Tesis Postgrado

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Oceanografía del fiordo Aysén y flujos residuales en su boca
(Universidad de Valparaíso, 2006) Salcedo Castro, Julio César; Sievers Czischcke, Hellmuth
Se realizó un análisis de la variabilidad espacial y temporal de las características oceanográficas físicas en el fiordo Aysén, utilizando los datos obtenidos en 5 cruceros realizados entre 1991 y 1992. Usando estos mismos datos, se estimó la circulación estuarina e intermedia en la boca del fiordo, a partir de parámetros morfométricos y valores característicos de salinidad, caudal del río y vientos locales, complementando con información obtenida en los cruceros Cimar 1, 4 y 7 Fiordos. Los resultados mostraron que las principales características en la distribución horizontal de la temperatura, salinidad y densidad son la influencia del río Aysén en tercio superior del fiordo y la presencia de un frente en la zona de la isla de Santa Elena, mientras que la distribución vertical estuvo compuesta por una capa profunda más estable y constituida principalmente por ASAAM. Además, se pudo apreciar en las campañas de verano la presencia de una inversión térmica en torno a los 25 m de profundidad, en la mitad superior del fiordo, y una obstrucción al transporte de la capa superficial en un umbral situado en la entrada del canal Pilcomayo. La circulación estuarina presentó valores de grosor (1,43 m) y salinidad (11,02 psu) de la capa superficial comparables a los observados en los 5 cruceros analizados, mientras que la circulación intermedia fue dos órdenes de magnitud mayor a ésta, a pesar de haber obtenido un valor de ΔM (forzante de la circulación intermedia) similar a otros fiordos. Esto se debe al valor del coeficiente empírico β que aparece en la fórmula y que debe ser determinado para cada área en particular. Se analizaron tres series de tiempo de velocidad de la corriente en un anclaje de tres correntómetros instalado en la boca del fiordo Aysén, entre octubre y noviembre de 1996, obteniendo los flujos residuales y relacionando el flujo superficial con la variación de la salinidad y el caudal del río Aysén. Los resultados obtenidos confirmarían la estructura de 3 capas previamente propuesta para el fiordo Aysén, ya que a 6 y 120 m de profundidad se observaron flujos residuales de salida, mientras que a 55 m se registraron débiles corrientes con un flujo residual también de salida y que correspondería a la transición entre una capa intermedia de ingreso hacia el fiordo y la capa profunda de salida. El fiordo Aysén fue clasificado como un estuario parcialmente mezclado en su boca, de acuerdo al esquema de Hansen & Rattay (1966). Por otra parte, según la clasificación de fiordos propuesta por Stigebrandt (1981), el fiordo Aysén corresponde al tipo N (Normal).
Variabilidad de las masas de agua y frentes en las cercanías de las islas Shetland del Sur, Antártica
(Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, 2009) Henríquez Pastene, Cristián Alfredo; Hormazábal Fritz, Samuel
En el presente trabajo se analizó la variabilidad espacio-temporal del frente superficial asociado al talud continental en las cercanías de las islas Shetland del Sur, haciendo uso de información de veintiocho cruceros oceanográficos efectuados en el verano austral del periodo 1990–2004, provenientes del programa “Antarctic Marine Living Resources” (AMLR). Dicha información fue complementada con más de cuatro décadas de información de reanálisis de los campos de temperatura y salinidad, y tres décadas de información de cobertura de hielo provenientes de la misión satelital Nimbus-7. Se realizó un análisis EOF a los campos de temperatura, salinidad y densidad, considerando una capa superficial (10–60 m) y otra profunda (150–750 m). En la capa superficial (profunda), el primer modo explicó el 50% (47,4%), 50,4% (37,7%) y 51,3% (51,7%) de la variabilidad de temperatura, salinidad y densidad, respectivamente. Correlaciones significativas fueron encontradas entre las componentes principales y los índices atmosféricos del SOI y el SAM. Las máximas correlaciones del SOI con la primera componente principal (CP1) de temperatura (0,77), salinidad (0,77) y densidad (0,81) en la capa superficial, y de temperatura (0,59) y salinidad (0,59) en la capa profunda, se obtuvieron con rezagos del orden de 26-28 meses. Las máximas correlaciones del SAM con la CP1 de la temperatura (-0,55) y densidad (-0,53) en la capa superficial, y de temperatura (-0,78) y salinidad (-0,73) en la capa profunda, se obtuvieron con rezagos del orden de 3 meses, mientras que con salinidad superficial (-0,63) el rezago fue de 17 meses. La estructura espacial del primer modo de la EOF muestra una estructura asociada al frente superficial en la capa superior y al frente del Límite Sur de la Corriente Circumpolar Antártica (“South Boundary Antarctic Circumpolar Current”, SBACC) en la capa profunda. Adicionalmente, se realizó un análisis de Multitaper Method–Singular Value Descomposition a los datos de concentración de hielo y reanálisis oceánico. Con este método se identificó una banda de variabilidad interanual (3–6 años) significativa en el campo de temperatura y concentración de hielo, la cual fue posible vincular al ENOS y a la onda circumpolar Antártica. En dicha banda se encontraron señales propagándose hacia el este con velocidades del orden de 7–8 cm s-1, consistentes con la onda circumpolar descrita por White & Peterson (1996). Al mismo tiempo, una banda de variabilidad cuasidecadal (8–15 años) significativa se encontró en el campo de temperatura, concentración de hielo y salinidad, la cual se vinculó con un patrón de oscilación cuasiestacionario centrado en el mar de Ross y el mar de Weddell.
Significado paleoambiental y paleoecológico de la fauna marina del plioceno de la Formación Horcón, Región de Valparaíso, Chile central
(Universidad de Valparaíso, 2011) Carrillo Briceño, Jorge Domingo; Landaeta Díaz, Mauricio
La Formación Horcón corresponde a una unidad geológica, caracterizada principalmente por una litología compuesta de areniscas poco consolidadas, las cuales fueron depositadas en un ambiente completamente marino durante el Plioceno superior. Esta Formación aflora en superficie, en forma de estratos subhorizontales, en los acantilados costeros que se encuentran entre la caleta Horcón y Maitencillo, en la Comuna de Puchuncaví. En el siguiente trabajo, se realiza un análisis del registro paleontológico de la fauna marina recolectada para la Formación Horcón, discutiéndose la importancia que los mismos representan como indicadores bioestratigráficos y paleoambientales. El material fósil fue recolectado en prospecciones superficiales, y preparado bajo técnicas paleontológicas que permitieron su identificación taxonómica, la cual se basó, en la comparación con ejemplares actuales y fósiles depositados en colecciones nacionales y extranjeras. El ensamble faunístico registrado está caracterizado por un total de 60 taxa de invertebrados y vertebrados, correspondientes a 6 phyla, 12 clases, 32 órdenes, 48 familias y 46 géneros. El análisis de las características sedimentarias, condiciones tafonómicas e inferencias paleoecológicas de los taxa fósiles reconocidos, en especial aquellos asociados al medio bentónico demersal, permitieron ratificar un ambiente de depositación sobre una zona nerítica de aguas someras. El patrón de distribución biogeográfica de los actuales taxa, utilizados como referencia comparativa con sus congéneres fósiles reconocidos para la Formación Horcón, demuestran que las mismas están asociadas a condiciones más parecidas a las actuales en el Pacífico suroriental, relacionadas con las condiciones imperante actualmente en la Provincia Perú-Chile. Sin embargo, la mayor parte de los condrictios fósiles reconocidos, permiten inferir que las condiciones climáticas frente a la costa de Chile central durante el Plioceno superior, deberían haber estado caracterizadas por la presencia de aguas más cálidas que las que se encuentran actualmente frente a la zona. Toda esta información incrementa y actualiza el registro fósil conocido hasta el momento para la Formación Horcón, ampliándose el conocimiento sobre la diversidad y paleobiogeografía de las biotas marinas del Neógeno superior de Chile y de la costa Pacífica de América del Sur.
Análisis temporal de poblaciones de Porphyra spp. (Rhodophyta, Bangiophyceae) de la bahía de Valparaíso y su relación con las variables ambientales
(Universidad de Valparaíso, 2012) Muñoz Muga, Pilar Lorena; Romo Donoso, Héctor
Las regiones costeras de los océanos están dominadas por macroalgas, cuya morfología, reproducción y ocurrencia depende de factores físicos y biológicos del medio, al que contribuyen como productores primarios y proporcionan estructura comunitaria. El interés de este grupo como recurso económico ha ido en aumento, sin embargo aún no existe claridad sobre su estatus taxonómico. Una forma de dilucidar este problema es a través de la fenología, estudio de los eventos periódicos de los ciclos de vida y cómo estos son influenciados por las variaciones estacionales del clima. En el intermareal rocoso de la bahía de Valparaíso crecen, en un gradiente vertical, tres especies de Porphyra con potencial de comercializarse como “nori”: P. linearis Greville, P. pseudolinearis Ueda y P. woolhousiae Harvey. Además existe evidencia ecológica y molecular de la existencia de posibles morfotipos por efectos microclimáticos en este género. Los antecedentes mencionados hacen necesaria una investigación temporal para aclarar los caracteres de estas tres especies. Los objetivos de esta tesis son: i) describir la variación temporal de las condiciones ambientales de la bahía; ii) caracterizar los gametofitos de Porphyra spp. según su morfología, reproducción y ecología; iii) analizar temporalmente estas características; y, iv) relacionar la estacionalidad de Porphyra spp. con las variables ambientales. Los valores de las variables ambientales (radiación solar global, intensidad de vientos, temperatura atmosférica, temperatura superficial del mar, precipitaciones, caudal del río Aconcagua) de la bahía de Valparaíso (33°00’S; 71°35’W) se obtuvieron desde bases de datos regionales. De enero a diciembre de 2006 se localizaron poblaciones de Porphyra spp. en cuatro localidades de la bahía. El material recolectado fue herborizado registrando su ubicación vertical. A partir del herbario se identificaron las especies y se seleccionaron los individuos para el estudio morfológico (talla, base) y reproductivo (maduración, tipo de reproducción, sexo, esfuerzo reproductivo), antecedentes que se ingresaron a la base de datos. Los análisis estadísticos consistieron en estadística descriptiva seguida por ANOVA (datos cuantitativos) y prueba de \(\chi^2\) (datos cualitativos), con lo que se hicieron las comparaciones interespecíficas y temporales. La estacionalidad de las poblaciones (abundancia) se relacionó con las variables ambientales mediante el coeficiente de correlación de Pearson y el coeficiente de determinación. La bahía de Valparaíso presenta una fuerte estacionalidad de sus condiciones ambientales, presentando la mayoría de ellas (radiación solar, temperatura, caudal) máximos estivales. Se destacan las anomalías positivas observadas durante 2006 en temperatura y caudal. Los individuos de Porphyra spp. se diferencian significativamente en la mayoría de sus características taxonómicas (talla, base, estado de maduración, sexo, esfuerzo reproductivo dioico y ubicación vertical), pero estas no son estables temporalmente. La estacionalidad de las poblaciones de P. linearis, P. pseudolinearis y P. woolhousiae es el resultado de una compleja interacción de las variables ambientales de la bahía. Estadísticamente, la mejor correlación involucra a la temperatura atmosférica, la intensidad de los vientos y el caudal del río, respectivamente para cada especie.
Interacciones biofísicas entre circulación costera y dinámica poblacional de la almeja Venus antiqua (King y Broderip, 1835) en la Bahía de Ancud, Chile
(Universidad de Valparaíso, 2015) Techeira Tapia, Carlos René; Landaeta Diaz, Mauricio
The study aims at coupling the hydrodynamic modeling of the dispersion of early life stages of V. Antiqua with its population structure and distribution on discrete banks of the Ancud Bay over a time series spanning 26 years using data obtained through the monitoring of the fishing activity. To this goal a selection and characterization of the main fishing grounds was undertaken and the resulting georeferenced data was used for the simulation of recruitment dynamics using the Mike 3 3D software framework. The simulation included testing different scenarios for particle dispersal, with a permanency of 25-30 days in the water column (approximately the period of the larval phase of V. antiqua) with and without diel vertical migration and the releasing from the bottom and spring period. The results of both scenarios were similar in the sense that both pointed towards low dispersion from the releasing source says more closely on stage with diel vertical migration. The results were consistent with the population characteristics of the bank, showing different patterns in recruitment for the age group 3, which is the age of recruitment used throughout historical monitoring. The absence of correlation of the recruitment patterns among banks led to hypothesize that V. antiqua is structure as a metapopulation in the Bay of Ancud resulting from the modeled hydrodynamic coupling patterns. We conclude that the functioning of the metapopulation structure is disrupted by overexploitation.
Growth and mortality of larval anchoveta Engraulis ringens, in northern Chile during winter and their relationship with coastal hydrographic conditions
(Universidad de Valparaíso, 2016) Henríquez Pastene, Cristián Alfredo; Hormazábal Fritz, Samuel
Larval growth, age, growth effect and instantaneous mortality were estimated inanchoveta, Engraulis ringens, collected biweekly during the austral winter of 2014 innearshore waters off Bay of Antofagasta (23°410 W –70°300 S), northern Chile.Through measuring standard length (SL) and sagitta microstructure analysis, it wasestimated that the growth rate of E. ringens larvae decreased from June (0.85 mm day 1) to August (0.50 mm day 1). However, the water temperature was homogeneous during the sampling dates (14.6, 15.2, 14.4, and 14.6°C), suggesting that the decelerating larval growth was not linked to changes in sea temperature. Additionally, larvae with slow growth have larger otoliths compared with con specifics with fast growth (growth effect). Larval mortality rates tended to decrease until the middle of July (0.18 per day) but increased to 0.25 per day in early August, which coincided with lower food availability (i.e., chlorophyll-a, 2.7–5.6 mg m 3) and a high occurrence of smaller larvae (1.58–11.5 mm). Partial least squares analysis indicates low covariance between the biological and oceanographic variables (PLS: 11.71%), suggesting that other factors, such as parental effects, may explain the abrupt decrease in the larval growth rates.
Benthic food distribution as a predictor of the spatial distribution for shorebirds in a wetland of central Chile
(Revista de Biología Marina y Oceanografía, 2016) Pérez Vargas, Alfredo; Bernal, Mariano; Delgadillo Recabarren, Camila; González Navarro, Eduardo; Landaeta Díaz, Mauricio
Coastal landscapes of central Chile are important places for species of resident and migratory shorebirds. Estuarine environments are critical habitats that provide resting places and food resources for large concentrations of shorebirds to replenish their energy during their migration. We hypothesized that shorebirds choose particular habitats based on food availability in a tidal wetland of Aconcagua River, central Chile. We evaluated composition and abundance of benthic ensemble in foraging areas, and its local spatial distributions in these foraging areas. The main prediction was that selected trophic items may reflect the main distribution of shorebirds. The total benthic invertebrates registered were 11,514 individuals, corresponding to 25 taxa, being crustaceans, polychaetes, oligochaetes, and insects the major taxonomic groups. The total and foraging shorebirds registered were 2,105 and 1,136 individuals, respectively; corresponding to 18 species belonged to 4 Families: Charadriidae, Haematopodidae, Recurvirostridae and Scolopacidae. Tidal flats around the study site exhibit non random spatial distributions of feeding shorebirds, responding to food availability within the Aconcagua river wetland. Our integrated analysis showed significant differences between tidal flat areas based on abundance and composition of benthic trophic items (mediated by sediment characteristics), and some relationships between foraging shorebirds and trophic items in particular tidal flat areas. These results have implications for shorebird conservation and future wetland management, mainly in relation to environmental changes and other causes of habitat loss and destruction linked with worldwide decline in many shorebird populations.
Atlas de Fitoplancton
(Universidad de Valparaíso, 2017) Espinoza Navarrete, Jaime; Amaya Monterrosa, Oscar; Quintanilla Quintanilla, Cesiah; Cáceres Muñoz, Mario
El personal del Laboratorio de Toxinas Marinas de la Universidad de El Salvador ha generado material que usted tiene en sus manos. Es producto de años dedicados al monitoreo de fitoplancton marino de toda la costa salvadoreña, se ilustran 70 imágenes de microalgas seleccionadas por su frecuencia de aparición, de un total de 200 identificadas en cinco años. Elevadas densidades de estas especies pueden producir Floraciones Algales Nocivas, mejor conocidas en nuestro país como “Mareas Rojas”, algunas de ellas producen toxinas. Una descripción, tipo de toxicidad asociada y distribución geográfica se hace de cada especie de microalga. Se han dedicado cientos de horas en observaciones al microscopio para su identificación taxonómica y dimensionar las especies de fitoplancton hasta el orden de los micrómetros (10⁻⁶ metros). A simple vista no logramos ver estas microalgas, pero están allí, jugando un vital papel en el inicio de la cadena alimentaria del mar, al multiplicarse rápidamente pueden cambiar la coloración del agua y formar las mareas rojas. Este conocimiento interdisciplinario, lo ponemos a disposición de la población estudiantil en todos los niveles del sistema educativo público y privado, maestros en ciencias y público en general, con el fin de visualizar especies de fitoplancton marino que pueden producir mareas rojas. El Salvador como país costero está continuamente amenazado por la aparición de las mareas rojas, las cuales han aumentado su frecuencia e intensidad en la última década, causando daños en la salud de la población por consumo de alimentos marinos contaminados con biotoxinas marinas, además de causar impactos negativos en la economía y en el ambiente marino. Es necesario investigar los microorganismos marinos y toxicidad asociada para reducir los riesgos a la salud pública y posiblemente salvaguardar vidas humanas.
Effect of ENSO on the distribution and concentration of catches and reproductive activity of anchovy Engraulis ringens in northern Chile
(Universidad de Valparaíso, 2017) Hernández Santoro, Carola; Landaeta Díaz, Mauricio
Anchovy makes up 90% of pelagic fishery catches in northern Chile. For the present work, anchovy (Engraulis ringens, Jenyns 1842) catches between 1997 and 2016 were analyzed to determine changes in distribution, concentration, and reproductive behavior before, during, and after ENSO events, using spatial indexes: gravity center (GC), inertia, coverage (CI), Gini index, and gonadosomatic index (GI). At the start of ENSO, anchovy catches increased and concentrated along the coast (rising Gini index), while CI decreased. During ENSO, Gini decreased, registering a southward displacement of the GC and smaller catches. In the long run, anchovy occupied les ser area (
Growth and mortality of larval anchoveta Engraulis ringens, in northern Chile during winter and their relationship with coastal hydrographic conditions
(Fisheries Oceanography, 2017) Conteras Herrera, Jorge; Rodriguez Valentino, Camilo; Landaeta Díaz, Mauricio; Plaza, Guido; Castillo Silva, Manuel; Alvarado Niño, Mónica
Larval growth, age, growth effect and instantaneous mortality were estimated in anchoveta, Engraulis ringens, collected biweekly during the austral winter of 2014 in nearshore waters off Bay of Antofagasta (23°41′W–70°30′S), northern Chile. Through measuring standard length (SL) and sagitta microstructure analysis, it was estimated that the growth rate of E. ringens larvae decreased from June (0.85 mm day−1) to August (0.50 mm day−1). However, the water temperature was homogeneous during the sampling dates (14.6, 15.2, 14.4, and 14.6°C), suggesting that the decelerating larval growth was not linked to changes in sea temperature. Additionally, larvae with slow growth have larger otoliths compared with conspecifics with fast growth (growth effect). Larval mortality rates tended to decrease until the middle of July (0.18 per day) but increased to 0.25 per day in early August, which coincided with lower food availability (i.e., chlorophyll-a, 2.7–5.6 mg m−3) and a high occurrence of smaller larvae (1.58–11.5 mm). Partial least squares analysis indicates low covariance between the biological and oceanographic variables (PLS: 11.71%), suggesting that other factors, such as parental effects, may explain the abrupt decrease in the larval growth rates.
Variación estival de las condiciones meteorológicas y oceanográficas y su impacto en la comunidad fitoplanctónica en Bahía Chile, Isla Greenwich, Antártica.
(Universidad de Valparaíso, 2018) Rodríguez Marconi, Susana Ximena; Masotti Muzzio, Italo
El Océano Austral y en especial la Península Antártica es una de las áreas más sensibles al cambio climático en nuestro planeta. Sus dinámicas están fuertemente afectadas por una marcada estacionalidad, formación y retroceso de hielo marino, y condiciones meteorológicas consideradas como extremas. Las comunidades de fitoplancton son la base de la trama trófica en este ecosistema y su variación está fuertemente influenciada por estas condiciones ambientales. A pesar de su importancia, datos detallados de composición y diversidad de fitoplancton junto a su respuesta a variables meteorológicas y oceanográficas publicados para esta zona son escasos. El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar la variación estival, tanto temporal como espacial, del viento, temperatura superficial del mar en la Península Antártica y la Bahía Chile, y determinar su influencia en la biomasa, diversidad y composición del fitoplancton marino. Para esto, se llevó a cabo un análisis multiescala de datos satelitales de temperatura, viento, cobertura de hielo y concentración de clorofila en los veranos 2013, 2014 y 2016. Además, se estudiaron datos meteorológicos y de concentración de clorofila-a tomados in situ en la Bahía Chile. Junto con esto, se analizaron datos de secuenciación de masiva de 16S rRNA cloroplastidial para explorar la influencia de los datos meteorológicos y oceanográficos sobre variación en la composición y diversidad del fitoplancton. Se encontró que en 2013 la temperatura fue superior y la cobertura y hielo previa más baja que en los otros dos verano. La concentración de clorofila fue muy baja en el verano 2013, mientras que mostró valores acordes a lo reportado en los otros dos veranos, con un incremento que reflejó el desarrollo de florecimientos de fitoplancton durante los periodos de muestreo. Estos resultados sugieren que la biomasa de fitoplancton está influenciada por la variación en la temperatura y la cobertura de hielo en el invierno previo a cada verano. Los taxa fitoplanctónicos dominantes fueron Bacillariophyta, Haptophyta y Cryptophyta, los que mostraron variaciones en su abundancia relativa que parecen estar relacionada con la variación en la intensidad del viento a escala de días, lo que sugiere que las fluctuaciones de viento tienen una influencia a corto plazo sobre la variación del fitoplancton en la Bahía Chile. El presente estudio contribuye a la descripción detallada de la composición fitoplanctónica mediante secuenciación masiva de amplicones realizada por primera vez en la Bahía Chile y aporta al conocimiento de las dinámicas fitoplanctónicas en respuesta a variables ambientales en el ambiente antártico.
Effect of ENSO on the distribution and concentration of catches and reproductive activity of anchovy Engraulis ringens in northern Chile
(Fisheries Oceanography, 2018) Hernández Santoro, Carola; Landaeta Díaz, Mauricio F; Castillo Pizarro, Jorge
Anchovy makes up 90% of pelagic fishery catches in northern Chile. For the present work, anchovy (Engraulis ringens, Jenyns 1842) catches between 1997 and 2016 were analyzed to determine changes in distribution, concentration, and reproductive behavior before, during, and after ENSO events, using spatial indexes: gravity center (GC), inertia, coverage (CI), Gini index, and gonadosomatic index (GI). At the start of ENSO, anchovy catches increased and concentrated along the coast (rising Gini index), while CI decreased. During ENSO, Gini decreased, registering a southward displacement of the GC and smaller catches. In the long run, anchovy occupied lesser area (
Forzantes oceanográficos costeros y su influencia en la variación temporal del ictioplancton en la bahía de El Quisco Chile central.
(Universidad de Valparaíso, 2019) Cantarero Banegas, Marcia; Landaeta Diaz, Mauricio
El objetivo de este estudio fue Determinar el efecto temporal que tienen las condiciones ambientales (Temperatura, Viento, Clorofila-a, Transporte de Ekman y sus anomalías) sobre la estructura de la comunidad ictioplanctónica costera frente a Chile central durante las primaveras del 2010-2013 en la bahía de El Quisco. Las muestras se recolectaron mediante lances verticales desde la superficie hasta aproximadamente una profundidad de 20 m y máxima de 30 m con una red cónica. En 18 fechas se realizaron 266 muestras que contenían un total de 40,925 larvas de peces pertenecientes 49 taxa frente a la bahía de El Quisco Chile central. Estas fueron divididas en cinco grupos funcionales de acuerdo con la historia de vida de cada una de ellas en (Epipelágicos, Mesopelágicos, Costero Pelágicos, Bentónicos y Demersal). Las tres especies con mayor abundancia para los 4 años fueron la cabrilla Sebastes oculatus (n= 52987,83, 17%) del grupo funcional demersal, pejesapo Gobiesox marmoratus(n= 46419,53, 15%), y Helcogrammoides chilensis (n= 27522,38, 8%) del grupo funcional bentónico. Para la obtención de los datos meteorológicos y oceanográficos en esta tesis se utilizó un enfoque metodológico basado en datos satelitales obtenidos de la NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) con una resolución diaria, y del píxel más cercano a la costa obtenidos de diferentes sensores. Los diferentes grupos funcionales a una escala interanual en las primaveras del 2010-2013 reaccionaron de distinta manera ante la variabilidad de las condiciones meteorológicas y oceanográficas, por ejemplo, se encontró que la temperatura influyó significativamente en el grupo funcional epipelágico en donde mayores temperaturas favorecieron a una mayor abundancia de este grupo en los años más cálidos. Lo que tuvo una respuesta opuesta del grupo funcional bentónico en donde los años más fríos favorecieron una mayor abundancia de este grupo funcional, en el caso del grupo funcional mesopelágico fue correlacionado positivamente con la anomalía del transporte de Ekman en donde se asume que el estrés del viento genera aguas ascendentes ricas en nutrientes, las cuales transportaran los huevos depositados en profundidad de los peces mesopelágicos a las capas más superficiales por la circulación de surgencia. Cada uno de estos grupos funcionales cambiaron interanualmente sus tácticas reproductivas de acuerdo con la variación de los parámetros ambientales. Para evaluar la biodiversidad y la riqueza de especies se estimaron los índices ecológicos de diversidad de Shannon-Wienner (H´), equidad de Pielou (J´) dominancia de Simpson y Margalef. En donde se encontró que el único grupo que mostró diferencias significativas con mayor diversidad y riqueza de especies fue el grupo bentónico. El resultado de este estudio sugiere que las variaciones a las condiciones físicas tanto meteorologías como oceanográficas de la columna de agua influyeron de forma diferencial en la abundancia de los distintos grupos funcionales a escala interanual y en períodos de primavera- verano y esto dependerá fuertemente de cada una de las historias de vida de cada una de las especies del ensamble ictioplanctónico.
Environmental determinants in morphospace and diet of the larval blenny Calliclinus geniguttatus from an upwelling ecosystem.
(Universidad de Valparaíso, 2020) Galeano Chavarría, Ana María; Landaeta Díaz, Mauricio
The effects of two contrasting environmental conditions in nearshore waters off cen tral Chile on the diet and morphospace of two cohorts of larval labrisomid blenny Cal liclinus geniguttatus were studied using geometric morphometrics and gut content analysis. The two environmental conditions corresponded to (a) a cold period with upwelling-favourable southwesterly winds and a mixed water column of cooler water and (b) a warm period with calm winds and stratified warmer water. During the cold period, fish larvae had a more hydrodynamic head shape, longer jaws and a higher feeding incidence, suggesting a greater food supply due to upwelling events and a possible increase in encounter rates in the turbulent environment. In contrast, the lar vae from the warm period had a more robust head shape with smaller jaws and a lower feeding incidence, which was related to higher water temperatures and lower wind intensities. The present study suggests that larvae have a rapid response to environmental changes on a short time scale (i.e., from weeks to months), showing a link between environmental conditions and changes in the phenotypic traits and diet of the larval stages of this cryptobenthic species
Comparison of QuikSCAT, WRF and buoy ocean surface wind data off Valparaiso Bay, Chile
(Journal of Marine Systems, 2020) Cáceres Muñoz, Mario; Sepúlveda . H. H; Muñoz Mellado, K; Artal, O
The winds that affect the surface of the ocean are also important for a vast array of activities, either operational or scientific, hence the importance of being able to adequately predict this quality. Because of the preceding fact, a Weather Research and Forecasting model was used to perform simulations at the surface of the Ocean, forwinds derived from different boundary conditions (NCEP-CFSR, ERA-Interim and NCEP-FNL) and configured with different spatial resolution (25, 5 and 1 km), with the objective of evaluating which of these data sets delivers the more precise wind simulation at the surface of the ocean. A comparative analysis was performed between the different outputs of the WRF model, QuikSCAT satellite and in situ observations of a buoy installed off the central coast of Chile. The results showed that the WRF model, overestimates the wind magnitudes, across all boundary conditions or spatial resolution. Additionally, depending on the in situ wind magnitude (> 6 ms−1), the model predicts adequately wind magnitude and direction. Spatial comparisons were performed between QuikSCAT and WRF outputs at the Chilean coast to evaluate any possible differences. The modeled winds showed a tendency to be stronger than those measured by Satellites and the bigger differences appeared closer to the shore. The wavelet coherence and phase analysis, confirmed that the model delivers precise wind information for frequencies greater than the daily cycle. Finally, the results of the simulation produced by the ERA-Interim analysis showed lower errors in terms of temporal and spatial variability of surface winds.
Water age variability in a Patagonian fjord
(Journal of Marine Systems, 2020) Pinilla Matamala, Elías; Castillo, Manuel; Pérez-Santos, Iván; Venegas, Oliver; Valle-Levinson, Arnoldo
Transport time scales are helpful to determine aquatic ecosystem health and sensitivity to pollution. Water age was studied in a Patagonian fjord in Chile with an unstructured three-dimensional hydrodynamic model (MIKE 3) coupled with a high-resolution atmospheric model (WRF). Water age is defined as the time a water parcel has remained since its entrance to a system. Water age is represented in the Puyuhuapi fjord and adjacent Jacaf channel with two tracers: i) freshwater from rivers and ii) ocean water. Hydrodynamic model results showed reasonable stratification structure in the fjord and response to wind forcing. The fjord had high water age values (300–400 days) during autumn-winter due to increased wind stress, which favored vertical mixing and en trainment of subpycnocline waters of higher age. Wind stress decreased during spring-summer, which favored stratification and decreased water age (~100 days). The change of water age at intermediate (50–100 m) and deep (>100 m) layers is asynchronous. Intermediate layers have their lowest annual water age (100 days) during autumn-winter, when deep waters, especially in the northern part of the Puyuhuapi fjord, have the highest annual water age (> 600 days). Increased inflows of dense waters in spring-summer above a sill of the Puyuhuapi fjord (~100 m) renew the deep upstream basins, causing their lowest annual water age values (400 days) at a time when intermediate waters have their highest values.
Influence of coastal oceanography on early life history traits of larval Patagonian sprat, Sprattus fuegensis along southeastern Pacific Ocean
(Fisheries Oceanography, 2024) López Soto, Erika; Ord, Gillian K.; Castillo Silva, Manuel; Plaza, Guido; Cáceres Muñoz, Mario; González, María Teresa; Sepúlveda, Maritza; Guerrero, Alicia; Piñones, Andrea; Landaeta Díaz, Mauricio
Early life history traits of small pelagic fish are usually affected by environmental conditions. Patagonian sprat, Sprattus fuegensis, is a small pelagic fish that inhabits the continental shelf, fjords and channels of Patagonia. Their larvae are usually exposed to large variations in physical and biological conditions. We evaluated the effects of environmental conditions on early life history traits of this key species encompassing over 20 years of information. The characterization of oceanographic features, larval abundance and distribution was carried out in western Patagonia between 1996 and 2019, while the growth and mortality rates were estimated for the austral spring 2019 between 49°54′S and 53°55′S. Larval abundance decreased three to ten times from 1996 to 1997 to the rest of the study period (2008–2010 and 2014–2019), with larger abundances being found over the shelf. In spring 2019, the growth rate was 0.20 ± 0.05 mm d−1 for larvae between 9 and 19 days after hatching. The growth rate was similar in partially stratified (7–50 J m−3) and stratified waters (50–100 J m−3), but slower in mixed waters (< 7 J m−3). GAM modelling showed that the faster larval growth occurred in partially stratified waters with temperatures above 7.5°C. Natural mortality rates were higher in partially stratified waters (24% of daily loss), lower in stratified areas (14%) and the lowest in the mixed water column (12%). Accordingly, larvae living in channels had faster growth rates but higher daily mortality, while those that hatched or were advected to water parcels on the continental shelf had slower growth but lower daily mortality. Finally, these latter traits may be an example of an inverse growth-selective survival strategy.
Upgrade of the Chilean Wave Atlas database
(Ocean Modelling, 2025) Correa Araya, Sebastián; Aguirre, Catalina; Becerra, Diego; Molina, Mauricio; Vilchez, Pablo; Bahamóndez, Sergio
The Chilean Wave Atlas (AOC1), a reliable hindcast developed in 2017 for the academic and engineering community, diminished its usefulness due to the obsolescence of wind data provided by ERA-Interim reanalysis. This study presents the calibration and validation of a new wave hindcast forced using hourly winds data from ERA5 reanalysis. A total of 24 simulations were conducted: 15 using the semi-empirical ST4 parameterization and 9 using the observed-based ST6 parameterization, both implemented in WaveWatch III. Model results were compared with in-situ wave data from buoys along the Chilean coast. Generally, the ST4 physics package demonstrated superior performance with minimal variability in error statistical parameters between simulations. However, the observed-based ST6 parameterization produced the best results for simulating wave direction. By defining a multi-criteria performance score, the optimal model configuration was selected, and a new hindcast was generated for the period between 1979 and 2022. This hindcast includes hourly fields of significant wave height, mean and peak wave period, and mean and peak wave direction for the Pacific Ocean, as well as 72 locations with directional spectra. The upgraded Chilean Wave Atlas (AOC3) significantly improves the performance of AOC1 when compared with satellite-derived wave heights along the Chilean coast. Furthermore, the AOC3 data show good performance compared to other freely available hindcasts.
Turbulent Mixing in Patagonian Fjords and Channels
(EGUsphere. Preprint repository, 2025) Rojas Celis, Marcela; Castillo Silva, Manuel; Pérez Santos, Iván; Barrios Guzmán, Carmen; Garcés Vergara, José; Guerrero, Alicia; Landaeta Díaz, Mauricio; Piñones, Andrea; Sepúlveda, Maritza
The fjords and channels of Chilean Patagonia form a complex estuarine system where freshwater input, tidal currents, and stratification interact to modulate vertical mixing. We combined velocity microstructure profiles (VMP-250) and CTD-SRDL observations collected between 2023 and 2025 to quantify turbulent kinetic energy dissipation (ε) and vertical diffusivity (Kshear) across northern (42–46°S) and southern (52–55°S) Chilean Patagonia. Dissipation rates spanned 10⁻⁹–10⁻⁵ W kg-2 with maxima near sills and narrow passages such as Paso Desertores, where semidiurnal tides dominate energy input. Northern Patagonia exhibited seasonal stratification driven by freshwater inputs, while southern Patagonia remained weakly stratified and vertically well mixed throughout the year, aided by strong tidal currents and westerly winds. The tidal mixing parameter h/U³ indicated that semidiurnal tides account for ~97% of energy dissipation in the north and ~77% in the south. These findings highlight the strong spatial heterogeneity of turbulent mixing in Patagonian fjords and the key role of the interaction between tidal forcing and stratification in controlling vertical exchange. The results provide a framework for understanding how fjord systems may respond to changing freshwater inputs and atmospheric forcing under a warming climate.
Simulating the copper distribution in coastal waters and sediments in Quintero Bay and adjacent shores
(Marine Pollution Bulletin, 2026) Ord, Gillian K.; Caceres Muñoz , Mario
This study presents a 3D hydrodynamic simulation of coastal circulation coupled with copper advection emanating from Quintero Bay, in the Valparaíso region. The bay is home to an important industrial complex and has a history of heavy metal contamination due to a copper smelter located in its northern sector. This study aims to simulate the distribution of contamination from existing sources and identify potential risk scenarios associated with copper exposure in water and sediment. A simple data assimilation method has been developed to capture elements of coastal wind not well represented by existing models used for wind forcing. The simulation period represents an austral summer, and several circulation patterns have been identified in response to external forcings. Two different point sources are considered, one within the bay (source 1), and the other just outside the south side of the bay (source 2). Simulations show advection of copper towards coastal areas north of the bay in trace concentrations from both sources, with instances at certain points within the bay when recommended thresholds for chronic and acute exposure are surpassed. Source 1 shows advection predominantly leaving the north side of the bay in surface waters, while source 2 shows advection in bottom waters periodically entering the south side of the bay. These results are consistent with existing local studies of copper concentrations in the water and sediment.

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