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Una anomalía de temperatura(AT) en vulcanología es un sector de la superficie terrestre que difiere en temperatura respecto de su temperatura habitual y que puede ser el resultado de actividad volcánica (flujos de lava, conducto abierto, material incandescente). El Volcán Copahue es un estrato volcán activo ubicado al W de la caldera del Agrío-Copahue en la provincia de Neuquén (Argentina), con actividad eruptiva reciente correspondiente a cuatro ciclos eruptivos desde 1992 hasta la actualidad. En esta investigación se aplicó el algoritmo MODVOLC sobre escenas térmicas del sensor MODIS para la detección de anomalías de temperatura (AT) del tercer ciclo eruptivo, desde octubre del 2011 hasta enero del 2013. Se procesaron 116 imágenes térmicas y se construyeron series temporales de baja(SBF)y alta frecuencia(SAF)a partir del índice de temperatura normalizado (NTI) y la radiancia emitida(RE) en el canal centrado en 4 μm con el objetivo de detectar y correlacionar la actividad de alta temperatura con los reportes de manifestaciones volcánicas superficiales del sistema. El análisis de las series temporales permitió concluir que los eventos detectados con el algoritmo MODVOLC son correlacionables con estadios sin-eruptivos, asociados con la eyección de material incandescentea altas temperaturas (400°C-800°C) durante el desarrollo de lospulsos eruptivos de diciembre del 2012. Asimismo,el análisis de las series temporales de bajafrecuencia permitió definir un umbral local para elvolcán Copahue -0.89.El seguimiento y monitoreo térmico de volcanes activos con datos de sensores remotos es una herramienta complementaria que puede ser usada de manera sinérgica con las tareas clásicas de monitoreo en el terreno, siendo de gran utilidad en las tareas de gestión del riesgo volcánico durante una crisis volcánica debido a que proveen información en tiempocuasireal.

Los problemas de calidad en series de datos meteorológicos resultan principalmente de errores de medición o registro y de cambios en las condiciones de medición o en el entorno de la estación meteorológica (inhomogeneidades). Cuando no se dispone de información adicional (metadata) es necesario contar con una metodología confiable de control de calidad que permita detectar, en una serie de datos meteorológicos proveniente de una estación, errores e inhomogeneidades. En esta tesis se presenta una caracterización detallada de las series de datos de temperatura y precipitación, y se discuten las diferencias entre estos dos tipos de variables. Se introduce un marco conceptual basado en modelos estadísticos para los problemas de detección de errores y de detección de inhomogeneidades (puntos de corte en la serie). Se muestra la importancia de la apropiada selección del modelo y se propone metodología para cada uno de los problemas en los dos tipos de variables meteorológicas. Características de los métodos propuestos para controlar la serie de datos de una estación objetivo: 1) Multivariados, usan las series de observaciones de estaciones cercanas; 2) No hacen supuestos sobre la distribución de los datos; 3) Usan procedimientos de estimación robustos; 4) Atienden a la estructura de correlación presente en la serie de datos; 5) Son capaces de detectar múltiples tipos de inhomogeneidades. Usando datos de modelos numéricos regionales se estudia el desempeño de los métodos propuestos bajo diferentes escenarios.

El campo de gravedad terrestre nos proporciona información de las variaciones de densidad en el interior de la Tierra. Entre las aplicaciones del campo de gravedad en esta Tesis se analizan las anomalías de la gravedad y las ondulaciones del geoide como observables geofísicas. En geofísica las anomalías de la gravedad se utilizan a escala local y regional para determinar la distribución de densidad en el interior terrestre y por lo tanto estudiar las estructuras geológicas a distintas profundidades. El objetivo general de la presente Tesis consiste en identificar estructuras geológicas, en una región central de Argentina a partir del filtrado del modelo geopotencial EGM2008 y del cálculo de las anomalías de aire libre y las anomalías de Bouguer, y determinar a priori si están equilibradas ó no isostáticamente. La zona de estudio comprende variada topografía, desde llanura al Este hasta montaña al Oeste, y mar en el extremo Sur-Este. El estado de compensación de las estructuras geológicas se evalúa a partir del análisis de anomalías de aire libre y Bouguer calculadas a partir de datos terrestres provenientes de la Red de Alta precisión del IGN. Los datos gravimétricos terrestres utilizados son procesados de acuerdo a las últimas normas para la reducción de los datos de gravedad. En la zona marina se integran anomalías de aire libre derivadas de la altimetría satelital del modelo DNSC08 para tener un mejor conocimiento e interpretación del campo de gravedad terrestre en términos de estructuras geológicas. Los modelos geopotenciales brindan información del campo gravitacional terrestre global y pueden representarse como una descomposición espectral en longitudes de onda que permite analizar anomalías de masa a diferentes profundidades. Mediante el filtrado de la ondulación del geoide se elimina la componente de larga longitud de onda. A partir de la ondulación del geoide residual se identifican el sistema de Los Andes al Oeste, el sistema de Tandil y de la Ventana al Este. Se analiza a priori el estado isostático de las estructuras, mediante su correlación con las anomalías gravimétricas. Asimismo se especula sobre las características corticales de estructuras geológicas en equilibrio isostático a partir de la interpretación de ondulaciones del geoide respecto del elipsoide de referencia. Esta metodología se aplica en el sistema de Tandil corroborando que la estructura esta en equilibrio. Los resultados obtenidos con este nuevo enfoque complementan y/o validan aquellos obtenidos a partir de análisis isostáticos antes mencionado.

En el presente trabajo, se muestran algunas aplicaciones de la técnica de RO (Radio Ocultamiento) satelital GPS-LEO (Global Positioning System-Low Earth Orbit) en la tropósfera, con especial énfasis en Sudamérica y en particular, la región de Cuyo. En primer lugar, se muestran patrones climatológicos globales y regionales obtenidos con datos derivados de esta técnica. Luego se analiza el efecto de un importante aspecto dinámico en la distribución de energía y cantidad de movimiento en las atmósferas baja y media: las ondas de gravedad interna y en particular, las ondas de montaña. A fin de obtener una adecuada información de la distribución de ondas de montaña en la región de Cuyo, los datos experimentales provinientes de los perfiles de RO son complementados mediante simulaciones numéricas. En éstas, se utiliza el modelo numérico de mesoescala WRF (Weather Forecasting System) para reproducir las variables dinámicas involucradas en la propagación de ondas de montaña. Se proponen dos aplicaciones. En primer lugar, la posible acción directa de las ondas de montaña durante el verano, como mecanismo disparador de procesos de convección profunda, a partir de información disponibles de radares Banda C y S. En segundo lugar, a partir de reanálisis del ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) se realizó un análisis de ondas de monta~na en una de las regiones de mayor actividad ondulatoria del mundo como es la región sur de la Patagonia, Pasaje de Drake y Península Antártica. Se calculó el transporte vertical de flujo de momento horizontal asociado a estas ondas y se procuró reducir la discrepancia entre ondas reales y aparentes al menos parcialmente. En ambas aplicaciones, a fin de aislar las perturbaciones en los rangos de longitudes de onda de interés, se procesaron los perfiles de velocidad vertical, temperatura, presión de vapor de agua y presion, aplicando una nueva técnica de filtrado. Dicho método ha sido desarrollado con el propósito de cuantificar y determinar el origen de los incrementos espúrios de energia potencial ondulatoria sistematicamente detectados en trabajos previos inmediatamente sobre la tropopausa.

Tesis (Doctor en Ciencias Agropecuarias) -- UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2017

Este trabajo de Tesis tiene como objetivo principal realizar una estimación de la estructura de la corteza del sector oriental de la Isla Grande de Tierra del Fuego (TdF). En zonas sísmicamente activas, como es el caso de TdF, es importante contar con modelos de velocidades sísmicas que se ajusten lo más posible a la estructura real de la zona, en principio, para que la localización de los sismos locales se pueda realizar con el mínimo error. A efectos de realizar el trabajo se ha contado con datos de cuatro estaciones sismológicas de banda ancha instaladas en la Isla. La zona de estudio presenta un escenario de gran interés ya que su ambiente geotectónico está caracterizado por la conjunción de tres placas tectónicas: la Antártica, la Sudamericana y la de Scotia. En particular las últimas dos definen un sistema de margen transformante que produce fallas con un movimiento sinestral E-O como es el sistema de fallas Magallanes-Fagnano que divide a la Isla en dos bloques continentales. A pesar de que la sismicidad actual de TdF está caracterizada por sismos de baja a mediana magnitud, registrados a partir de la instalación de las estaciones utilizadas, la sismicidad histórica incluye dos eventos de magnitud 7.5 y 7.8 ocurridos el 17 de diciembre de 1949. Para llevar a cabo el objetivo propuesto se han utilizado dos técnicas que requieren de la información contenida en los registros sismológicos de una manera diferente pero que se pueden complementar. En una primera etapa, se aplica el método de las Funciones del Receptor (FRs), siendo una de las metodologías más utilizadas cuando se quiere estimar la discontinuidad de Mohorovicic y la relación de velocidades sísmicas VP/VS de la corteza en el sitio en que está ubicada la estación sismológica. A partir de las FRs calculadas se realizan estimaciones del espesor cortical y de la relación de las velocidades sísmicas en cada estación considerando dos métodos: el “H-k stacking” y la inversión mediante el “Neighbourhood Algorithm” (NA). El primero consiste en apilar las amplitudes de las FRs en los tiempos de arribo calculados de las fases Ps, PpPs, PpSs+PsPs para distintos valores de espesor cortical H y de VP/VS. Mediante el segundo método NA, se lleva a cabo la inversión no-lineal de las FRs realizando un ajuste en cada iteración de un modelo inicial a través de sucesivas capas con aumentos o descensos graduales de la velocidad. La variabilidad de los modelos obtenidos en esta etapa indican que el ambiente geotécnico de esta zona es complejo. Los valores de espesor cortical y de la relación de velocidades sísmicas VP/VS obtenidos a partir del primer método varían en el rango 24.8-34.8 km y 1.56-1.80, respectivamente, dependiendo de la estación y del grupo de eventos utilizados. En cuanto a la segunda técnica, el espesor cortical estimado varía desde 24.5 a 39.2 km y la relación VP/VS se estimó en el rango 1.69-1.88. Estos valores obtenidos son acordes con la presencia de diferentes ambientes geológicos, sistemas de fallas y estructuras plegadas presentes en la Isla. Los valores de espesor cortical obtenidos en la mayoría de las estaciones sismológicas, mediante las dos técnicas, indican que la profundidad de la Moho en el sector oriental de TdF aumenta de norte a sur. Además, los valores de espesor cortical determinados con ambas técnicas, son similares a valores obtenidos en estudios previos realizados mediante otras metodologías en zonas cercanas al área de estudio de este trabajo. En una segunda etapa se aplica el método de interferometría sísmica (SI). Mediante esta técnica es posible estimar la estructura a través del ruido sísmico o ruido ambiente. A diferencia de la técnica de las FRs, el método de SI no requiere la ocurrencia de terremotos. El concepto se basa en la extracción de la Función de Green Empírica (FGE) entre dos receptores a partir de la correlación cruzada de registros continuos de ruido. Mediante este método es posible obtener información de las ondas superficiales y calcular curvas de dispersión que caracterizan la estructura media entre cada par de estaciones. A partir de los registros continuos de ruido obtenidos en cuatro estaciones sismológicas utilizadas se obtienen seis trayectorias de ondas superficiales. En particular, se considera el cálculo de velocidades de grupo de la onda Rayleigh. Posteriormente las curvas de dispersión se invierten mediante una inversión iterativa ponderada. Teniendo en cuenta que la distancia entre estaciones en la región de estudio varía entre 50 y 100 km, las velocidades que se obtienen aportan información de la estructura de las capas más superficiales de la corteza en TdF, en particular se obtuvieron valores de velocidad de onda S hasta una profundidad de 10 km. La estructura superficial y local obtenida en la estación DSPA a partir de la inversión de FRs está caracterizada por velocidades de onda S en el rango 1.75-1.80 km/s en los primeros 2 km de corteza. Por otro lado, la estructura media obtenida a partir de la inversión de las curvas de dispersión calculada en los trayectos DSPA-TRVA, DSPA-ELCA y DSPA-USHA, presenta valores de VS entre 2.3 y 2.6 km/s para las mismas profundidades. En el caso de la estación ELCA, ubicada en el centro de la zona de estudio, la estructura local de onda S está caracterizada por valores de 2.4 km/s en las capas más superficiales. Estos resultados obtenidos, en la zona norte y centro del área de estudio, se correlacionan con la presencia de sedimentos del Terciario y Cretácico superior. En el caso de las estaciones ubicadas en la zona sur (TRVA y USHA), se observan valores de VS > 3 km/s en las capas más superficiales de los modelos obtenidos en ambas estaciones mediante la inversión de FRs. La estructura media obtenida entre TRVA y USHA a partir de la inversión de la curva de dispersión para dicho trayecto, muestra valores de velocidad de onda S en el rango 3.3-3.7 km/s, en los 2 primeros km de corteza. Dicho aumento de velocidad observado en la zona sur de la Isla es acorde con la presencia de rocas del basamento Paleozoico presente entre ambas estaciones. A profundidades un poco mayores (entre 5 y 8 km), se observa un aumento de velocidad en varios de los modelos obtenidos con ambas técnicas que parece estar relacionado con el basamento de la zona de estudio, sugiriendo un aumento de su profundidad de norte a sur. Además, en algunos de los modelos obtenidos mediante la técnica NA, se distingue un elevado contraste positivo de velocidad entre los 15 y 17 km de profundidad que podría estar asociado con la presencia de un sub-basamento en la zona de estudio. De esta manera los resultados obtenidos con todas las metodologías implementadas se combinan a efectos de caracterizar la corteza del sector oriental de la Isla Grande de Tierra del Fuego. Los resultados presentados en esta Tesis aportan nueva información sobre la estructura cortical de la zona y se espera que contribuyan al desarrollo de futuros trabajos con el fin de profundizar el conocimiento de la estructura y mitigar el impacto de futuros terremotos.