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Fil:Trelles, Rogelio Adolfo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

La relación entre el cambio climático y los recursos de agua dulce es una de las principales preocupaciones de la comunidad científica y la sociedad en general. Sin embargo, el cambio climático es sólo uno de los diversos factores que ponen en riesgo los recursos hídricos. Los cambios en el uso de suelo, el manejo de agroquímicos y la instalación de represas, entre otros factores, también pueden alterar el sistema hidrológico. El presente trabajo se centra en Sudamérica, en particular en la cuenca del Plata, dado que esta región es sumamente relevante por ser una de las principales fuentes de agua dulce en el mundo y por tener una gran importancia socio-económica. Una mejor comprensión de la variabilidad hidrológica de la cuenca en el contexto de la variabilidad y el cambio climático es imprescindible para generar información que pueda ser relevante para hidrólogos y responsables de la gestión de los recursos hídricos. En consecuencia, el objetivo general en el que se enmarca la presente Tesis Doctoral consiste en avanzar en el conocimiento y caracterización estadística de la variabilidad hidrológica de los grandes ríos de la cuenca del Plata en respuesta a diferentes forzantes climáticos locales y regionales y realizar una evaluación de la habilidad de Modelos Climáticos Globales (MCGs) para representar dichos forzantes. Los MCGs analizados en cuanto a su habilidad para representar el clima presente (precipitación, transporte y convergencia de humedad) fueron los que conforman las bases denominadas WCRP/CMIP3 y CMIP5. En esta tarea se utilizaron los valores mensuales provistos por cada MCG para el clima presente (experimentos 20C3M para CMIP3 e historical para CMIP5) y se realizó un estudio comparativo del desempeño de ambas generaciones de MCGs. Asimismo, se elaboraron escenarios futuros de precipitación y transporte/convergencia de humedad a partir de los MCGs que mejor habilidad demostraron para representar el clima presente. En particular las simulaciones que se utilizaron correspondieron a los escenarios SRESA1B para CMIP3, y RCP4.5, para CMIP5. El principal objetivo de este último estudio fue el de analizar si la convergencia de humedad podría ser el principal mecanismo que permita explicar los escenarios futuros de precipitación. Por otra parte, se realizó una caracterización estadística de la precipitación y de los caudales de diferentes ríos que conforman la cuenca del Plata en términos de escalas espaciales y temporales. Más aún, se estudió exhaustivamente la variabilidad temporal de los caudales correspondientes a los puntos de cierre de 6 sub-cuencas definidas dentro de la Cuenca del Plata a través de un análisis espectral realizado en el marco MEM (en inglés, Maximum Entropy Method). Finalmente se propuso evaluar en qué medida la variabilidad de la precipitación permitía explicar la variabilidad de los caudales. Para este propósito se diseñaron dos modelos estadísticos de relación entre el caudal y la precipitación (RRM, rainfall-runoff model) a partir del planteo de balance de agua para escalas temporales donde el almacenaje de agua en el suelo es despreciable. A partir de la regresión lineal entre la información histórica de la precipitación caída en cada sub-cuenca y los caudales en los puntos de cierre correspondientes, se dedujeron los hidrogramas unitarios en cada caso para estudiar el retardo de los caudales y se compararon los espectros correspondientes a los caudales simulados y observados. Finalmente, la evapotranspiración se estimó a través de diversas parametrizaciones propuestas en la literatura, entre ellas una que considera el efecto de la vegetación con el objetivo de estimar las consecuencias de los cambios en el uso de suelo sobre los caudales. Palabras claves: Cuenca del Plata, Cambio Climático, Variabilidad Climática, Modelos Climáticos Globales, Modelo Estadístico, Precipitación, Transporte de Humedad, Caudales Superficiales

Las evidencias científicas directas del cambio climático indican que los niveles de gases de efecto invernadero (GEI) son los más altos de los últimos años. La agricultura contribuye con el 60% de las emisiones de óxido nitroso (N2O) globales. Las emisiones de N2O presentan una alta variabilidad temporal y espacial debido a la actividad de los microorganismos edáficos y de la variabilidad de los factores abióticos. El objetivo general de este trabajo es contribuir al conocimiento de las emisiones de óxido nitroso provenientes de la principal actividad productiva de nuestro país. Argentina cuenta con pocos datos de las tasas de emisión a campo, los cuales son necesarios para plantear a posteriori estrategias de mitigación. Diferentes metodologías de medición fueron aplicadas para cuantificar las tasas de emisión de N2O. Desde cámaras estáticas, que presentan limitaciones en cuanto a la escala espacial, hasta torres de flujos turbulentos, que permite obtener datos continuos en el tiempo y a una escala espacial mayor y modelos matemáticos que permiten obtener datos de emisión a partir de variables ambientales. Los resultados de este trabajo indican que las características propias de cada sitio estudiado (textura del suelo, materia orgánica y humedad), influyeron sobre las tasas de emisión de N2O. Por lo tanto resultará importante estratificar una región a la hora de estimar las emisiones sobre grandes superficies.

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, 2005.

En el presente trabajo se realiza un estudio de las faunas de graptolitos de la sucesión silicoclástica ordovícica aflorante en el flanco oriental de la sierra de Villicum, Precordillera Oriental, Provincia de San Juan, Argentina. Las secciones de estudio corresponden a las quebradas Cecilia, Don Braulio y de La Pola, en las que están expuestas las formaciones Gualcamayo (Darriwiliano), La Cantera (Darriwiliano superior – Sandbiano), La Pola (Sandbiano) y Don Braulio (Hirnantiano). Se realiza una decripción litoestratigráfica de estas unidades y se identifican vacuidades estratigráficas presentes en las mismas. Por otra parte, se brinda un estudio taxonómico de los graptolitos coleccionados, estableciéndose el rango de extensión de las especies. El registro de estos fósiles permite identificar las biozonas de Levisograptus dentatus (Subzona de Arienigraptus angulatus), Holmograptus lentus, Holmograptus spinosus (Darriwiliano medio) y Pterograptus elegans (Darriwiliano tardío) para la Formación Gualcamayo, la Zona de Hustedograptus teretiusculus (Darriwiliano tardío) en la parte inferior del miembro medio de la Formación La Cantera y la Zona de Nemagraptus gracilis (Sandbiano) a 6 m de la base del miembro medio de dicha unidad. Las biozonas mencionadas se integran en un esquema bioestratigráfico preliminar para la Precordillera Oriental que permite efectuar una correlación a nivel local, regional y global. Además, se mencionan otras asociaciones fosilíferas presentes en ellas (e.g. conodontes, gastrópodos, braquiópodos, trilobites, briozoarios, placas de peces ostracodermos, entre otros). De especial importancia son los conodontes, los cuales se recuperaron a partir de muestras tomadas en la Formación La Cantera y en la Formación La Pola. Elementos conodontales pertenecientes a Pygodus anitae Bergström conservados en el plano de estratificación de pelitas del techo de la Formación Gualcamayo, quebrada de La Pola, permiten identificar la Zona de Eoplacognathus suecicus en asociación con graptolitos de la Zona de P. elegans. La presencia de Eoplacognathus robustus en el miembro inferior de la Formación La Cantera, en la quebrada Don Braulio, permite el registro de la Zona Pygodus serra, Subzona Eoplacognathus robustus. A partir de muestras de areniscas bioclásticas de la Formación La Pola se logró una colección de conodontes del Ordovícico Superior, Zona Amorphognathus tvaerensis y placas de peces placodermos (género Sacabambaspis), y restos de macrofósiles tales como braquiópodos, gastrópodos, fragmentos de briozoarios, crinoideos. Se realizan correlaciones bioestratigráficas con diversas localidades de la Precordillera argentina y otras regiones paleogeográficas.

Este trabajo de tesis tiene como objetivo general estudiar el ciclo estacional que la variabilidad intraestacional (IS) exhibe en Sudamérica y explorar sus posibles fuentes, poniendo especial énfasis en analizar su relación con aquella variabilidad observada en la circulación del hemisferio sur y, en particular, con la Oscilación de Madden y Julian (MJO). La variabilidad IS (10-90 días) de la precipitación es representada a través de un análisis de funciones ortogonales empíricas de la radiación de onda larga saliente filtrada en la banda IS en el este de Sudamérica. Se estudiaron los patrones dominantes en toda la banda IS, así como en la escala IS corta (10-30 días) y larga (30-90 días), y su variación a lo largo del año. Las series temporales de las Componentes Principales fueron utilizadas para estudiar la dinámica de gran escala de la variabilidad IS asociada a la evolución de los patrones a través de un estudio de regresiones lineales desfasadas. Posteriormente, se analizó la variabilidad estacional de la influencia de la MJO en Sudamérica. Para esto se utilizó el Real-Time Multivariate MJO index (RMM) de Wheeler y Hendon y el OLR-based MJO index (OMI) propuesto por Kiladis y coautores. Se estudiaron las variaciones de la dinámica de la circulación del hemisferio sur en las 8 fases de los índices de la MJO, así como también de las anomalías de temperatura de superficie en Sudamérica. Además, se realizaron composiciones probabilísticas para mostrar la probabilidad de que en cada trimestre y durante cada fase de la MJO, la precipitación en Sudamérica supere el tercil superior de ese trimestre Finalmente, se utilizaron los pronósticos retrospectivos en escala intraestacional del modelo Climate Forecast System en su versión 2 (CFSv2) del NCEP para detectar si los patrones principales de variabilidad en Sudamérica son representados por el modelo. Además, se realizó un análisis sobre la representación de la MJO en estas salidas de 123 días del CFSv2. Palabras clave: variabilidad intraestacional, precipitación, Sudamérica, oscilación de Madden-Julian, ciclo estacional, ondas de Rossby

Fil:Zazulie, Natalia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

El Río de la Plata y su Frente Marítimo (RdP) conforman un importante sistema estuarino con gran impacto social, económico y ambiental, no sólo para los grupos humanos que habitan sus costas, sino también para las ciudades y países que se encuentran aguas arriba en la Cuenca del Plata. Este estuario es la principal fuente de agua potable para millones de personas, alberga importantes pesquerías, contiene una de las vías navegables más importantes de cono sur de Sudamérica y es ampliamente utilizado con fines recreativos y turísticos. Ambientalmente, el sistema es único, es zona de desove y cría de un conglomerado de especies de peces, muchas de las cuales son pescadas comercialmente dentro y fuera del estuario, contiene uno de los humedales y reserva natural más importantes del país en la Bahía Samborombón, y aporta sedimentos y nutrientes a la Plataforma Continental adyacente. La gestión ambiental del RdP no puede atacarse sin comprender la dinámica de los sedimentos en el sistema debido a que éstos intervienen en una gran cantidad de procesos como el dragado, la contaminación, la degradación de las costas y la ecología de las poblaciones, entre otros. Sin embargo es poco lo que se conoce sobre la dinámica de los sedimentos finos en el estuario, especialmente por la carencia histórica de observaciones simultáneas de las diversas variables involucradas. El objetivo general de esta Tesis ha sido, en consecuencia, progresar en la comprensión de los procesos físicos que determinan la distribución y la dinámica de los sedimentos finos en el RdP y su variabilidad espaciotemporal. En la primera parte de este trabajo se describen las características generales del RdP, y los principales antecedentes científicos sobre el área de estudio que motivan las preguntas específicas que se busca responder en esta Tesis. Luego se presenta un nuevo conjunto de datos sinópticos y series de tiempo in situ adquiridos durante el Proyecto FREPLATA/FFEM (“Protección Ambiental del Río de la Plata y su Frente Marítimo: Prevención y Control de la Contaminación y Restauración de Hábitats” (PNUD/GEF/RLA/99/G31) y las campañas realizadas para tal fin. Estos nuevos datos, junto con observaciones remotas de color del mar y datos sedimentológicos históricos son los que luego serán utilizados en el trabajo. A continuación, se analizan y describen los campos medios de largo período y medios estacionales, se analiza la variabilidad de escala sinóptica a estacional, y se discuten las principales conclusiones que se derivan del análisis del conjunto de observaciones. Los resultados permiten enunciar hipótesis acerca de los posibles forzantes que determinan la distribución y variabilidad espacial y temporal de los sedimentos en suspensión en el RdP. A continuación, se presenta un análisis de las observaciones de sedimentos de fondo, buscando caracterizar su distribución; el estudio se complementa con un análisis de la distribución del material orgánico y contenido de agua, variables que no habían sido reportadas hasta el momento. Con las granulometrías resultantes del análisis CILAS de las muestras de fondo, se realiza una nueva y objetiva zonificación del RdP. Los datos también son utilizados para proporcionar un mapa estadístico de transporte de sedimentos en la región. Finalmente, se implementa una aplicación regional del modelo hidrosedimentológico MARS (Model for Applications at Regional Scale) de IFREMER (Instituto Francés de Investigación para la Explotación del Mar). El modelo es validado para la hidrodinámica y, en una serie de simulaciones sedimentológicas orientadas a procesos, se lo utiliza para entender el impacto de cada uno de los forzantes (descarga continental, marea, viento y olas) y de la morfología en la distribución y transporte de los sedimentos suspendidos. La visión integrada desarrollada en esta Tesis a partir de la participación en las campañas de adquisición de datos, el análisis los diferentes conjuntos de datos in situ y remotos, y el uso de simulaciones numéricas, permitió describir objetivamente la distribución de cada una de las texturas, relacionarlas entre si y dar una explicación fenomenológica a las observaciones. En este sentido, en esta Tesis se presentan y justifican hipótesis novedosas en relación con los procesos hidro-sedimentológicos que ocurren en el RdP, mostrando que los mismos son mucho más complejos y diversos de lo que se pensaba.

Las reconstrucciones paleoambientales y paleoclimáticas a partir de indicadores (proxies) archivados en los sedimentos acumulados en los lagos, permiten conocer la dinámica de estos ecosistemas y la respuesta de los mismos frente a la variabilidad ambiental pasada a distintas escalas que van desde milenios a decenios de años. Los cambios en el clima y la actividad antrópica son las principales forzantes de cambio en los ambientes lacustres. Los restos subfósiles de las larvas de quironómidos (Diptera: Chironomidae) son útiles paleoindicadores (paleoproxies) biológicos porque responden a los cambios en las condiciones ambientales del pasado. Además, son utilizados en estudios multiproxy ya que proveen información independiente que, combinada con otros proxies, genera una respuesta integrada de las condiciones ambientales que reinaron en el pasado. Los últimos estudios paleolimnológicos del norte de la Patagonia y centro de Argentina indican la existencia de un contraste regional en cuanto a precipitaciones y temperaturas que se evidencia a lo largo de la Diagonal Árida Argentina. Esta franja escinde dos grandes conjuntos de sistemas lacustres con diferente regulación hídrica y con respuesta paleohidrológicas contrarias frente a fases climáticas conocidas, como por ejemplo la Pequeña Edad de Hielo. El objetivo principal de esta tesis fue estudiar las variaciones ambientales (naturales y antrópicas) registradas durante los últimos ca. mil años a ambos lados de la Diagonal Árida (DA) con el fin de aportar nuevas evidencias del contraste climático regional (anti-fase). Para ello se estudiaron y compararon los ensambles de quironómidos subfósiles contenidos en secuencias sedimentarias lacustres ubicadas a un lado y otro de la DA. Las secuencias sedimentarias seleccionadas fueron Laguna la Barrancosa (37° S) en el suroeste de la provincia de Buenos Aires, región Pampeana y Lagunas Verde y Toncek (41° S) en el noroeste de Patagonia. Para reconstruir la historia ambiental de cada laguna y relacionarla con los eventos climáticos de los últimos 1000 años, se incorporó información provista por otros proxies sedimentarios como los pigmentos fotosintéticos fósiles (derivados de clorofila y carotenoides totales), la materia orgánica y en los casos que fue posible, información geoquímica (N, C, S) y de ostrácodos. Los resultados obtenidos en cada secuencia sedimentaria a partir de los indicadores estudiados permitieron definir diferentes intervalos de tiempo o períodos con distintas condiciones ambientales. Se definieron 3 períodos climáticos en la historia ambiental de la laguna La Barrancosa: Un primer período oscilante entre condiciones secas y húmedas, entre ~610-1278 AD, coincidentes en parte con la Anomalía Climática Medieval; un segundo período, entre ~1278-1947 AD dominado por condiciones más secas asociada al período la Pequeña Edad de Hielo; y finalmente un tercer período, el más actual, entre 1947-2012 AD, dominado por condiciones húmedas en su primera parte y coincidente con el Salto Climático del siglo XX. La dinámica ambiental, en la historia más reciente de la laguna ubicada en el suroeste de la provincia de Buenos Aires, estuvo marcada por una fuerte impronta de las actividades antrópicas en la región y por el incremento de las precipitaciones con inicio en la década del 1940. Durante el siglo XV, se infirió el establecimiento de un ambiente temporal sub-salino y un balance hidroclimático negativo. Durante la década de 1970, La Barrancosa se habría establecido como una laguna permanente en estado trófico “claro”, asociado al incremento en las precipitaciones regionales (Salto Climático del siglo XX) y al cambio ecológico regional que impulsó el cambio en los patrones de circulación y precipitaciones de esa región. Desde 1990, los procesos de eutrofización en la laguna se aceleraron, probablemente como consecuencia del incremento en la actividad agrícola que registró el área y por el uso de técnicas agrícolas modernas basadas en el uso intensivo de fertilizantes y pesticidas. Otras actividades como la siembra de la especie Odontesthes bonariensis, podría haber favorecido los procesos de eutrofización en la laguna. En la Laguna Verde se definieron 3 períodos climáticos diferentes: el primero de ellos entre ~1561-~1670 AD dominado por condiciones frías y húmedas coincidente, en parte, con el transcurso de la Pequeña Edad de Hielo en Patagonia; un segundo período ~1670- ~1878 AD dominado en su última parte por condiciones mayormente secas; y por último el tercer período, el más actual entre ~1878-2012 AD coincidente en su última parte con el calentamiento global del siglo XX registrando condiciones climáticas más cálidas que en el período anterior. Por último el registro sedimentario de la laguna Toncek, permitió definir 2 períodos climáticos, el primero de ellos (~1644-1960 AD) dominado mayormente por condiciones frías. En la primera parte de este período y hasta ~ 1870 AD habrían dominado condiciones húmedas y frías coincidente también con el transcurso de la Pequeña Edad de Hielo. Y un segundo período 1960 AD-2012 AD, coincidente con el calentamiento global del siglo XX que habría permitido un leve incremento en la productividad de la lagunas. Las importantes diferencias en cuanto a riqueza y abundancia que se observan en los registros de quironómidos subfósiles de las lagunas Verde y Toncek, se relacionan principalmente a condiciones locales (ubicación por encima y por debajo de la línea de crecimiento arbóreo, tipo de cuenca cerrada o abierta, presencia o ausencia de macrófitas) que, entre otras diferencias, definen la contribución de material orgánico, con gran impacto en la dinámica del ambiente y en la composición faunística. En términos generales, las paleocomunidades de quironómidos de cada ambiente reflejaron cambios importantes en su composición y abundancia frente a eventos climáticos, hidrológicos y antrópicos ocurridos durante los últimos 1000 años en el sudoeste de la provincia de Buenos Aires y últimos 500 años en el sector noroeste de Patagonia. Sin embargo, en todos los registros los cambios más notorios se evidenciaron en los últimos 100 años de la historia evolutiva de cada laguna y particularmente en los ambientes del Noroeste de Patagonia por el impacto recurrente de caída de cenizas en el área, proveniente del área cercana chilena durante los últimos 200 años. Las reconstrucciones paleoambientales efectuadas a un lado y otro de la DA permitieron observar patrones de respuesta opuestos en cuanto a cambios en los niveles de agua y productividad durante el período climático frío denominado Pequeña Edad de Hielo. Los cambios hidroclimáticos de los últimos 1000 años, fueron más notorios en el ambiente pampeano, Laguna La Barrancosa, ubicado en el suroeste de la provincia de Buenos Aires. Por otro lado en todos los registros, se observaron cambios de productividad en los últimos 100 años, los cuales estarían asociados a una combinación de 1) aumento de temperatura durante el calentamiento global del siglo XX (desde ~1900) y 2) incremento en las actividades antrópicas (con mayor evidencia en la región pampeana) combinadas con las características propias y locales de cada ambiente (régimen hídrico, cuenca, procesos intrínsecos).

La ciudad de La Plata y alrededores (ubicada en el Estuario del Río de La Plata en Sudamérica) es una de las seis urbes más pobladas de la Argentina (alrededor de 800 000 habitantes) y, como tal, posee una importante actividad económica (industrial, administrativa y de tránsito vehicular). Como la mayoría de las grandes ciudades, debe poner en consideración la incidencia de enfermedades respiratorias causadas por la contaminación local del aire al mismo tiempo que debe afrontar los desafíos del cambio climático global. Dado que la ciudad se halla en una zona con baja capacidad de depuración atmosférica, que no posee una red oficial para el seguimiento de los contaminantes del aire y que estudios previos han indicado niveles altos de algunos contaminantes (material particulado, compuestos orgánicos volátiles e hidrocarburos aromáticos policíclicos entre otros), fue posible formular un conjunto de objetivos de estudio que permitan tanto enriquecer el conocimiento del ambiente en la zona como sugerir estrategias para la mejora. Tales objetivos forman parte de la presente tesis, que posee un fuerte carácter multidisciplinario. Los mismos pueden definirse en términos de compilación de información ambiental (actualmente escasa y difusa), capacitación en el manejo de equipamiento de monitoreo, medición de especies contaminantes, estudio de patrones de vientos y sus escalas y el análisis de la dinámica del viento como agente de transporte de los contaminantes (principalmente industriales). El estudio de datos ambientales (principalmente dióxido de azufre y vientos) se llevó a cabo utilizando métodos estadísticos de análisis univariado y multivariado, tanto desde la perspectiva inferencial como desde la perspectiva exploratoria. Los métodos de análisis por conglomerados jerárquicos, escalamiento multidimensional, componentes principales, correlación y regresión (entre otros) se presentan y discuten en términos de las aplicaciones a temas ambientales. Estos métodos constituyeron la principal herramienta para formular conclusiones acerca de los fenómenos físicos involucrados. Se discute la importancia de los conceptos de similitud y disimilitud y el “arte” de encontrar grupos como parte del reconocimiento de patrones. El concepto de robustez estadística es un tema transversal a todo el tratamiento de datos y a la aplicación de métodos de modelado. La presencia de dióxido de azufre (de origen preponderantemente industrial) resultó ser significativa como para sugerir el seguimiento continuo de este gas. El estudio de los vientos de la zona permitió hallar concordancia con fenómenos de mesoescala. A escala local se pudieron distinguir y caracterizar dos grupos de direcciones de viento muy importantes: el Sector 1 (NNO-N-NNE-NE) que transporta los contaminantes desde el área industrial al casco urbano es dominante al mediodía y la tarde temprana y el Sector 2 (ENE-E-ESE) que transporta a los contaminantes hacia zonas residenciales es dominante en horas del anochecer. Entre ambos suman una ocurrencia diaria promedio superior al 50%. La observación de estos sectores desde distintos puntos de monitoreo mostró que se hallan fuertemente correlacionados mostrando, un patrón generalizado en toda el área de estudio. Por otra parte, la ocurrencia de calmas promedio es al menos 11.6% independientemente de la estación del año y las velocidades de los vientos son lo suficientemente bajas (< 10 km h-1) la mayor parte del tiempo como para considerarse una causa facilitadora de la acumulación de contaminantes del aire. Los patrones de direcciones de viento representados por 24 rosetas horarias tienen un comportamiento estacional y pueden ser descriptos por un número reducido de representantes (5 a 8) que dan cuenta de la dinámica de los vientos en el ciclo diario de la capa límite planetaria. Tanto el análisis por conglomerados y el de escalamiento multidimensional como los métodos para cuantificar disimilitud entre patrones permitieron detectar la presencia del fenómeno de brisa de mar-tierra pudiéndose observar fluctuaciones entre sitios de observación (uno lejano y otro cercano a la costa) y entre estaciones del año (predominio del verano). Fue posible establecer las ventajas estratégicas de los sitios de observación y señalar otros puntos potenciales que servirían para el seguimiento de las concentraciones de fondo y la mejora en la detección de contaminantes de origen industrial y vehicular. Como resultado del estudio surge, sin lugar a dudas, la gran necesidad que tiene la ciudad y sus alrededores de realizar el seguimiento continuo tanto de parámetros meteorológicos como de los principales contaminantes del aire.