RESUMEN En Colombia, el cultivo de tabaco es un importante generador de empleo e ingresos para los agricultores. Sin embargo, se enfrenta a diferentes problemas, como el bajo rendimiento de los cultivos en comparación con otros países; específicamente, en el norte del país, donde las condiciones climáticas son menos favorables y la productividad es menor que en otras zonas del país debido a la baja mecanización. Con el fin de mejorar los rendimientos por hectárea del cultivo de tabaco en el municipio de Ovejas, el objetivo de esta investigación fue determinar los requerimientos hídricos del cultivo de tabaco burley bajo condiciones de variabilidad climática para obtener información óptima en las diferentes etapas del cultivo. La determinación de los requerimientos hídricos del cultivo de tabaco burley se llevó a cabo empleando la ecuación de requerimiento hídrico. Este método fue programado en Python para automatizar la generación de mapas, desarrollando una herramienta que permitió realizar un análisis detallado por unidad de área y por semana. A partir de los resultados obtenidos se proponen como épocas óptimas de siembra las semanas 17 y 18 del año (última semana de abril y primera semana de mayo, respectivamente), ya que los ciclos de cultivos sembrados en estas épocas presentaron superávit de precipitación en la fase inicial del cultivo, fase crítica para su desarrollo. La simulación de cambio climático mostró que los cultivos deben monitorearse continuamente para adaptarse a las nuevas condiciones climáticas.

ABSTRACT In Colombia, tobacco crop is an important generator of employment and income for farmers; however it faces different problems as low crop yield compared to other countries; specifically, in the north of the country, where the climatic conditions are less favorable and the productivity is lower than other areas of the country due to the low mechanization. In order to improve the tobacco yield per hectare in the municipality of Ovejas, this research aimed to determine the water requirements of burley tobacco crop under conditions of climatic variability to obtain optimal information for crop calendars. Water requirements of burley tobacco were determined using the crop water requirement equation. This calculation method was programmed in Python to automate the generation of maps, developing a tool that allowed a detailed analysis per unit area per week. Based on the results obtained, weeks 17 and 18 of the year (last week of April and first week of May, respectively) are proposed as optimal planting times, since the cycles of crops planted in this period showed precipitation surplus in the initial phase of cultivation, which is a critical phase for their development. Climate change simulation showed that crops must be continuously monitored in order to adapt to new weather conditions.

ABSTRACT The Lurin river is located in the coastal part of Peru. Although, in general the climate is arid, in some month of the year in possible to have some precipitation. This situation is the main cause of deficits in water resources management, inefficient growth of agriculture and livestock, lack of climatic and hydrometric information in the Basin. The TETIS Model which is a spatially distributed hydrological has been applied to modeling the Lurín river basin, for which information on precipitation, evapotranspiration and flow, geomorphological maps (MED, accumulated cells, flow direction, slope, speed), maps of hydro-logical parameters of static storage (Hu) and hydraulic conductivity of the soil (Ks) and the map of hydraulic conductivity of the aquifer (Kp), the map of vegetation cover and the information referred to the index of vegetation (λ) by type of cover. In the hydrometric station of Antapucro and San Damian, the daily calibration and validation of the model were carried out. Obtaining the Nash indices (NSE), normalized mean square error (RSR) and volume error (Ev) of (0.7551, 0.4949, 0.701%) for calibration and (0.7611, 0.4888, -14.629%) for validation, respectively; the parameters with the highest sensitivity in the model being the evapotranspiration correction factor (FC2) and the rain interpolation factor (β). The daily flows were simu-lated from 1969 to 2019, the annual water balance an offer of 121.36 hm 3 and demand of 111.59 hm 3 were obtained, which corresponds mainly to agricultural use. In the water balance there is a surplus from January to May of 58.44 hm 3 , which is discharged to the sea due to the inexistent reservoir infrastructure in the basin. In the others months, June to December, there is a deficit of48.67 hm 3 due to the lack of rain.

RESUMEN El río Lurín se ubica en la parte costera del Perú, cuyo clima es árido, con poca precipitación y un mal manejo de sus fuentes de agua. Esto ha ocasionado un insuficiente crecimiento de la agricultura y ganadería, así como la falta de información climática e hidrométrica, lo cual ha generado dificultades para la gestión del recurso hídrico en la cuenca. Se aplicó el modelo TETIS para la modelación hidrológica distribuida de la cuenca del río Lurín, para lo cual se utilizó información de precipitación, evapotranspi-ración y caudal, los mapas geomorfológicos (MED, celdas acumuladas, dirección del flujo, pendiente, velocidad), los mapas de parámetros hidrológicos de almacenamiento estático (Hu) y conductividad hidráulica del suelo (Ks), y el mapa de conductividad hidráulica del acuífero (Kp), el mapa de cobertura vegetal y la información del índice de vegetación (λ) por tipo de cobertura. En la estación hidrométrica de Antapucro y San Damián se realizó la calibración y validación diaria del modelo. Se obtuvieron los índices de Nash (NSE), error cuadrático medio normalizado (RSR) y error en volumen (Ev) de (0,7551; 0,4949; 0,701%) para calibración y (0,7611; 0,4888; -14,629%) para validación, respectivamente. Los parámetros con mayor sensibilidad en el modelo son el factor corrector de la evapotranspiración (FC2) y el factor de interpolación de lluvia (β). Se simularon los caudales diarios de 1969 al 2019, y del balance hídrico anual se obtuvo una oferta de 121,36 hm3 y una demanda de 111,59 hm3 que corresponde principalmente al uso agrario. En el balance hídrico se observa un excedente de enero a mayo de 58,44 hm3, el cual es descargado al mar debido a que no existe suficiente infraestructura de almacenamiento en la cuenca; y en los meses de junio a diciembre se presenta un déficit de 48.67 hm3 debido a la escasez de lluvia.

Abstract Introduction: In Costa Rica, the use of protected agricultural structures for horticultural production has increased in recent years, although there is little information on their microclimatic behavior. Objective: Our objective was to evaluate the behavior of airflow patterns and their effect on the spatial distribution of temperature and relative humidity inside three types of protected agricultural structure designed for family farming systems. Methods: The study was done in Guanacaste, Costa Rica, in the dry season of 2019, with a computational fluid dynamics model for the development of nine steady state simulations. The 3D model was experimentally validated by collecting climate information in each of the structure prototypes. Results: For the three structures, the goodness-of-fit parameters between measured and simulated data showed mean absolute error and root mean square error values of 0,21-0,44°C and 1,65-3,40% relative humidity. Measured and simulated data had the same trends in the showed; the air flow patterns inside the structures were highly dependent on external wind speed and direction. The temperature and relative humidity conditions inside the three structures had a considerably homogeneous behavior. Conclusions: In the three small protected agricultural structures tested, which are usually used in family agriculture, no significant differences were found for thermal and hygrometric behavior inside each of the structures under these testing conditions.

Resumen Introducción: En Costa Rica, el uso de estructuras agrícolas protegidas para la producción hortícola se ha incrementado en los últimos años, aunque existe poca información sobre su comportamiento microclimático. Objetivo: Nuestro objetivo fue evaluar el comportamiento de los patrones de flujo de aire y su efecto en la distribución espacial de la temperatura y la humedad relativa dentro de tres tipos de estructuras agrícolas protegidas diseñadas para sistemas agrícolas familiares. Métodos: El estudio se realizó en Guanacaste, Costa Rica, en la época seca de 2019, con un modelo de dinámica de fluidos computacional para el desarrollo de nueve simulaciones de estado estacionario. El modelo 3D se validó experimentalmente mediante la recopilación de información climática en cada uno de los prototipos de estructura. Resultados: Para las tres estructuras, los parámetros de bondad de ajuste entre datos medidos y simulados tuvieron error absoluto medio y error cuadrático medio de 0,21-0,44°C y 1,65-3,40% de humedad relativa. Los datos medidos y simulados tuvieron las mismas tendencias; los patrones de flujo de aire dentro de las estructuras dependieron en gran medida de la velocidad y dirección del viento externo. Las condiciones de temperatura y humedad relativa dentro de las tres estructuras tuvieron un comportamiento considerablemente homogéneo. Conclusiones: En las tres pequeñas estructuras agrícolas que probamos, usadas habitualmente en agricultura familiar, no se encontraron diferencias significativas del comportamiento térmico e higrométrico interno en estas condiciones de prueba.

Resumen La ocurrencia de eventos hidroclimatológicos extremos asociados a la variabilidad climática y el cambio climático, sumados al desarrollo deficiente de los sistemas de drenaje urbano, ha potenciado la ocurrencia de inundaciones en las ciudades. En este estudio se analiza el comportamiento hidráulico del sistema de drenaje urbano en el oriente de Cali durante la ocurrencia de eventos de precipitación máxima apoyado en el modelo Storm Water Management Model. Se desarrollaron tres escenarios climáticos de simulación: (i) Escenario actual con un tiempo de retorno de 2 y 10 años, (ii).Escenario climático del año 2030 y (iii) Escenario climático del año 2040. El modelo presentó un grado de calibración aceptable, con un número de Nash-Sutcliffe superior a 0.5 en todos los eventos simulados, de manera que los resultados obtenidos describen apropiadamente el comportamiento de la escorrentía superficial en términos de resolución espacial y temporal. De esta forma se idenjpgicaron puntos críticos del sistema de drenaje, potencialmente útiles en los procesos de planeación de obras hidráulicas, que conduzcan al mejoramiento del comportamiento hidráulico del sistema y la protección de la vida y bienes de los habitantes de la ciudad.

Abstract Occurrence of extreme hydroclimatological events associated with climatic variability and climate change, along with deficient development of urban drainage systems, have increased the occurrence of floods in cities. This study analyzes the hydraulic behavior of the urban drainage system in the east of Cali, during the occurrence of maximum rainfall events, supported by the Storm Water Management Model. Three simulation climate scenarios were developed: (i) current scenario with a return time of 2 and 10 years, (ii). A climate scenario for the year 2030 and (iii) a climate scenario for the year 2040. The model presented an acceptable grade of calibration, with a Nash-Sutcliffe number greater than 0.5 in simulated events, therefore the results obtained appropriately describe the behavior of surface runoff in the study area, in terms of spatial and temporal resolution. In this way, critical points of the drainage system were idenjpgied. This information may be potentially useful in the planning of future hydraulic works, leading to an improvement of the hydraulic behavior of the system, and the protection of life and property of the inhabitants of the city.

Resumen La vivienda social en Colombia presenta una problemática asociada a la selección y el uso de una materialidad consecuente con el cambio climático y las condiciones de confort térmico y lumínico. En esta investigación se evalúan opciones para suge rir una mejor selección de materiales de la envolvente, para esto, se emplea un prototipo de vivienda ubicada en el barrio Bella Vista, municipio de Soacha (Colombia); este se modela con tres grupos de materiales categorizados como: tradiciona les, de vanguardia e innovadores. Se realizan I44 simulaciones térmicas y 18 lumínicas en las que se consideran el clima y sus variaciones durante los siguientes 55 años de vida útil de la edificación, con el fin de comparar e identificar la combinación de materiales que logran mejor eficiencia térmica y lumínica. Como resultado se encuentra que los materiales tradicionales e innovadores responden con mayor eficiencia, aunque requieren de acciones pasivas de diseño, por estar fuera de los rangos de confort. Por su parte, los materiales de vanguardia se encuentran en balance dentro de las dos categorías.

Abstract Social housing in Colombia presents a problem associated with the selection and use of materials that are consistent with climate change and the conditions of thermal and lighting comfort. This research evaluates different options to suggest a bet ter selection of building envelope materials; for this, an urban housing prototype located in the Bella Vista district of Soacha (Colombia) was used. The modeling used three groups of materials categorized as traditional, avant-garde, and innovative. 144 thermal and 18 lighting simulations were carried out, considering the climate and its variations during the next fifty-five years of useful life of the building, in order to compare and identify the combination of materials that achieve better thermal and lighting efficiency. As a result, the paper found that traditional and innovative materials have greater efficiency, although they require passive design actions since they are outside the comfort ranges. Avant-garde materials showed balanced values within the two categories.

Resumo A moradia social na Colômbia apresenta uma problemática associada com a seleção e o uso de uma materialidade consequente com a mudança climática e com as condições de conforto térmico e luminoso. Nesta pesquisa, são avaliadas opções para sugerir uma melhor seleção de materiais da envolvente; para isso, é empregado um protótipo de moradia localizada no bairro Bella Vista, município de Soacha (Colômbia), o qual é modelado com três grupos de materiais categorizados como: tradicionais, de vanguarda e inovadores. São realizadas I44 simulações térmicas e 18 luminosas nas quais são considerados o clima e suas variações durante os seguintes 55 anos de vida útil da edificação, com o objetivo de comparar e identificar a combinação de materiais que conseguem melhor eficiência térmica e luminosa. Como resultado, constata-se que os mate riais tradicionais e inovadores atendem com maior eficiência, embora requeiram de ações passivas de desenho, por estarem fora dos padrões de conforto. Por sua vez, os materiais de vanguarda se encontram em equilíbrio dentro das duas categorias.

Resumen Se presentan los resultados de investigación acerca de estrategias urbanas para el mejoramiento de las condiciones de adaptabilidad de los asentamientos informales al cambio climático. Se pretende realizar un aporte en el conocimiento de elementos de análisis y metodologías asociadas a los sistemas de información geográfica que apoyen el desarrollo de ejercicios enfocados en la generación de estrategias de gestión del riesgo buscando mejorar la calidad del entorno construido y natural y de esta manera, la calidad de vida y sostenibilidad de la población que los habita. Se propone la construcción de una matriz de adaptabilidad, en la cual se incluyen los aspectos más relevantes para el análisis desde la susceptibilidad y la exposición frente a amenazas naturales, finalmente se conceptualizan y ponderan los factores de acuerdo a niveles de incidencia mutua, obteniendo una evaluación que permitiría modificar elementos constitutivos del medio construido para enfrentar los efectos del cambio climático.

Abstract This article presents research results about urban strategies to improve adaptability conditions of informal settlements facing climate change. The text aims to contribute in the knowledge of analysis factors and methodologies associated with geographic information systems that support the development of exercises focused on the generation of risk management strategies seeking to improve the quality of the built and natural environment and in this way, the quality of life and sustainability of the population that inhabits them. The construction of an adaptability matrix is proposed including the most relevant aspects for the analysis: the susceptibility and exposure to natural hazards, finally the factors are conceptualized and weighted according to levels of mutual incidence, obtaining an evaluation that would allow the modification of constituent elements of the built environment to face the effects of climate change.

Resumo Apresentam-se os resultados de pesquisa de estratégias urbanas para a melhora das condições de adaptabilidade dos assentamentos informais às mudanças climáticas. Pretende-se realizar uma contribuição no que diz respeito ao conhecimento de elementos de análise e metodologias associadas aos sistemas de informação geográfica que apoiem o desenvolvimento de exercícios enfocados na geração de estratégias de gestão do risco, com a finalidade de melhorar a qualidade do entorno construído e natural e, dessa forma, a qualidade de vida e sustentabilidade da população que vive neles. Propõe-se a construção de uma matriz de adaptabilidade, na qual se incluam os aspectos mais relevantes para a análise a partir da susceptibilidade e da exposição ante ameaças naturais; finalmente, é feita a conceitualização e ponderamento dos fatores de acordo com níveis de incidência mútua, obtendo uma avaliação que permita modificar elementos constitutivos do meio construido para enfrentar os efeitos das mudanças climáticas.

Soil erosion is a widely recognized problem. However, it is difficult to evaluate, reliably and accurately, the magnitude and rate of soil erosion at a field and watershed level. The Water Erosion Prediction Project (WEPP) is a continuous simulation tool, being capable of quantifying sediment and runoff processes at the field and watershed level. The objective of this study was to compare measured and simulated runoff in a watershed and estimate the sediment yield for different crop rotations using the WEPP model. The study was carried out in a small agricultural watershed of 27 ha, with Wheat/Soybean 2nd-Maize-Soybean crop rotation, near Paraná, Entre Ríos. Estimated soil losses from five crop rotations were compared: Continuous Soybean, Wheat/Soybean 2nd, Continuous Maize, Maize-Soybean-Wheat/Soybean 2nd and Cover crop/Maize-Soybean-Wheat/Soybean 2nd. Nash & Sutcliffe efficiency coefficient of index (E), regression analysis (R²), and analysis of variance were used for data analysis. Measured runoff water and WEPP simulated values were highly related (R² = 0.79), when analyzing 2012 and 2013 data set; with high variability in the total annual precipitated rain (1352.6 and 851.6 mm, respectively). Model efficiency was higher than the mean of the measured data (E = 0.66), which shows that, in the data set, WEPP was able to take into account climatic variability. Within the actual crop rotation, the agricultural watershed shows no observable signs of water erosion. Sediment yield simulated by WEPP was 4.8 Mg ha-1 yr-1, indicating an acceptable estimation. In the five crop rotations simulated, soybean monoculture presented the highest water runoff and soil loss. This may be because when higher volumes of water runoff are produced, water tends to concentrate on channels causing further interrill and rill erosion carrying higher amounts of sediments. The crop rotation that included cover crops reduced estimated runoff water and sediment production.

La erosión del suelo es un problema ampliamente reconocido. Sin embargo, resulta muy difícil evaluar de manera fiable y precisa la magnitud y la tasa del proceso a nivel de lote y de cuenca. El modelo Water Erosion Prediction Project (WEPP) es una herramienta de simulación continua, capaz de cuantificar los procesos de remoción de sedimentación y escurrimiento a nivel de lote y cuenca. El objetivo de este estudio fue comparar el escurrimiento medido en una cuenca con el simulado mediante el modelo WEPP y estimar la producción de sedimentos para diferentes rotaciones. El estudio se realizó en una cuenca agrícola de 27 ha con rotación Trigo/Soja 2ª-Maíz-Soja, y se la comparó con Soja continua, Trigo/Soja 2ª, Maíz continuo, Maíz-Soja-Trigo/ Soja 2ª y Cultivo de Cobertura/Maíz-Soja-Trigo/Soja 2ª. Los resultados fueron analizados mediante el coeficiente de eficiencia de Nash & Sutcliffe (E), análisis de regresión (R²) y análisis de varianza. Al analizar el conjunto de datos para los años 2012 y 2013, con alta variabilidad en el total anual precipitado (1352.6 y 851.6 mm, respectivamente), se observó una buena relación entre los valores de escurrimiento medidos y los simulados por WEPP (R²= 0.79), mientras que la eficiencia del modelo fue superior a la media de los datos medidos (E=0.66). Esto demuestra que, en el conjunto de los datos, WEPP fue capaz de absorber la variabilidad climática de forma eficiente. La producción de sedimentos estimada mediante WEPP para la rotación actual fue de 4.8 Mg ha-1 año-1, valor considerado adecuado teniendo en cuenta que la cuenca no presentó signos visibles de erosión hídrica. En las 5 rotaciones simuladas, el monocultivo de soja presentó las mayores pérdidas de agua por escurrimiento y de suelo por erosión. Esto podría deberse a que, al ser elevado los volúmenes escurridos, el agua se encauce provocando además de erosión laminar, erosión en surcos, transportando así mayor cantidad de sedimentos. La rotación que incorporó cultivo de cobertura redujo el escurrimiento y la producción de sedimentos.

El presente trabajo consiste en la simulación de la dispersión de contaminantes en la atmósfera de módulos termoeléctricos a biomasa, en el marco de lo establecido en la Reglamento de Prevención y Control Ambiental (RPCA) de la Ley del Medio Ambiente N° 1333 para el desarrollo de los Estudios de Evaluación de Impacto Ambiental (EEIAs). El área en estudio se encuentra en la región amazónica de nuestro país, realizándose su clasificación climática y análisis de datos históricos de parámetros meteorológicos y un estudio de línea base ambiental. Se emplearon ecuaciones gaussianas apropiadas para gases y partículas en diferentes categorías de estabilidad atmosférica y las correcciones que corresponden, considerando la rosa de vientos, distribución de sus direcciones prevalentes, elevación del penacho y flujos másicos entre otros, lo que permitió predecir y evaluar los impactos ambientales, plantear medidas de mitigación y un Programa de Monitoreo Ambiental (PMA). Los resultados se aplicarán en determinar las modificaciones en la calidad del aire, evaluar efectividad de las medidas y si corresponde realizar ajustes al funcionamiento de la termoeléctrica.

The present work consists in the simulation of the dispersion of pollutants in the atmosphere from biomass power plant, within the framework of the Regulation of Prevention and Environmental Control (RPCA) of the Law of the Environment N° 1333 for Environmental Impact Assessment Studies (EIAs). The study area is located in the Amazon region of our country, with its climatic classification and analysis of historical data of meteorológical parameters and an environmental baseline study. Appropriate Gaussian equations were used for gases and particles in different categories of atmospheric stability and corresponding corrections, considering the wind rose, distribution of its prevailing directions, plume rise and mass flows among others, which allowed to predict and evaluate the environmental impacts and mitigation measures, and an Environmental Monitoring Program (EMP). The results will be applied in determining the changes in the air quality, evaluating the effectiveness of the measures and if it is necessary to make adjustments to the operation of the biomass power plant.

Abstract A simulation model is proposed to explain the dynamics of forest fires in the Eastern Hills of Bogotá, taking into account the number of fire events in the area, climatic variability and some factors such as hydric balance, vegetation cover, both goods and ecosystem services, gorse (Ulex europaeus) and fire causes, which explain the incidence of each one in the generation of fires. This modeling was based on the correlation of the variables and obtaining the formula of the model by linear regression. The behavior of the hydrological cycle takes into account two calendar years, one with low and another with greater precipitation, 2001 and 2011 respectively, where the importance of infiltration in the occurrence of forest fires and the dispersion of gorse is evident. Regarding the vegetation cover, the influence of the change of use in the soil is shown, in addition to being one of the causes in the loss of the goods and services provided by the forests, along with the rapid propagation of the invasive species, known as gorse that, due to its scattering and dry coverage as well as production abilities, it is clearly a factor in the spread of forest fires. Finally, it was determined that the number of forest fires is six (6) when the following conditions are given: first the temperature is high, secondly the precipitation is low and thirdly the fuel (vegetation) is kept constant.

Resumen Se propone un modelo de simulación para explicar la dinámica de incendios forestales en los Cerros Orientales de Bogotá, para lo cual se tiene en cuenta el número de eventos de fuego en la zona, la variabilidad climática y factores como balance hídrico, cobertura vegetal, bienes y servicios ecosistémicos, retamo espinoso (Ulex europaeus) y causalidad del fuego, que explican la incidencia de cada uno en la generación de incendios. La modelación se basó en la correlación de las variables y la obtención de la fórmula del modelo mediante regresión lineal. El comportamiento del ciclo hidrológico tiene en cuenta dos años con menor y mayor precipitación, 2001 y 2011 respectivamente, donde se evidencia la importancia de la infiltración en la ocurrencia de los incendios forestales y la dispersión del retamo espinoso. En cuanto a la cobertura vegetal, se muestra la influencia que tiene el cambio de uso en el suelo, además de ser una de las causales en la pérdida de los bienes y servicios ecosistémicos provistos por los bosques, junto con la propagación rápida de la especie invasora retamo espinoso que, por sus habilidades de dispersión y de producción de cobertura seca, es un factor de propagación de incendios forestales. Finalmente, se logró determinar que el número de incendios forestales es de seis (6) cuando la temperatura es alta, la precipitación baja y se mantiene constante el combustible (vegetación).

Resumen Contexto: Los efectos del cambio climático, intervenciones humanas y características de los ríos, son factores que incrementan el riesgo en la población y de los recursos hídricos. Sin embargo, impactos negativos como inundaciones y desecación de ríos pueden ser identificados previamente mediante el uso de herramientas de modelación adecuadas. Objetivos: Se estima un modelo ARIMA para el análisis de series de tiempo de volúmenes anuales (millones de m³/año) en el río Magdalena usando registros de la estación Calamar (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia-Ideam), buscando la compatibilidad entre la hipótesis de modelación y los datos observados en el río. Métodos: El modelo ARIMA es considerado uno de los enfoques más implementados en hidrología y estudios relacionados con variabilidad climática dado que considera registros no estacionarios. Resultados: El pronóstico de volumen máximo del río Magdalena para los años 2013 a 2024 oscila entre 289.695 millones de m³ y 309.847 millones de m³. El pronóstico de volumen mínimo para los años de 2013 a 2024 oscila entre 179.123 millones de m³ y 157.764 millones de m³ con una tendencia de decrecimiento de 106 millones de m³ en 100 años. Conclusiones: Los resultados de la simulación con el modelo ARIMA, comparados con los datos observados, muestran un ajuste adecuado de los valores mínimos y máximos. Esto permite concluir que, aunque estos modelos no simulan el comportamiento exacto en el tiempo, son una buena herramienta para aproximar eventos mínimos y máximos.

Abstract Context: Climate change effects, human interventions, and river characteristics are factors that increase the risk on the population and the water resources. However, negative impacts such as flooding, and river droughts may be previously identified using appropriate numerical tools. Objectives: The annual volume (Millions of m³/year) time series of the Magdalena River was analyzed by an ARIMA model, using the historical time series of the Calamar station (Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia-IDEAM), and looking for matching the modelling hypothesis with the data measured in the river. Methods: The ARIMA model is considered one of the most implemented approaches in hydrology and studies related to climatic variability because it considers non-stationary information. Results: The maximum volume forecasted of the Magdalena River from 2013 to 2024 oscillates between 289,695 million m³ and 309,847 million m³. The minimum volume forecast for the same period ranges from 179,123 million m³ to 157,764 million m³, with a decreasing trend of 106 million m³ in 100 years. Conclusions: The simulated results obtained with the ARIMA model compared to the observed data showed a fairly good adjustment of the minimum and maximum magnitudes. This allows concluding that it is a good tool for estimating minimum and maximum volumes, even though this model is not capable of simulating the exact behaviour of an annual volume time series.

Este documento describe el proceso de diseño de un controlador de temperatura trabajando en tiempo discreto para mantener el interior de un invernadero protegido del efecto destructivo de las heladas climáticas nocturnas. Como variables manipuladas no simultáneamente se utilizaron: la potencia térmica específica y la velocidad del flujo de aire a temperatura mayor que el exterior. Primero se formuló un modelo dinámico deducido analíticamente y que involucrara a las variables de entrada mencionadas junto con la temperatura interna del invernadero como variable de salida. El procedimiento de validación se basó en la respuesta paso del sistema ante una entrada de potencia térmica y en el comportamiento en estado estable. Un diseño factorial se ejecutó para determinar parámetros restantes generados por la inclusión de la variable velocidad de flujo entrante. Tal resultado fue el punto de partida para simular pruebas de evaluación del desempeño del controlador obtenido ante escenarios donde la temperatura externa al invernadero se configuró para representar dos situaciones: temperatura ambiente exterior en el punto de congelación y comportamiento de la temperatura durante el transcurso de una noche de helada climática por radiación. Tales situaciones simuladas mostraron que el controlador mantenía el sistema sin riesgo de daños por congelación.

This paper describes the design process of a temperature controller working in discrete time to keep the inside greenhouse against destructive effect of climate night freeze. Specific heat capacity and speed of airflow at a greater temperature than the outside one were used as manipulated variables not simultaneously. First, a dynamic model was analytically deduced involving mentioned input variables along with the temperature inside the greenhouse as the output variable. The validation procedure was based on the input thermal power step response of the system and thermal behavior in steady state. A factorial design was implemented to determine other parameters generated by the inclusion of the inflow speed variable. This result was the starting point for simulating assessment tests of performance controller obtained in scenarios where the outside temperature in the greenhouse was configured to represent two situations: outside environmental temperature at the freezing point and temperature behavior during the course of a climate night freeze by radiation. Such simulated situations showed that the controller kept the system without risk of frost damage.

Abstract: In this text we propose to analyze the epistemic possibilities of the ideal types for use their signification in the practice of numerical climate modeling; we will argue that the scientific concepts and particularly the models and all more the climatic models should have the epistemic status of ideal types. The plan is translate the methodological topic of ideal type into the numerical climate modeling topic to put forward a proposal that disempowers the universalistic pretentions of the cognitive coinages of contemporary science and particularly about the climatic modeling, so that laying down a scientific self-control mechanism synthesizing subjective explanations and objective validation processes becomes feasible. From these reflections, we consider it would be appropriate that the modelers and their institutions assume the climatic modeling keeping a space of scientific self-control allowing epistemological apertures instead of nomological conclusive impossible tasks about global warming.

Resumen: En este texto nos proponemos analizar las posibilidades epistémicas de los idealtipos para emplear su significación en la práctica de modelación numérica climática; sostendremos que los conceptos científicos y particularmente los modelos y aún más los modelos climáticos deben tener el estatuto epistémico de idealtipos. El plan consiste en traducir el tema metodológico del idealtipo con el de la modelación numérica del clima para intentar avanzar una propuesta que depotencie las pretensiones universalistas de las acuñaciones cognoscitivas de la ciencia contemporánea y en particular de la modelación climática, para que sea factible establecer un mecanismo de autocontrol científico que sintetice explicaciones subjetivas y procesos de validación objetiva. A partir de estas reflexiones, consideramos que sería adecuado que los modeladores y sus instituciones asumieran la modelación climática, guardando un espacio de autocontrol científico que permita aperturas epistemológicas en lugar de imposibles tareas nomológicas concluyentes sobre el calentamiento climático.

This study investigates the possible impacts of future climate change on meteorological drought events in Turkey by using a new statistical downscaling technique based on polytomous logistic regression, denoted as the model output statistics (MOS) technique. It is designed to downscale the drought classes of the 12-month Standardized Precipitation Index (SPI). The main goal of a downscaling procedure is to determine the influences of large-scale climatic variability and the projected changes on the local scale-regional variables. The large-scale predictors used in this study were obtained from the output of the Second Generation Canadian Coupled General Circulation Model (CGCM2) simulations, run from 1940 to 2100 for three socioeconomic scenarios, namely control, with the constraint of the 20th century atmospheric concentration of greenhouse gases, and the SRES A2 and B2 scenarios. Observations from 96 meteorological stations were used to estimate 12-month SPI values for the period 1940-2010, leaving the last 10 years for validation against the results simulated by the CGCM2. The MOS results derived from the control climate simulation agree with the observed patterns for present climate. The MOS results derived from future climate scenarios lead to conclude that there is a decreased probability of very wet and extremely wet conditions. In addition, the probabilities of near-normal conditions will decrease in the Black Sea coast and will increase towards the Marmara Transition and continental eastern Anatolia regions.

El presente estudio analiza los posibles impactos futuros del cambio climático sobre los eventos meteorológicos de sequía en Turquía, utilizando para ello una nueva técnica estadística de reducción de escala (downscaling) basada en regresión logística politómica. Esta técnica, conocida como "estadísticas de salida del modelo" (model output statistics, MOS), está diseñada para la reducción de escala de las categorías de sequía del índice estandarizado de precipitación (SPI, por sus siglas en inglés). El principal objetivo de un procedimiento de reducción de escala es determinar la influencia de la variabilidad climática de gran escala y los cambios proyectados en las variables a nivel regional y local. Los predictores de gran escala utilizados en este estudio se obtuvieron a partir de simulaciones del modelo canadiense de circulación general acoplado de segunda generación (CGCM2, por sus siglas en inglés), las cuales abarcan de 1940 a 2100 e incluyen tres escenarios socioeconómicos: control, con los límites de la concentración atmosférica de gases de efecto invernadero en el siglo XX, y los escenarios A2 y B2 del Informe especial sobre escenarios de emisiones del Panel Intergubernamental de Cambio Climático. Se utilizaron observaciones de 96 estaciones meteorológicas para calcular los valores anuales del SPI para el periodo 1940-2010, dejando los últimos 10 años para validación contra los resultados simulados por el CGCM2. Los resultados del MOS derivados de la simulación del clima denominada control coincidieron con los patrones observados en el clima actual. Los resultados del MOS derivados de escenarios climáticos futuros llevan a concluir que hay una probabilidad disminuida de que se presenten condiciones muy húmedas o extremadamente húmedas. Adicionalmente, las probabilidades de que las condiciones sean cercanas a lo normal disminuirán en la costa del Mar Negro, y aumentarán en la transición del Mármara y en Anatolia oriental.

En la actualidad, los modelos de cultivo son una herramienta útil a la hora de tomar decisiones, no obstante, pese a su disponibilidad y facilidad de uso, la información necesaria para utilizarlos no existe o no tiene la calidad suficiente. Un ejemplo preciso del déficit de calidad en los datos lo constituyen las series meteorológicas diarias en las que predominan faltantes. Para hacer frente a esta situación y poder utilizar los modelos de cultivo se elaboró un software para llenar espacios vacíos en series climáticas diarias, basada en una cadena de Markov de orden dos y dos estados. La herramienta llamada SueMulador, se probó y validó con éxito en tres estaciones ubicadas en zonas contrastantes de la geografía colombiana.

Currently, crop models are an useful tool for decision making; however, even though they are available and are easy to use, the information needed to use does not exist or not have sufficient quality. A specific example of the lack of quality is the daily weather series, in which there is too much missing data. To address this situation and to use crop models, we developed a software to fill gaps in daily climate series based on a Markov chain of order two and two states. The new tool, called SueMulador, was successfully tested and validated in three contrasting regions of Colombia.

This work focuses on evaluating the ability of the MM5 regional model to represent the basic features of present climate over South America. The spatial distribution of seasonal means and the interannual variability, as well as annual cycles for precipitation and near-surface temperature have been evaluated. The internal variability has also been investigated. The analysis has two objectives: one of them is to quantify the dynamic downscaling ability to represent the current climate and the other is to identify critical aspects of the regional climate model in South America in order to interpret the reliability of future projections for the end of the twenty-first century in the A2 scenario of the IPCC Special Report on Emissions Scenarios. In general, the MM5 model is able to reproduce adequately the main general features, seasonal cycle and year-to-year variability of near surface variables over South America. The spatial distribution of temperature is well represented, but some systematic errors were identified, such as an overestimation in central and northern Argentina and an underestimation in the mountainous regions throughout the year. The general structure of precipitation is also well captured by the regional model, although it overestimates the precipitation in the Andean region (specifically in central and southern Chile) in all seasons and underestimates the rainfall over tropical latitudes. The annual cycle of precipitation is adequately represented in the subregions analyzed, but its representation is better over La Plata basin (LPB), Cuyo (CU) and southeastern Pampas (SEP). The annual cycle of mean temperature is well represented, too. The model systematically overestimates the interannual variability of temperature and underestimates the interannual variability of precipitation. From the analyses of interannual and internal variability, as well as the biases, it can be concluded that regardless the season, the simulated precipitation is reliable at subtropical latitudes, Uruguay, southern Brazil and east-central of Argentina, but is less reliable over areas of complex topography. For temperature, the regional model is reliable over subtropical latitudes, Uruguay and the south of Brazil only during winter, but it is less reliable or it is even in the limit of reliability over central and southern Chile all along the year. Therefore, it is concluded that the MM5 model is a useful tool for the generation of regional climate change scenarios and for the evaluation of regional climate change scenarios over southern South America.

Este trabajo evalúa la capacidad del modelo regional MM5 para representar las principales características del clima actual de Sudamérica. Se evalúa la distribución espacial de los valores medios estacionales, la variabilidad interanual y el ciclo anual de la precipitación y la temperatura, así como la variabilidad interna. El análisis tuvo dos objetivos: cuantificar la capacidad de la regionalización (downscaling) dinámica para representar el clima actual e identificar los aspectos críticos de la simulación climática regional en Sudamérica para interpretar las proyecciones hacia fines de siglo XXI en el escenario de emisión SRES A2 con cierto grado de confiabilidad. En general, el modelo MM5 representa de forma adecuada las características regionales, el ciclo estacional y la variabilidad interanual de las variables de superficie en el sur de Sudamérica. La distribución espacial de la temperatura está bien representada; sin embargo, se encuentran algunos errores sistemáticos, como una sobreestimación en el centro y norte de Argentina y una subestimación en las regiones montañosas a lo largo del año. La distribución espacial de la precipitación también está bien representada por el modelo regional, sin embargo se encuentra una sobreestimación de la precipitación en la región andina (especialmente en el centro y sur de Chile) en todas las épocas del año y una subestimación de la precipitación en latitudes tropicales. El ciclo anual de la precipitación está representado de manera adecuada en todas las regiones analizadas, sin embargo su representación es mejor en la cuenca del Plata (LPB, por sus siglas en inglés), Cuyo (CU) y sur de Buenos Aires (región denominada sureste Pampas [SEP]). El ciclo anual de la temperatura media también está bien representado. En líneas generales, el modelo sobreestima la variabilidad interanual de la temperatura y subestima la variabilidad interanual de la precipitación. De la evaluación de la variabilidad interanual, la variabilidad interna y los sesgos, puede concluirse que independientemente de la época del año, la precipitación simulada por el modelo regional MM5 es confiable en latitudes subtropicales, Uruguay, el sur de Brasil y el centro-este de Argentina, pero es poco confiable en áreas montañosas. La temperatura es confiable en latitudes subtropicales, Uruguay y el sur de Brasil solamente durante el invierno, pero es poco confiable o se encuentra en el límite de confiabilidad en el centro y sur de Chile a lo largo del año. De esta manera, puede concluirse que el modelo MM5 es una herramienta de mucha utilidad para la generación de escenarios regionales de cambio climático de alta resolución en el sur de Sudamérica y constituye un interesante punto de partida para evaluar los escenarios regionales de cambio climático en dicha región.