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This study encompasses the analysis of oil spills occurred in the Gulf of Morrosquillo during the loading procedures of oil tankers in the Coveñas maritime Terminal, by means of numerical simulation experiments of the trajectories and weathering processes of oil spilled, which occurred under specific wind, waves, and ocean currents conditions. A three-dimensional (3D) modelling system, OpenOil, which is part of the open-source OpenDrift trajectory framework was used to simulate two contingencies occurred in July and August 2014. During each event, different volumes of Vasconia crude oil spilled on the sea surface were simulated. The resulting slicks were subject to wind drift, Stokes drift from wave forcing, and ocean currents transporting the oil spilled towards the coast. Oil weathering effects (evaporation, emulsification, and biodegradation) are included in the analysis. To calculate weathering of the oil, OpenOil interfaces with the latest version of the open source ADIOS oil library. It should be noted that meteorological and ocean conditions contribute to the oil pathways that in both periods forced the oil slick towards the central coast of the Gulf. The wind speed is an important factor contributing to the rapid evaporation rates of the oil spilled in the warm waters of the Caribbean Sea; hence, allowing a gradual increase of the water fraction, which could lead to the formation of tar balls found in the affected coasts in the areas simulated by the model. The implementation of OpenOil to predict the oil fate and weathering processes in the Colombian basin prove to be a valuable tool that should be used in this maritime terminal to improve planning and preparedness in case of an oil spill. The simulations could be enhanced with higher resolution databases. RESUMEN Este estudio comprende el análisis de los derrames de hidrocarburos ocurridos en el Golfo de Morrosquillo durante los procedimientos de carga de buques petroleros en el Terminal Marítimo de Coveñas, mediante la simulación numérica de las trayectorias y procesos de envejecimiento del crudo derramado, los cuales ocurrieron bajo condiciones específicas de viento, oleaje y corrientes oceánicas. Se utilizó un sistema de modelado tridimensional (3D), OpenOil, que forma parte del OpenDrift, de código abierto, para simular dos contingencias que ocurrieron en julio y agosto de 2014. Durante cada evento se simularon diferentes volúmenes de crudo Vasconia derramado en la superficie del mar. Las manchas resultantes están sujetas a la deriva del viento, la deriva de Stokes por la fuerza de las olas y las corrientes oceánicas que transportan el crudo derramado hacia la costa. Se incluye en el análisis los efectos del intemperismo o meteorización en la calidad del crudo (evaporación, emulsificación y biodegradación). Para calcular el envejecimiento del petróleo, OpenOil interactúa con la última versión de la biblioteca de hidrocarburos ADIOS de código abierto. Se encontró que las condiciones meteorológicas y oceánicas contribuyen con el comportamiento de la mancha de crudo, que durante estos dos períodos forzaron la trayectoria de la mancha hacia la costa central del Golfo. La velocidad del viento es un factor importante que contribuye a las rápidas tasas de evaporación del petróleo derramado en las cálidas aguas del mar Caribe, lo que permite un aumento gradual de la fracción de agua, que podría conducir a la formación de bolas de alquitrán que se encontraron en las costas afectadas en las áreas que fueron simuladas por el modelo. La implementación del OpenOil para predecir el destino del petróleo y los procesos de envejecimiento en la cuenca colombiana resulta ser una valiosa herramienta que debe utilizarse en esta terminal marítima para mejorar la planificación y preparación en caso de un derrame de petróleo en el Golfo de Morrosquillo. Las simulaciones obtenidas podrían mejorarse con el uso de bases de datos de más alta resolución.

The three-dimensional transport of sediments released by the main rivers in the Colombian Caribbean basin is investigated using numerical model simulations. Different types of sediments (fine sands, very fine sands and coarse silts) were tracked by implementing SedimentDrift software, a subclass of the OpenDrift open-source trajectory framework. The simulations were forced with climatological winds from ERA-5 and currents from the Copernicus Marine Environment Monitoring Service (CMEMS). In situ measurements from the area were utilised in the evaluation of the forcing fields. The diagnostic analysis of ERA-5 and CMEMS at the evaluated stations in the Colombian basin led to the conclusion that these datasets are reliable; hence, they can be used for several oceanographic and coastal engineering studies. The sediment transport of non-cohesive particles at each river mouth is subject to the variability of local hydrodynamics, morphological features and the grain size, which determines the settling velocities. These factors were considered and evaluated in detail. Given the lack of available in situ information, the performance of the Lagrangian model is evaluated by comparing the resulting simulations with previous studies reported in the area for river plume dynamics. However, this study presents an initial analysis of the pathways that sediments of different sizes follow, from the river mouth to the seafloor. This approach is convenient given that the Colombian rivers deliver large amounts of sediment of various grain sizes, there are insufficient in situ data to assess the seasonal cycle of sediment transport and many aspects of the sediment dynamics are not fully resolved. The resulting simulations provide evidence of the importance of high-resolution ocean current data, given that this is the main factor determining the trajectories and dispersion patterns at seasonal scales.

The spatial and temporal variability of upwelling events occurring offshore northern Colombia (southern Caribbean Sea) on seasonal and intraseasonal time scales is analysed in detail for the period 01/1993–12/2015 using high-resolution oceanic and atmospheric reanalysis products. Different methods are applied that together allowed us to identify the upwelling and relaxation events observed in this area and to explain the main dynamic processes that occur within the annual cycle. In this region, the wind impulse directly determines the intensity and occurrence of upwelling. This upward motion can be full, with a clear surface signal during the months of intense northeast winds, or it can be partial during the rainy season, when winds weaken, and cold subsurface waters do not rise to the sea surface. There is evidence of onshore geostrophic flow affecting the Ekman dynamics when the wind impulse is low during the peak of the rainy season. Short-term atmospheric perturbations that interrupt the upwelling process for several days in La Guajira were characterised. On occasions, cold fronts associated with the intrusion of winds from the north (Nortes), and warm fronts associated with air masses coming from the eastern tropical Pacific, induce a favourable downwelling condition in the upper layer off La Guajira. During these short relaxation periods, the mixed layer is warm, and the relatively cold subsurface isotherms are located at greater depths due to the onshore transport of surface waters.

The long-term mean annual cycle and interannual variability of the mixed layer heat budget in the Caribbean Sea are quantified by using high resolution oceanic and atmospheric reanalysis products (the GLobal Ocean ReanalYsis and Simulations, GLORYS2V4, and ERA-Interim) for the period spanning from January 1993 to December 2015. In this region the mixed layer depth (MLD) is relatively shallow, oscillating spatially from 10 to 90 m, with maximum values observed during the dry season (December to March), and minimum values during the main rainy season (September to November). The highest MLD values are found in the northwestern part of the basin and the lowest in the Central and northern South American coastal region. The strength and location of greater MLD oscillations over the Caribbean Sea depend on the intensity of the zonal winds and the location of the Caribbean-Low Level Jet (CLLJ). At interannual timescales, reanalysis data shows that the MLD anomalies are associated with extreme phases of the El Nino Southern Oscillation (ENSO); however, low statistical correlation suggests that other factors, such as a Quasi-Biennial Oscillation (QBO), or a weak ENSO cycle with a 2-year periodicity, could influence this region, and induce changes in the depth of the mixed layer and in the heat budget within it. The seasonal ocean heat balance within the mixed layer ranges between −315 and 393 W m−2 in the Caribbean region (monthly means around ±60 W m−2 averaged over the entire domain). The net air-sea heat flux varies seasonally around ±60 W m−2. Analysis of this term shows that during the dry season (rainy season), when the MLD is deep (shallow) the region loses (gains) heat, with net short wave radiation being the main gain, and the latent heat the main loss at seasonal and interannual timescales. The advection term is an order of magnitude less (monthly means from −2 to 7.5 W m−2) but has the highest values during the dry season in the northwest Caribbean Sea, when the winds and surface currents are intense. This term tends to provide small interannual heat variability (up to ±2 W m−2). The entrainment is almost negligible in its contribution to the budget. At interannual timescales this flux reduces the stored heat by up to ±1 W m−2. It is noted that although the MLD is not so clearly related with ENSO, the heat stored in this layer is significantly modulated by El Nino/La Nina remote forcing, especially during the period spanning from 1992 to 2001 when intense ENSO events occurred and affected the air-sea fluxes, and the advection. The CLLJ influences both the MLD and the heat budget in the Caribbean Sea. This jet is being modulated by ENSO and other long-term oscillations.

Colombia's exclusive location surrounded by the warm tropical waters of the Caribbean Sea and the eastern equatorial Pacific Ocean make it a suitable region for ocean thermal energy conversion (OTEC). These are systems that can produce significant amounts of renewable electricity. From the assessment of the temperature gradient and the bathymetric, environmental and socio-economical characteristics, the maritime area around the island of San Andres (in the northwestern Caribbean Sea) was found to be ideal for an OTEC facility since sea surface temperature varies only slightly during annual and interannual timescales. The thermal difference encountered from the surface to a depth of 1000 m is always around 22°–24 °C and cold waters are available for intake at around 450–750 m, within a short horizontal distance from the coast (less than 2.5 km). At these depths, the 20 °C thermal gradient required for OTEC operations is achieved. Furthermore, winds, waves and surface currents around the island are of relatively weak intensity. Presently, energy sources based entirely on Diesel generators are inducing negative impacts on the sustainable development of the region and on the fragile marine ecosystem. An environmentally friendly 10 MW OTEC facility could be part of future energy and water management solutions for the island. It would cover nearly 50% of total electricity demands and provide important additional advantages such as chilled soil agriculture, aquaculture, freshwater, mariculture and seawater air conditioning.

Trabajo de investigación El estudio consistió en implementar estrategias participativas de desarrollo empático que promueven la reducción de comportamientos de bullying de un colegio privado de Bogotá. Estas estrategias generaron conciencia de los problemas de convivencia y ayudaron a empoderar a la población sobre su intervención. Estos elementos generaron un involucramiento de la población en la creación de estrategias efectivas y pertinentes. Maestría Magister en Psicología

Durante el 2002 y principios de 2003 se monitorearon las condiciones oceano-atmosfericas de la region Pacifico Ecuatorial y la cuenca del Pacifico colombiano, CPC, a traves de imagenes de satelite, dos cruceros oceanograficos, muestreos oceanograficos quincenales en una estacion a 10 MN y observaciones diarias de meteorologicos y temperatura superficial del mar, TSM, en la bahia de Tumaco. Desde abril de 2002\a TSM a lo largo del oceano Pacifico Ecuatorial alcanzo anomalias positivas alrededor de 4-0.5° C, manteniendose estas por tres meses consecutivos en la region Nino 3.4. Durante marzo-junio los Alisios Ecuatoriales fueron debilitandose gradualmente, mientras que el Indice de Oscilacion Sur, IOS, se hizo persistentemente caracteristicas establecieron el desarrollo de El Nino. La temperatura del mar aumento en el Pacifico Ecuatorial Este, desde fines de septiembre hasta mediados de octubre, encontrandose la termoclina oceanica mas profunda de lo normal, con anomalias que sobrepasaron los 2= C. A finales de noviembre se intensificaron las condiciones El Nino, con TSM maximas por encima de 2.5^ C, al Este de la linea de cambio de fecha. En diciembre de 2002 y enero de 2003, aparecieron condiciones anomalas de lluvias en Sudamerica Norteamerica y Este de Africa. A finales del primer trimestre de 2003, las condiciones calidas fueron reemplazadas por aguas superficiales mas frias de lo normal en el Pacifico Sudeste, que parecieron indicar el inicio de un evento La Nina, pero que fue seguido por condiciones de normalidad. Los efectos de este evento en la CPC fueron observados desde septiembre de 2002, a partir de indicadores como el aumento del nivel medio del mar (+11 cm), anomalias positivas de temperatura del mar de +0.5^ C, profundizacion de la termoclina en la costa de Tumaco, anomalia en las precipitaciones, la temperatura ambiente y la TSM (+12 C).

La variabilidad estacional e interanual de la bahia de Tumaco ha sido estudiada a partir de mediciones oceanograficas y meteorologicas, acopiadas desde 1999 y 1992, respectivamente. Durante el periodo estudiado se pudo establecer una estacionalidad con dos condiciones definidas dentro de un ciclo anual: la primera de febrero a principios de abril, caracterizada por el enfriamiento de la columna de agua, con valores entre 13.6 y 26° C, la elevacion de la termoclina y haloclina (O a 20 m)y aumento en la concentracion de nutrientes; la segunda comprende el resto del ano, con temperaturas mas altas, entre 14 y 27.8° C, y unas termoclina y haloclina mas profundas (30 a 50m). Este ciclo anual ocurre debido a la presencia de la Zona de Convergencia Intertropical, ZCIT, en la region Pacifico Ecuatorial Este, consistente con la intensidad de los vientos Alisios del Noreste y Sureste y las consecuentes corrientes superficiales. Esta estacionalidad se vio afectada por eventos globales como: las ondas Kelvin ecuatoriales del primer modo baroclinico, durante abril-mayo, que aumentaron la temperatura superficial del mar, TSM, la temperatura ambiente, TA, y las precipitaciones; el evento La Nina 1999-2000, que causo valores bajos de TSM (26.5° C), anomalias negativas del nivel medio del mar, NMM, y un incremento en la concentracion de nutrientes con los maximos valores del periodo estudiado; nitritos (0.2 pM), fosfatos (2 pM), silicatos (50 pM) y amonio (4 pM); y desde septiembre de 2002 por el inicio de un evento El Nino de debil a moderada intensidad, identificado por las anomalias positivas del NMM de mas de 10 cm, aumentos en las precipitaciones y TA, asi como en la profundizacion de la isoterma de 15° C.

[1] Seasonal circulation and three-dimensional thermohaline structure within the Panama Bight are examined by employing satellite-derived sea surface winds and dense in-situ hydrographic datasets. The northerly Panama wind jet, associated with a dipole structure of wind stress curl that is positive (negative) on its eastern (western) flank, dominates the bight in winter. This wind jet generates a cyclonic eddy with mean geostrophic velocities of 60 cm s−1, including the poleward flowing coastal Colombia Current, and induces a well pronounced thermocline dome. As a result, temperature (salinity) in the bight is much colder (saltier) than in its surrounding waters. Winds blow from southwesterly directions in summer and the bight is dominated by an anticyclonic eddy associated with a thermocline bowl. Mean geostrophic velocities are on the order of 40 cm s−1 and the Colombia Current is not observed. Temperature (salinity) in the bight is much warmer (fresher) than in its surrounding waters.

Although the relationship between ENSO events and oceanographic and meteorological conditions of Southwestern Colombia is well-known, very little work has been done to assess the related socio-economic impacts. This is the first effort made to determine the effect of such events on local climate and the impact of this variability on oil palm tree (Elaeis guineensis) production in the Tumaco municipality, which is located on Colombia's Pacific coast. First, we studied the correlation between sea surface temperature anomalies (SSTA) in the various El Niño regions and those observed off Tumaco. Next, we scrutinized the ENSO impact on regional climatic indicators, e.g. active solar radiation (hrs/day), air temperature (°C), and rain (mm). Finally, we analyzed the relationship between ENSO, Tumaco climate variability, and oil palm production (tons/hectare-month). Hours of active radiation increased (decreased) under El Niño (La Niña) conditions, as did average monthly precipitation rates and air temperature. ENSO-related climatic variability also had an important effect on the different developmental stages of the oil palm tree, thereby affecting its production. The worst scenario was found during La Niña, when reduced intensity of the rainy season (second semester) caused severe droughts in the region.

La presente publicacion entrega, capitulo a capitulo, diversos aspectos de la bahia de Tumaco, partiendo de una descripcion de la misma hasta llegar a la presentacion de resultados de analisis y monitoreos de estudios adelantados por el Centro Control Contaminacion del Pacifico (CCCP). El capitulo inicial ubica al lector sobre aspectos generales del area de estudio, asi como antecedentes historicos mas relevantes de la poblacion de Tumaco, todo ello a manera de introduccion. El Capitulo II cubre aspectos socioculturales y economicos de las poblaciones asentadas sobre la bahia, con especial enfasis en datos del municipio de San Andres de Tumaco. El Capitulo III recoge la informacion colectada en el Centro sobre aspectos geologicos, geomorfologicos e hidrograficos. El Capitulo IV es uno de los ejes del libro y reune informacion sobre los aspectos meteorologicos y oceanograficos de la bahia. Este describe, en detalle, las variables atmosfericas, al igual que las mareas, el oleaje y las corrientes gobernantes en el area de estudio. El Capitulo V cubre los aspectos biologicos, con especial enfasis en la fauna, dado que el Capitulo II trata el tema de cobertura vegetal de la region. El Capitulo VI trata sobre los riesgos ambientales marinos que afectan la bahia y han sido estudiados por el CCCP. Para concluir, el Capitulo VII presenta un modelo de ayuda para la gestion costera, denominado Sistema de Modelado Integral de Zonas Costeras, SMIZCO, en desarrollo a partir del 2001 por el CCCP, bajo la asesoria del Grupo de Ingenieria Oceanografica de la Universidad de Cantabria, GIOC; cuyo proposito es disponer de una serie de herramientas y metodologias que suministren el soporte tecnico para el correcto manejo de la zona costera en los litorales colombianos.

Esta compilacion consta de cinco capitulos. En el primero de ellos describe las generalidades de la CPC, asi como algunas de sus particularidades. El segundo capitulo analiza la informacion meteorologica. El tercero recopila la informacion obtenida en los cruceros oceanograficos realizados desde 1970, tambien incluye algunos de los principales trabajos realizados recientemente relacionados con temas como la dinamica general de la Cuenca, las zonas homogeneas, la capa activa del oceano y el fenomeno de surgencia, ademas de una amplia descripcion del comportamiento de la temperatura y la salinidad. El cuarto capitulo muestra la busqueda de la relacion entre los datos oceanograficos de la CPC y el Fenomeno ENOS (El Nino, Oscilacion del Sur). Finalmente, el capitulo quinto presenta el Plan Cientifico del Programa de Investigacion sobre Oceanografia Operacional que adelantara el CCCP para el lapso 2001 2010, el cual muestra hacia donde se dirigiran los esfuerzos por mejorar el conocimiento cientifico de nuestro mar Pacifico.

El análisis de datos sinópticos de la clorofila-a (Clo-a; indicador de la biomasa fitoplanctónica) y de los forzantes ambientales que la modulan, permite determinar años atípicos o cambios en el clima que consecuentemente afectarán la ecología de una región. En el Panama Bight el estudio de la dinámica de la Clo-a y sus forzantes ambientales se encuentra incompleta debido a que la información existente para la ecorregión es fragmentada en el espacio y en el tiempo. Por lo tanto, para determinar las características promedio de la Clo-a en el Panama Bight, se analizó en detalle la variabilidad espaciotemporal de la concentración de la Clo-a satelital entre 1° y 9° N respecto a forzantes ambientales como el viento, esfuerzo del viento, bombeo de Ekman, corrientes geostróficas, capa de mezcla, anomalías del nivel del mar, caudales de los ríos y concentración de nutrientes. Esto se llevó a cabo a partir del análisis del año promedio de la Clo-a y de los forzantes ambientales para el periodo 2002-2016. Encontramos que el patrón espacial promedio de la concentración de la Clo-a en el Panama Bight se divide en oceánico y costero. El primero ocurre de forma estacional por la temporalidad climática de la ecorregión regida por la estacionalidad de los vientos alisios. Los valores máximos de Clo-a (~2 mg m-3) ocurren en presencia del chorro de vientos de Panamá durante la temporada seca (diciembre- abril) y los valores mínimos (~0.1 mg m-3) con la ausencia del chorro de vientos en la temporada de lluvias (mayo-noviembre). Por el contrario, el patrón costero es principalmente no estacional ya que la concentración de la Clo-a promedio de ~ 5 mg.m-3 varía muy poco en el tiempo y se relaciona a los forzantes ambientales no estacionales como el tamaño de la plataforma continental y el tamaño de los caudales, y de un forzante estacional, la dirección de la Corriente Costera de Colombia. Además, los valores de concentración de nutrientes (N:P) obtenidos a partir de la razón de Redfield fueron cercanos a 16:1 en temporada seca cuando la señal de Clo-a fue mayor. Concluimos que, el Panama Bight es una región heterogénea espacial y temporalmente debido a la variabilidad que presentaron los forzantes ambientales y los valores de Clo-a. Los eventos de surgencia y el aporte de los ríos la hacen una ecorregión con alta disponibilidad de nutrientes y por lo tanto muy favorable para la producción fitoplanctónica principalmente de organismos altamente productivos como las diatomeas. The analysis of synoptic data of chlorophyll (Chl-a) and the environmental forcings that affect it, allows to determine atypical years or changes in the climate that consequently will affect the ecology of a region. In the Panama Bight, the dynamics of the Chl-a and its environmental forcings are incomplete because the existing information for the ecoregion is fragmented in space and time. Therefore, to determine the average characteristics of the Chl-a in the Panama Bight, we analyze in detail the spatio-temporal variability of the satellite Chl-a concentration between 1 ° and 9 ° N with respect to environmental forcings such as wind, wind stress, Ekman transport, geostrophic currents, mixed layer, sea level anomalies, river flow rates and nutrients concentrations, during the average year of the period 2002-2016. We find that the average spatial pattern of Chl-a concentration in the Panama Bight is divided into oceanic and coastal. The first occurs on a seasonal basis due to the climatic temporality of the ecoregion governed by the seasonality of the trade winds. The maximum values of Chl-a (~ 2 mg m-3) occur in the presence of the Panama jet during the dry season and the minimum values (~ 0.1 mg m-3) with the absence of the jet in the rainy season. On the contrary, the coastal pattern is mainly non-seasonal since the average Chl-a concentration of ~ 5 mg m-3 varies little over the time and is related to non-seasonal environmental forcings such as the size of the continental shelf, the size of the flows and only of a seasonal one, the Coastal Current with south-north direction. Nutrient concentration ratios (N:P) were close to the expected Redfield ratio (16:1) in the dry season when the Chl-a signal was higher. We conclude, that the Panama Bight is a spatially and temporally heterogeneous region due to the variability presented by environmental forcings and Chl-a values. The upwelling events and the contribution of rivers make it an ecoregion with high availability of nutrients and therefore very favorable for phytoplankton production, particularly by diatoms. Magíster en Ciencias Biológicas Maestría