad vertical Ecuación de continuidad o conservación de la masa E cuación de conservación del momento Salinidad Potencial de temperatura Los términos de viscosidad y difusión horizontales se modifican en este nuevo sistema de coordenadas y se representan por H=D , con , y ) , , MODELAJE OCEANICO Manual de uso del Princeton Ocean Model Se describe la solución computacional del modelo, el procedimiento implementación operativa, archivos de entrada y salida, visualización de las simulaciones. Finalmente se da un ejemplo de ejecución del modelo en modo barotrópico con forzantes de viento y batimetría.

15. RESULTADOS DE LA APLICACION DEL MODELO POM PARA SIMULAR LA CIRCULACION EN LA REGION DEL PACIFICO ORIENTAL ENTRE 1º - 15ºS La Región entre 1º - 15ºS . El trabajo es el inicio de lo que en un futuro será una herramienta vital para hacer seguimiento y pronóstico de las condiciones físicas del mar, de tal manera contribuir al buen manejo de la extracción sostenible de los recursos pesqueros. Para visualizar los cambios oceanográficos frente a Perú que podría traer un fenómeno ENSO se realizó una simulación de la circulación en dicha región aplicando el modelo POM con la asesoría del Dr. Edmo Campos. Para este fin se recopiló y seleccionó datos de temperatura y salinidad de diferentes cruceros realizados por IMARPE en el año 2000. Con esta información se halló un promedio en la columna de agua hasta 1000m para la frontera norte y sur del dominio. Además se determinó la intensidad y dirección característica del viento. Las siguientes gráficas muestran como se “preparó” la zona de estudio: A) Construcción de una grilla curvilínea tomando en cuenta la ubicación de las boyas oceanográficas B) Interpolación en los puntos de la grilla curvilínea de la batimetría de ETOPO 5 (resolución 5 minutos) Resultados Preliminares. El modelo primero fue ejecutado en el modo barotrópico considerando solo viento y marea. Una vez ajustado la región a estas condiciones, se ejecutó el modelo por 70 días en el modo baroclínico (tridimensional forzado por la temperatura y salinidad). A continuación se presentan algunos resultados: C) Gráfica de Energía Cinética, se observa que el modelo llega a estabilizarse D) Estructura Térmica, se observa después de 70 días que la distribución vertical de temperatura se asemeja en parte, a lo que es característico en la realidad, específicamente en la zona costera E) Circulación y Elevación, las flechas muestran la intensidad y dirección de la circulación superficial mientras que los diferentes colores representan la elevación del mar C) A) B) D. i) E. i) D.ii) E.ii) E. iv) E.iii) INSTITUTO DEL MAR DEL PERU DIRECCION GENERAL DE INVESTIGACIONES OCEANOGRAFICAS DIRECCION DE OCEANOGRAFIA FISICA Y PRONOSTICOS OCEANOGRAFICOS E-mail: [email_address] N. Dominguez, E Huaringa, B. Matellini, W. Molina, L. Pizarro

16. IMPLEMENTACION DEL MODELO NUMERICO (POM) PARA EL ESTUDIO DE CIRCULACION EN EL MAR PERUANO Y SUS FUTURAS APLICACIONES Presentación. El Area de Modelos Numéricos es una línea de investigación de la Dirección de Oceanografía Física y Pronósticos Oceanográficos que fue creada a fines del año 1998, con el propósito de adaptar y en un futuro diseñar modelos para regiones del mar Peruano para estudiar los impactos de eventos ENSO en el Perú, así como afloramiento costero y circulación en zonas de interés. Adicionalmente el Area cumple con la función de elaborar el informativo oceanográfico mensual en conjunto con el Area de Hidrofísica Marina, y la administración del centro de datos oceanográficos. En agosto del 2000 llegaron a la Dirección tres workstations adquiridos por el Proyecto “Mejoramiento de la Capacidad de Pronóstico y Evaluación del Fenómeno El Niño para la Prevención y Mitigación de Desastres en el Perú”, equipos con los cuales se pudieron iniciar los trabajos de ejecución de modelos. Objetivos. - Reproducir la dinámica de circulación del mar peruano mediante un modelo numérico. - Producir un reporte científico, que incluya variación de parámetros oceanográficos diarios, mensuales y sus pronósticos en el tiempo. Metas. - Mejorar los reportes científicos con resultados obtenidos del modelo numérico, de tal forma que podamos pronosticar y mitigar los impactos de los eventos ENSO en el Perú. - Utilizar un modelo numérico regional para pronosticar la intensidad del afloramiento costero. - Formar grupos especializados en el uso de modelos para la investigación de los procesos físicos del mar Peruano. Trabajar con grupos similares en las áreas de biología, química, meteorología. Experimentos Iniciales en la Región de Paracas - Bahía Independencia. Se aplicó el modelo POM para simular la circulación de corrientes bajo condiciones ideales de viento y marea; se consideraron 3 fronteras abiertas. Para obtener la batimetría se empleó datos locales de IMARPE con datos de ETOPO 5. El modelo fue ejecutado por 24 horas. Las flechas representan la intensidad y dirección de la circulación superficial. En un futuro, cuando este tipo de trabajo se haya mejorado y ajustado, servirá para evaluar la variabilidad del entorno físico en el cual se mueven los sistemas biológicos. INSTITUTO DEL MAR DEL PERU DIRECCION GENERAL DE INVESTIGACIONES OCEANOGRAFICAS DIRECCION DE OCEANOGRAFIA FISICA Y PRONOSTICOS OCEANOGRAFICOS E-mail: [email_address] N. Dominguez, E Huaringa, B. Matellini, W. Molina, L. Pizarro

19. MODELO CONCEPTUAL DEL ECOSISTEMA DEL AFLORAMIENTO PERUANO

22. MARCO CONCEPTUAL PROPUESTO

23. RESULTADOS 2002 Modelaje oceánico : “ Variables abióticas y bióticas medidas en el Instituto del Mar del Perú” “ Manual de uso del Princeton Ocean Model” “ Modelos de simulación de procesos oceánicos básicos: difusión” Modelaje biológico : “ Modelo biológico estático del ecosistema del Mar Peruano” Análisis de procesos : “ Hipótesis sobre El Niño y la Oscilación del Sur” “ Análisis exploratorio de variables oceánico-atmosféricas indicadoras de ENOS”

24. MODELAJE OCEANICO Modelos de simulación de procesos oceánicos básicos: difusión Se presentan modelos matemáticos del proceso oceánico básico de difusión. La ecuación de difusión es resuelta en forma analítica y numérica, mediante el algoritmo FTCS. Se establecen las condiciones de estabilidad numérica, y se comparan las simulaciones variando los parámetros del modelo.

25. ANALISIS DE PROCESOS Hipótesis sobre El Niño y la Oscilación del Sur Se revisaron 11 hipótesis:i) océanico-atmosféricas, ii) climáticas, iii) astronómicas, y iv) geológicas. En la hipótesis de “acumulación de agua cálida”, el calor es drenado del Océano Pacífico luego de un periodo de acumulación. Tal hipótesis indica que observando el crecimiento del contenido de calor, debería ser posible predecir cuándo ocurrirá un El Niño. Análisis exploratorio de variables oceánico-atmosféricas indicadoras de ENOS Se determinaron los estadísticos básicos de las series (TSM regiones Niño, estaciones costeras, IOS, IME), tendencias, descomposición estacional, periodograma y autocorrelograma. Las series del Pacífico Oeste y Central presentaron tendencias de incremento de temperatura, mientras que las series del Pacífico Este presentaron tendencias de disminución de temperatura y distribuciones asimétricas positivas, acordes con la Oscilación Decadal del Pacífico. Los ciclos de las series presentaron frecuencias altas (0.5-1 año), medias (2-7 años) y bajas (21-32 años).

26. Hipótesis Desfase Océano - Atmósfera ENOS es un evento cíclico Primeras ideas de Bjerknes Monte Pinatubo (1991) Manchas solares Predicción de ciclo de manchas solares FUENTE: NASA

27. Análisis exploratorio de series de tiempo indicadoras de ENOS

29. ACTIVIDADES PARA 2003 Modelaje oceánico : -Fundamentos geofísicos y matemáticos del Princeton Ocean Model (POM). -Iniciar en el Modelaje del Sistema de Corrientes del Mar Peruano utilizando el Regional Oceanic Model System (ROMS). - Experimentar el modelaje de los campos de temperatura y salinidad utilizando el modelo Océan Parallelisé (OPA). Modelaje biológico: -Modelaje biológico dinámico del ecosistema del Mar Peruano usando el Modelo ECOPATH. -Modelaje basado en individuo (IBM) de componentes del ecosistema. Modelaje estadístico: -Previsión de variables indicadoras de ENOS mediante modelos estadísticos Auto Regresivos Dinámicos univariado y multivariados y de Estados Espaciales. Construcción de una base de Datos para el uso y alimentación de los Modelos Numérico.

30. ROMS IBM Ondas Kelvin Previsión ECOSIM

33. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Operaciones por Años Cantidad 1970 75 1980 85 1990 95 2000 01

34. ABIOTICAS VARIABLE N° A RCHS. ESPECIFICACION INDICES 7 IndicesIindicadores del Niño NIVEL 2 Nivel del Lago Titicaca PRESION 8 P resiones de L ocalidades I mport RADIACION 2 R adiación O nda L arga SSM 9 S alinidad S uperficial del M ar TURBULENCIA 1 T urbulencia del M ar P eruano TSM 28 Temperatura y R egiones N iños VIENTOS 4 Velocidad de los V ientos BIOTICAS CAPTURAS 4 C apturas P elag . y D emersales RECLUTAMIENTO 1 R eclutamiento de E species FITOPLANCTON 1 Volumen de Fitoplancton TOTAL 67

38. Muchas Gracias