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El sistema ENSO y las Ondas Tropicales del Este se encuentran entre los factores que ayudan a explicar las anomalías hidrológicas en Colombia. En el presente trabajo se implementan la Transformada en Onditas y la Transformada de Hilbert-Huang al estudio de series de lluvia diaria en los Andes Tropicales de Colombia con el fin de estudiar la influencia de las Ondas Tropicales del Este en la precipitación para diferentes fases del ENSO. Se analizan los dos años más fuertes de cada fase del sistema ENSO (El Niño y La Niña) basados en los índices ONI y MEI, y la información disponible de precipitación. Los resultados muestran que todas las estaciones presentan frecuencias predominantes con periodos asociados a 3-7 días y porcentajes de potencia superiores al 65% que se pueden asociar con las características de las Ondas Tropicales del Este. Dichas frecuencias disminuyen para los años El Niño. Los espectros de potencias en Onditas y de Hilbert-Huang exhiben mayor variabilidad para los meses Junio-Noviembre de los años La Niña y Normal que para los años El Niño, lo que contribuye a explicar la reducción drástica de la precipitación en Colombia en la fase cálida del ENSO.

En este trabajo se estudia la variabilidad intraestacional de la lluvia sobre Colombia por medio de datos pentadiarios (agregados a cinco días) de precipitación del producto 3B42 del TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) y Anomalías de Potencial de Velocidad a los 200 hPa (PV200). Se efectúa un análisis de Componentes Principales donde se obtiene que es necesario considerar las 15 primeras Funciones Ortogonales Empíricas para explicar el 50.13% de la varianza total, con patrones significativos sobre el Pacifico y occidente de Colombia. Las principales frecuencias encontradas para todas las componentes están asociadas a la Oscilación de Madden-Julian, siendo la principal un modo sub-mensual de 20 días, encontrado por el espectro de Hilbert-Huang. Se obtuvieron mapas de probabilidad de lluvia bajo diferentes umbrales, dado un PV200 negativo, que exhiben la importancia del Pacifico colombiano y la Amazonia sobre la dinámica convectiva de la región.

Se estudia la aplicación de la transformada de Hilbert-Huang en series de precipitación, caudal y temperatura de diferentes resoluciones temporales, para detectar los principales modos de variabilidad hidroclimática en Colombia. Se comparan los resultados con las metodologías tradicionales de análisis espectral: Transformada de Fourier y Transformada en Onditas. En las variables con resolución mensual (precipitación, caudal y temperatura) se detectan modos se oscilación asociados con períodos de 3, 6 y 12 meses, 2-3 años y 3.5-6 años. En los registros diarios, además de los períodos ya mencionados se encuentran frecuencias asociadas a períodos de 3.5-5 días y 69-78 días. En las series horarias se identifican frecuencias asociadas a períodos de 12 y 24 horas, seguidas de una frecuencia de 0.017 h-1 equivalente a 59 horas (2.5 días). Se evidencia la potencia y superioridad de la transformada de Hilbert-Huang, especialmente para señales con ciclos marcados y series con datos atípicos. The application of the Hilbert-Huang Transform in series of rainfall, river discharge and temperature, for different temporal resolutions, is studied, in order to identify the principal modes of hydroclimatic variability in Colombia. Results are compared with the traditional methodologies for spectral analysis: the Fourier Transform and the Wavelet Transform. In variables with monthly resolution (precipitation, temperature and river discharge) oscillation modes are associated with periods of 3, 6 and 12 months, 2-3 years and 3.5-6 years, while in daily records, in addition to the aforementioned periods, frequencies are associated with periods of 3.5-5 days and 69-78 days. In hourly series, frequencies are associated with periods of 12 and 24 hours, followed by a frequency of 0.017 h-1 equivalent to 59 hours (2.5 days). The power and superiority of the Hilbert-Huang transform is demonstrated, especially in signals with strong cycles and datasets containing outliers.

Se identifican los principales modos de variabilidad hidro-climática en series de precipitación, caudales y temperatura en Colombia y en la cuenca Amazónica, de varias resoluciones temporales, comparando los resultados obtenidos mediante las transformadas de Fourier, Onditas y Hilbert-Huang, así como identificando señales de cambio climático y variabilidad hidro-climática de largo plazo a través de la metodología de la Descomposición en Modos Empíricos. The hydro-climatology of Colombia exhibits significant signatures of climatic change and also strong natural climate variability at a broad range of time scales from interdecadal and interannual all the way through intradiurnal. Signals of long-term trends and of natural climate variability are detected in Colombia and the Amazon River basin using long series of monthly rainfall (100 stations), average river discharges (42 stations) and mean and minimum temperature records (37 stations) in Colombia. In the Amazon basin 29 monthly rainfall stations were studied. Stations with more than 25 years of data and well spatially distributed across Colombia and the Amazon were selected. Also, time series of average monthly river discharges were selected on 10 Colombian river basins with gauging stations along their path. For estimation, the Empirical Mode Decomposition (EMD), is used as a filtering process whereby a time series is decomposed into a finite number of intrinsic mode functions (IMFs), assuming that at any given time, many simple oscillatory modes of different frequencies coexist in a time series, where the residual represents the general trend of the series over time. The statistical significance of the trend in the EMD residuals are tested through the Mann-Kendall test for autocorrelated series and the magnitude of the trends are quantified by the Sen test. Results show that most monthly river discharges series exhibit decreasing trends, whereas the minimum temperature series show increasing trends. Results on precipitation are inconclusive as monthly records exhibit a mixed pattern of increasing and decreasing trends. However, it was established that the maximum trend magnitudes in rainfall series are located in the Colombian Pacific region (increasing trends), whereas towards the rest of the country no clear spatial pattern could be recognized. Also a consistent result between trends in rainfall and discharges in the Pacific region was found. These series exhibit increasing trends coinciding with a rising trend estimated in the Choco Low level Jet series which represents moisture advection into this particular area. In the Amazon basin the maximum trend magnitudes were found in the basin's central and south-eastern region. (Tomado de la fuente) 58th International Statistics Institute (ISI) World Statistics Congress

Se efectúa la descomposición en modos empíricos de las Anomalías de Potencial de Velocidad a los 200 hPa (PV200), como sustituto de la Oscilación de Madden-Julian (MJO) sobre varias regiones del Océano Pacífico y Suramérica tropical. Se determina la tendencia en las series por medio de la prueba de Mann-Kendall para series de tiempo no estacionarias, y se concluye que en todas las zonas de estudio se presenta un crecimiento/decrecimiento en el residuo obtenido de la descomposición en modos empíricos, siendo especialmente evidente en la región denominada II, ubicada sobre el Pacífico central.

Se estudian los principales modos de variabilidad hidro-climática en series de precipitación, caudales y temperatura de variada resolución temporal en Colombia mediante tres metodologías: la transformada de Hilbert-Huang, la transformada de Fourier y la transformada en Onditas. Los resultados obtenidos indican que los principales modos de oscilación hidro-climática en las variables con resolución mensual (precipitación, caudal y temperatura) están asociadas con períodos de 3, 6 y 12 meses, 2-3 años y 3, 5-6 años.

En el primer semestre de 2010, la sede Amazonia de la Universidad Nacional de Colombia realizó la Cátedra de Sede Jorge Eliecer Gaitán titulada "Amazonia colombiana. Imaginarios y realidades." El presente libro reúne las memorias de la Cátedra en la cual participaron investigadores colombianos y extrajeros expertos en diferentes aspectos de la región amazónica. A lo largo de las sesiones de la Cátedra hacemos un recorrido desde la historia geológica de la Amazonia hasta los cultivos ilícitos y el conflicto armado. En las charlas que se incluyen en estas memorias se encuentran dos temas recurrentes: primero, que Amazonia es heterogénea y diversa en lo natural, en lo social y en lo político, y segundo, que Amazonia es una región que en toda su historia ha estado interconectada con las demás regiones de Suramérica y con el sistema mundial. Es una región heterogénea y abierta a interacciones globales, en medidas que desbordan las pretensiones de las ocho naciones que ejercen soberanía territorial sobre su cuenca y bioma.

Se presenta una reflexión sobre el papel climático que tiene la Amazonía, no solamente en el clima regional sino en el clima global, con mucho énfasis en su interacción con la cordillera de los Andes. Esas dos regiones interdependientes conforman un sistema continuo: lo que sucede en una parte de ese sistema afecta todo el comportamiento del sistema en general. Se hace un recorrido comenzando por la mirada macroscópica, en el sentido de su localización y del papel que juega la Amazoná en el clima global, y de cómo la Amazonia retroalimenta ese clima global y continental.

Usando datos de temperatura y velocidad de viento obtenidos a través de radiosonda en la isla San Andrés, y datos de lluvia de tres estaciones del IDEAM (Instituto de hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales), se estudió el comportamiento del ciclo anual de estas tres variables y la influencia de los fenómenos macro-climáticos El Niño/Oscilación del Sur (ENSO por sus siglas en inglés), la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) y las variaciones de temperatura en la superficie del Atlántico Tropical Norte (NTA-SST).

El Aula Taller de Ciencia y Tecnología de la Escuela del Maestro (Municipio de Medellín) y el Aula Taller Leonardo Da Vinci (Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín) vienen trabajando desde hace varios años en una propuesta pedagógica novedosa para el estudio de las ciencias naturales. Esta iniciativa dio origen a una red preliminar de estaciones meteorológicas didácticas en más de diez colegios y escuelas en municipios del Valle de Aburrá, las cuales están en funcionamiento. Este proyecto fortalece el flujo de información a través de la red básica en varios aspectos: a) la revisión y mejoramiento de las estaciones, b) la ampliación de la red a otras instituciones, c) la conexión de las estaciones a través de una página web que hace pública la información y d) la disponibilidad de la información para la investigación científica y la planeación urbana en el Valle de Aburrá. La principal diferencia de este proyecto con otros similares en todo el mundo radica en la novedosa combinación de pedagogía, motivación ambiental y recolección de información, pues estos elementos se suelen encontrar aisladamente en diferentes experiencias.

Se obtiene un campo de intensidad de precipitación promedio para el territorio colombiano mediante el análisis de los datos proporcionados de forma gratuita por la mision TRMM, el cual se ha empleado como información secundaria para la estimación de nuevos campos de precipitación para Colombia. Se comprobo que dicha información secundaria manifiesta muchas de las características físicas del fenómeno de precipitación. Además se mostro que presenta una fuerte correlación con los promedios de precipitación obtenidos mediante los registros en tierra.

Se calculan los balances hídricos de largo plazo para algunas cuencas instrumentadas en Colombia y se ha cuantificado la incertidumbre asociada que se propaga desde los campos de entrada al balance de largo plazo, precipitación y evapotranspiración. Además tambien se cuantifica la incertidumbre generada en la medición del área de la cuenca empleando un Modelo Digital de Elevaciones, MDE.

Se compara la precipitación resultante de la simulación para el siglo XX (20C3M) de los modelos CCSM3, ECHAM5, HADGEMI y MIROC 3.2 Hires con la informacion puntual de la misma variable sobre Colombia.

Se investigan las propiedades de escalamiento espacial de las funciones de distribución de probablidad (FDP) de las crecientes anuales, en términos de los cuantiles probabilistico, usando el área de la cuenca como parámetro de escala, en la cuenca del río Amazonas y dentro de sus cinco subcuencas principales: Solimoes, Madeira, Negro, tapajos y Xingu.

Se analiza si las tendencias de cambio climático detectadas por Mesa et.al. (1997) siguen algunos patrones espaciales. Asi mismo se evalúo la coherencia local entre las tendencias de cambio en las distintas variables.

Se determinó la existencia o no de colas pesadas en las funciones de distribución de probabilidad (fdp) de caudales máximos de algunos ríos ubicados en la selva Amzónica y la Zona Andina de Colombia y, dado el caso, se estimaron los parámetros asociados a estas distribuciones por medio de la Distribucion Generalizada de Pareto.

Se implementan y calibran dos modelos de desagregación (espacial y espacio temporal) para la precipitación tropical, basados en el concepto de cascadas aleatorias multiplicativas. Se compara la respuesta de los caudales producidos en una cuenca hidrográfica ante tales tormentas usando un modelo hidrológico distribuido.

Se implementan tres metodologías para el pronóstico de caudales medios mensuales en cuatro ríos de Antioquia (Nare, Guatapé, Guadalupe y Río Grande II): (i) el método no paramétrico MARS ("Multivariate Adaptative Regresion Splines"), (ii) un método ARIMA generalizado no paramétrico, y (iii) el método paramétrico de "Holt-Winters" durante el período 1990-2004. El método MARS permite incorporar la persistencia hidrológica y la influencia de fenómenos macroclimáticos como el ENSO. Se evalúan los métodos de predicción usando intervalos de pronóstico de 1 mes, para horizontes de pronóstico de 12 meses.

A partir de datos de precipitación de radar obtenidos por la campaña de mediciones WETAMC/LBA (enero y febrero de 1999) se analiza el escalamiento espacial de la lluvia en el suroeste de la Amazonía brasileña usando varias de las metodologías existentes. Los resultados obtenidos muestran un fuerte control tanto del ciclo diurno de la precipitación como del régimen climático predominante de gran escala sobre los parámetros estadísticos calculados, y sugieren la existencia de una fuerte relación entre la física de los procesos convectivos responsables de la lluvia en dicho sector de la Amazonía y la estadistica que los describe.

Se presentan relaciones potenciales entre el caudal líquido promedio y el caudal de sedimentos en suspensión para 204 estaciones de registros mensuales en Colombia, durante el período 1990-1993. Se estimaron los parámetros alfa y beta y se encontró que sus valores en la relación potencial están determinados por la influencia de El Niño (1991-92.

Se aplica una metodología para la estimación de eventos extremos de caudales máximos diarios en ríos de Colombia, mediante el uso de funciones de distribución de probabilidades mixtas que representan mejor el comportamiento de la hidrología a nivel interanual. Se concluye que es necesario modelar el comportamiento de caudales máximos con funciones de probabilidad mixtas que consideren las dos fases del ENSO. Este enfoque hace necesario replantear los análisis tradicionales de caudales extremos de distinto período de retorno en tareas de diseño hidrológico.

Se estimaron caudales medios y extremos en la cuenca del río Amazonas usando balances hidrológicos de largo plazo y escalamiento estadístico de procesos hidrológicos. En el cálculo de estos balances se considera la variabilidad e espacial de los campos hidrológicos. Se construyeron mapas de la media y la desviación estándar de los caudales máximos y mínimos anuales sobre la red de drenaje del río Amazonas, considerando 6 métodos de estimación de la evaporación real: Choudhury, Coutagne, Morton, Penman, Turc y Zhang, y regionalizando para 6 cuencas: Amazonas, Solimoes, Madeira, Negro, Xingu y Tapajos.

Evaluamos la disponibilidad potencial del recurso hídrico en Colombia mediante la estimación del desorden en las series de intensidad de la precipitación y de su distribución durante el año. Para cuantificar el grado de desorden se utiliza el concepto de entropía a partir de dos enfoques representados por la entropía de intensidad (EI) y la entropía de repartición (ER). La primera mide el desorden para el registro completo de precipitación, y la segunda mide el desorden en la distribución mensual de la cantidad de agua disponible por precipitación durante todo el año. Tales medidas de la entropía (EI y ER) permiten establecer criterios para clasificar la disponibilidad potencial del recurso hídrico, usando algoritmos de clasificación simple y de agrupamiento por centroides (�k-Means clustering�). Para el análisis se ha usado información de registros mensuales de precipitación en 108 estaciones de Colombia. Los resultados permiten clasificar las zonas húmedas y las zonas áridas para el territorio Colombiano.

Se reproduce un modelo matemático de tipo autómata celular, que simplifica los procesos hidrológicos y considera las interacciones suelo¿atmósfera, para analizar el balance hidrológico sobre una región hipotética, así como las series temporales resultantes de humedad del suelo, evapotranspiración, precipitación promedio y escorrentía, y la estructura espacial de la humedad del suelo y de la precipitación. La presencia de interacciones suelo ¿atmósfera produce invarianza con la escala espacial y temporal en la precipitación, similares a las observadas en datos reales. La humedad del suelo presenta invarianza con la escala independientemente de la intensidad de la interacción suelo¿atmósfera. En simulaciones de largo plazo que involucran ciclos anuales e interanuales que representan la dinámica real de la precipitación se observa que las series generadas con el modelo exhiben comportamientos estadísticos semejantes a los datos observados.

Se estudia el efecto de la variación de la escala temporal en el comportamiento de la precipitación en Colombia, mediante análisis de Funciones Ortogonales Empíricas (FOE) y de Transformada en Onditas, usando registros en tres escalas temporales: (i) mensuales durante el período Diciembre de 1976- Febrero de 1996, en 41 estaciones de medición, (ii) diarios durante el período Noviembre 1982-Enero de 1992, en 28 estaciones, y (iii) diarios filtrados en la banda intraestacional 20-110 días, durante el período comprendido entre Noviembre 26 de 1982 y Enero 1 de 1992, en 28 estaciones. Los resultados para (i) muestran que la primera FOE explica el 90% de la varianza, lo que está asociado con la periodicidad anual y semi-anual de la oscilación meridional de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). La transformada en ondita de las primeras cuatro Componentes Principales (CP) muestran bandas espectrales significativas de 4 a 8 y 8 a 16 meses, cuya importancia relativa varía con el tiempo. Los resultados de (ii) muestran que la primera FOE explica el 28.4% de la varianza, y la segunda el 6.7%, requiriéndose 15 FOEs para explicar el 70% de la varianza total. El espectro en ondita muestra una banda significativa de 120-25 días, asociada con el ciclo semi-anual, además de una banda de 8-64 días, que corresponde a la variabilidad intra-anual asociada con las ondas del este y la oscilación de 30-60 días (oscilación de Madden-Julian). Los resultados para (iii) indican que las tres primeras FOEs explican el 9.4%, 8.4% y 8.1% de la varianza, respectivamente, requiriéndose 15 FOEs para explicar el 70% de la varianza total. El espectro de potencias en ondita muestra bandas espectrales intermitentes significativas en el rango entre 2 y 120 días. Estos resultados evidencian la pérdida de estructura (coherencia espacial y regional) a medida que se disminuye la escala temporal de la precipitación en los Andes de Colombia.

En la búsqueda de nuevas alternativas para el abastecimiento de agua potable para viviendas rurales y comunidades aisladas, se realiza la exploración de la disponibilidad de agua lluvia en una región del centro-occidente de Colombia, a través de una metodología propuesta. Basados principalmente en la disponibilidad de información, se selecciona un contexto geográfico para aplicar la metodología y se describe el ámbito climático principalmente representado por los ciclos anuales de lluvia y la distribución espacial de la misma en el área de estudio. La metodología para evaluar la potencialidad en cantidad de los sistemas de abastecimiento de agua, se basa en la regla Normal de Operación orientada a la regulación de fracciones de la lámina media diaria precipitada sobre 1 m2 de área horizontal de captación, la cual permite encontrar el volumen de almacenamiento requerido para garantizar un suministro diario con una confiabilidad a. Este procedimiento obedece a un proceso iterativo de cálculo. Con el fin de generalizar la aplicación de los resultados se construyen curvas de regulación adimensionales, se analiza la operación del sistema y se realiza la aplicación ingenieril de dimensionamiento del almacenamiento requerido para una condición especial con información histórica de lluvia.

Se realiza un diagnóstico de las condiciones climáticas que originaron, mantuvieron y culminaron El Niño 2002-2003. Las primeras señales de calentamiento aparecieron a comienzos del año 2002 y se hicieron evidentes a partir de mayo del mismo año, el evento tuvo su fase pico en noviembre-diciembre de ese año, fecha a partir de la cual comenzó a decaer. Las anomalías se manifestaron tanto en variables oceánicas y atmosféricas como la temperatura superficial del mar, vientos superficiales y profundidad de la termoclina. El evento fue de una intensidad moderada con anomalías de temperatura superficial del mar que no superaron los 2.5°C. Adicionalmente se presentan los resultados de la predicción de las anomalías de temperatura superficial en las regiones clásicas El Niño utilizando el Modelo Lineal Inverso. Se consideraron varios casos de pronósticos que involucran el mes de inicio de la predicción (3,6,9, y 12 meses antes de la aparición del evento). Los resultados muestran un calentamiento del Pacífico para el caso de 6 meses, sin embargo la amplitud de las anomalías apenas alcanzó los 0.7°C. El caso de 3 meses es crítico pues involucra pronóstico durante la primavera del hemisferio norte (barreara de la predecibilidad), lo cual representa un gran reto para los investigadores pues durante esta época resulta particularmente difícil realizar pronósticos acertados. Para 9 y 12 meses, las deficiencias se atribuyen a la memoria de los procesos involucrados ya que son periodos de tiempo más largos.

RESUMEN: Se estudia el efecto de la variación de la escala temporal en el comportamiento de la precipitación en Colombia, mediante análisis de Funciones Ortogonales Empíricas (FOE) y de Transformada en Onditas, usando registros en tres escalas temporales: (i) mensuales durante el período Diciembre de 1976Febrero de 1996, en 41 estaciones de medición, (ii) diarios durante el período Noviembre 1982Enero de 1992, en 28 estaciones, y (iii) diarios filtrados en la banda intraestacional 20110 días, durante el período comprendido entre Noviembre 26 de 1982 y Enero 1 de 1992, en 28 estaciones. Los resultados para (i) muestran que la primera FOE explica el 90% de la varianza, lo que está asociado con la periodicidad anual y semianual de la oscilación meridional de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). La transformada en ondita de las primeras cuatro Componentes Principales (CP) muestran bandas espectrales significativas de 4 a 8 y 8 a 16 meses, cuya importancia relativa varía con el tiempo. Los resultados de (ii) muestran que la primera FOE explica el 28.4% de la varianza, y la segunda el 6.7%, requiriéndose 15 FOEs para explicar el 70% de la varianza total. El espectro en ondita muestra una banda significativa de 12025 días, asociada con el ciclo semianual, además de una banda de 864 días, que corresponde a la variabilidad intraanual asociada con las ondas del este y la oscilación de 3060 días (oscilación de MaddenJulian). Los resultados para (iii) indican que las tres primeras FOEs explican el 9.4%, 8.4% y 8.1% de la varianza, respectivamente, requiriéndose 15 FOEs para explicar el 70% de la varianza total. El espectro de potencias en ondita muestra bandas espectrales intermitentes significativas en el rango entre 2 y 120 días. Estos resultados evidencian la pérdida de estructura (coherencia espacial y regional) a medida que se disminuye la escala temporal de la precipitación en los Andes de Colombia.

Con base en cinco años de información (1998-2002) del sensor de precipitación (PR) de la misión TRMM se estimó el ciclo diurno anual de frecuencia de eventos de tormenta y el ciclo diurno espacial de intensidad de precipitación y su respectivas variaciones dentro del ciclo anual. Se analizan estas variables en una región que contiene todo el territorio Colombiano y el océano Pacífico cercano. Se analizaron y encontraron diferencias significativas entre áreas oceánicas y terrestres.

El número adimensional de Budyko, B resume el balance entre la disponibilidad hídrica (P) y la disponibilidad energética (PET) y ha sido empleado para caracterizar la disponibilidad hídrica de las plantas y la aridez y la productividad primaria neta de los ecosistemas. En este trabajo se presentan los mapas de la estimación del número de Budyko para Colombia a escala de 5 minutos, y para Antioquia a escala de 30 segundos de arco, implementando diversos métodos para la estimación de la evaporación potencial anual. Se concluye que en Colombia predomina la vegetación limitada por energía.

Se investiga el efecto de las dos fases del fenómeno El Niño/Oscilación del Sur (ENSO) sobre el ajuste de funciones de distribución de probabilidad potenciales y sobre la estimación del exponente de Hurst en registros de intensidad de lluvia de 6 pluviógrafos sobre los Andes Colombianos, con resolución temporal de 15 minutos. Los resultados permiten concluir que se ajustan leyes potenciales del tipo (YaXb), lo que significa invarianza de escala y existencia de colas pesadas en la magnitud y duración de las tormentas y en la duración de periodos secos.

Se estudia la variabilidad de las anomalías estandarizadas de los caudales medios mensuales con respecto al área de drenaje de la cuenca, usando registros históricos de caudales medios mensuales sobre estaciones localizadas a lo largo del cauce principal de las cuencas de los ríos Magdalena-Cauca en Colombia y Tocantins-Purus en Brasil. Las anomalías estandarizadas se definen como las desviaciones de los caudales con respecto a la media del mes, escalados por la desviación típica mensual.

En la búsqueda de nuevas alternativas para el abastecimiento de agua potable para viviendas rurales y comunidades aisladas, se realiza la exploración de la disponibilidad de agua lluvia en una región del centro-occidente de Colombia, a través de una metodología propuesta. Basados principalmente en la disponibilidad de información, se selecciona un contexto geográfico para aplicar la metodología y se describe el ámbito climático principalmente representado por los ciclos anuales de lluvia y la distribución espacial de la misma en el área de estudio.

Se estudian los ciclos diurno y anual de la humedad relativa en 17 aeropuertos de Colombia, durante el período 1973-1993. Se analiza el ciclo diurno promedio de largo plazo, su variabilidad de acuerdo con la ubicación y la influencia que tienen sobre éste los ciclos anuales de la precipitación y de la temperatura. Para la humedad relativa (HR) se evidencian ciclos anuales bimodales con máximos en Abril-Mayo-Junio y Septiembre-Octubre-Noviembre (un poco mayores), y valores mínimos durante Julio-Agosto.

Se estudió la variabilidad de la escala de fluctuación de caudales medios mensuales con el área de la cuenca de drenaje. El caso de estudio se aplicó a series de caudales medios mensuales en estaciones de medición localizadas a lo largo de la cuenca del río Tocantins en Brasil. La estimación de la escala de fluctuación se realizó usando: (i) el autocorrelograma, (ii) la función de varianza, y (iii) la función de densidad espectral de área unitaria, evaluada en la frecuencia cero.

Se uso información de la Misión para la Medición de la LLuvia Tropical (TRMM), Imágenes de Microondas y Radar de Precipitación (TMI y PR), para desarrollar una clasificación cuantitativa de los Sistemas Convectivos de Mesoscala (SCM). Tal clasificación hizo posible extraer diferentes rasgos asociados a la precipitación de la convección en la mesoscala y su ciclo diurno durante el período 1998-2002. Se confirma que estos SCM representan en volumen, alrededor de el 70 del total de la precipitación clasificada.

Se estudian los patrones de escalamiento espacial bi-dimensional de tormentas intensas desarrolladas dentro de sistemas convectivos de meso-escal(SCM) sobre Colombia y el Pacífico Oriental, durante 1998, usando información de satélite de la misión TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission). Para caracterizar la variabilidad espacial de la precipitación con respecto a la escala espacial, se han usado herramientas de cuantificación de las propiedades estadísticas de escalamiento simple y múltiple de campos aleatorios, tales como el espectro de potencias de Fourier en dos dimensiones y el análisis de escalamiento de la función de estructura.

Se presenta un análisis de las implicaciones hidrológicas de la serie crítica definida para el Sistema Interconectado Nacional por parte de la Comisión de Regulación de Energía y Gas - CREG - para el Sector Eléctrico Colombiano. La serie propuesta se analiza desde su consistencia física y estadística. Se presentan análisis de persistencia, variabilidad, regulación, probabilidades de transición, balances, enfasamiento con el fenómeno de El Niño, relaciones espaciales, probabilidad de ocurrencia y uso conjunto.

Se presenta una síntesis de estimación de caudales mínimos en Colombia, involucrando sus causas físicas: fenómenos macroclimáticos y persistencia hidrológica, y un enfoque para su estimación con diferentes períodos de retorno, el cual combina el balance hídrico de largo plazo con ideas de escalamiento de procesos estocásticos. El fenómeno El Niño esta asociado con la ocurrencia de sequías y anomalías negativas de precipitación y, por tanto, con la ocurrencia de los caudales mínimos. Los efectos hidrológicos del fenómeno El Niño/Oscilación de Sur, ponen de presente el carácter no estacionario de la variabilidad hidrológica.

Se usa un filtro matemático de base física para la separación del flujo base a escala diaria, en 5 cuencas de Colombia: Carare, La Vieja, Nechí,Patía y Rancheria. El método esta basado en un balance de masa en la ladera, que es extrapolado a la escala de la cuenca y requiere la estimación de 4 parámetros, 3 se evalúan a partir de información diaria de precipitación y caudal sobre la cuenca. Los resultados de la aplicación del filtro establecen que la informacion de la distribucion espacial de la precipitación sobre la cuenca es de la mayor relevancia para garantizar un mejor desempeno del filtro que estima el flujo base.

Los Sistemas Convectivos de Mesoescala (SCM) se desarrollan frecuentemente sobre la parte más oriental del océano Pacífico y en diferentes regiones del trópico Americano. Su génesis, dinámica y ambientes atmosféricos no son bien conocidos. Se usó información de la Misión para la Medición de la Lluvia Tropical (TRMM), de Imágenes de Microondas y Radar de Precipitación (TMI y PR), para efectuar una clasificación cuantitativa de los sistemas de tormentas con y sin la presencia de SCM.

Se presentan los resultados de la aplicación de un filtro matemático de base física para la separación de flujo en siete cuencas de Colombia: Atrato, Carare, La Vieja, Magdalena, Nechí y Patía. La metodología seguida es un filtro propuesto por Furey y Gupta (2001),basado en un balance de masa en la ladera que requiere la estimación de cuatro parámetros, tres de los cuales se evalúan a partir de información de precipitación y caudal sobre la cuenca.

Se implementa un modelo de balance hidrológico orientado a estudiar la dinámica del Complejo Lagunar de la Ciénaga Grande de Santa Marta (CGSM). El modelo simula la evolución temporal (con resolución de media hora) de niveles de agua y salinidades en 23 cuerpos de agua, para un horizonte de simulación de 30 años. Las relaciones topólogicas de ciénagas y canales de conexión, necesarias para la estimación de los flujos de transferencia entre cuerpos de agua, fueron construidas con información de campañas de aforos, batimetrías e imágenes de satélite. Para estudiar la interacción entre el mar Caribe y la CGSM, se determinan los armónicos constitutivos de la onda de marea y se describe el comportamiento morfológico de la conexión entre ambos sistemas en "La Boca de la Barra".

El Índice Diferencial Normalizado de Vegetación (NDVI) ha sido utilizado ampliamente como una medida de la actividad vegetal y para la estimación de variables hidrológicas, como la evapotranspiración. Para caracterizar y cuantificar la dependencia de la variabilidad espacial del campo de NDVI con respecto a la escala, sobre la cuenca Amazónica, se utilizan herramientas de cuantificación de las propiedades estadísticas de escalamiento simple y múltiple de campos aleatorios, como el espectro de potencias de Fourier en dos dimensiones y el análisis del escalamiento de los momentos. La cuantificación se efectúa para los campos mensuales del periodo 1982 a 1993 a una resolución espacial de 8km.

Se estudia la dinámica temporal de la humedad de suelo y su Función de Distribución de Probabilidades (FDP), mediante un modelo estocástico basado en el balance de agua en un punto. Se derivan las características cualitativas y cuantitativas de la humedad del suelo en la zona cafetera de Colombia y su variabilidad durante los ciclos anual e interanual de precipitación; y se estudian las diferencias de estas respuestas para cobertura de bosque, café al sol café a la sombra.

Se estudian las mareas atmosféricas en los registros horarios de presión atmosférica superficial de los municipios de Guatapé y Girardota (Antioquia). Se utiliza la transformada de onditas, la transformada de Fourie y un análisis armónico sencillo. Los resultados muestran que la marea (oscilación) semidiurna de la presión atmosférica predomina sobre la oscilación diurna. Los análisis de Fourier y de armónicos confirman que se encuentran mayores valores de la amplitud para la oscilación semidiurna,que oscilan alrededor de 1hPa.