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https://repositorio.inaigem.gob.pe/handle/16072021/26

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    700,000 years of tropical Andean glaciation
    (Nature, 2022-07-13) Rodbell, D. T. ; Hatfield, R. G. ; Abbott, M. B. ; Tapia, P. M.
    Our understanding of the climatic teleconnections that drove ice-age cycles has been limited by a paucity of well-dated tropical records of glaciation that span several glacial–interglacial intervals. Glacial deposits offer discrete snapshots of glacier extent but cannot provide the continuous records required for detailed interhemispheric comparisons. By contrast, lakes located within glaciated catchments can provide continuous archives of upstream glacial activity, but few such records extend beyond the last glacial cycle. Here a piston core from Lake Junín in the uppermost Amazon basin provides the first, to our knowledge, continuous, independently dated archive of tropical glaciation spanning 700,000 years. We find that tropical glaciers tracked changes in global ice volume and followed a clear approximately 100,000-year periodicity. An enhancement in the extent of tropical Andean glaciers relative to global ice volume occurred between 200,000 and 400,000 years ago, during sustained intervals of regionally elevated hydrologic balance that modified the regular approximately 23,000-year pacing of monsoon-driven precipitation. Millennial-scale variations in the extent of tropical Andean glaciers during the last glacial cycle were driven by variations in regional monsoon strength that were linked to temperature perturbations in Greenland ice cores1; these interhemispheric connections may have existed during previous glacial cycles.
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    A new GLOF inventory for the Peruvian and Bolivian
    (EGU General Assembly, 2019-04) Adam Emmer ; Simon Cook ; Joanne L. Wood ; Stephan Harrison ; Ryan Wilson ; Alejandro Diaz-Moreno ; John M. Reynolds ; Juan Torres Lazaro
    Abordar la cuestión de si las inundaciones repentinas de los lagos glaciares (GLOF) están cambiando en frecuencia y magnitud en los tiempos modernos requiere un contexto histórico, pero adolece de inventarios GLOF incompletos, especialmente en regiones montañosas remotas. Aquí, explotamos imágenes satelitales y aéreas multitemporales de alta resolución combinadas con datos documentales para identificar eventos GLOF en las Cordilleras glaciares de Perú y Bolivia, utilizando un conjunto de características geomórficas de diagnóstico. Se caracterizan y analizan más de 150 GLOF, superando con creces el número de eventos informados anteriormente. Proporcionamos estadísticas sobre la ubicación, magnitud, momento y características de estos eventos. Además, describimos varios casos en detalle y documentamos una amplia gama de cadenas de procesos asociadas con GLOF.
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    Contemporary glacial lakes in the Peruvian Andes
    (World Wide, 2021-07) J.L.Wood ; S. Harrison ; A.Emmer ; C.Yarleque ; F.Glassere ; J.C.Torres ; A.Caballero ; J.Araujo ; G.L.Bennetta ; A.Diaz-Moreno ; D.Garay ; H.Jara ; C.Pomag ; J.M.Reynolds ; C.A.Riveros ; E.Romerod ; S.Shannoni ; T.Tinoco ; E.Turpo ; H.Villafane
    Glacier recession in response to climate warming has resulted in an increase in the size and number of glacial lakes. Glacial lakes are an important focus for research as they impact water resources, glacier mass balance, and some produce catastrophic glacial lake outburst floods (GLOFs). Glaciers in Peru have retreated and thinned in recent decades, prompting the need for monitoring of ice- and water-bodies across the cordilleras. These monitoring efforts have been greatly facilitated by the availability of satellite imagery. However, knowledge gaps remain, particularly in relation to the formation, temporal evolution, and catastrophic drainage of glacial lakes. In this paper we address this gap by producing the most current and detailed glacial lake inventory in Peru and provide a set of reproducible methods that can be applied consistently for different time periods, and for other mountainous regions. The new lake inventory presented includes a total of 4557 glacial lakes covering a total area of 328.85 km2. In addition to detailing lake distribution and extent, the inventory includes other metrics, such as dam type and volume, which are important for GLOF hazard assessments. Analysis of these metrics showed that the majority of glacial lakes are detached from current glaciers (97%) and are classified as either embedded (i.e. bedrock dammed; ~64% of all lakes) or (moraine) dammed (~28% of all lakes) lakes. We also found that lake size varies with dam type; with dammed lakes tending to have larger areas than embedded lakes. The inventory presented provides an unparalleled view of the current state of glacial lakes in Peru and represents an important first step towards (1) improved understanding of glacial lakes and their topographic and morphological characteristics and (2) assessing risk associated with GLOFs. Keywords: Hazard; Glacier; Lake; GLOF; Climate; Method
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    Determinación de Impactos hidrometeorológicos en el sistema glaciar Huaytapallana
    (INAIGEM, 2023-03-23) LLACTAYO PEÑA, VALERIA PATRICIA
    La Cordillera Huaytapallana, ubicada en los Andes centrales representa una fuente de provisión de agua e ingresos económicos en la región Junin. Sin embargo, al igual que los glaciares a nivel tropical y mundial, se ve afectada por la variabilidad climática de las últimas décadas. Es por ello que, el objetivo de este estudio fue identificar los impactos generados por la interacción de las variables hidrometerológicas (temperatura, precipitación y humedad relativa) en el Sistema Glaciar Huaytapallana (SGH) haciendo uso de imágenes satelitales radar de apertura sintética Sentinel-1, información meteorológica y datos del tipo de precipitación (nieve, granizo, lluvia) du rante los meses de abril, agosto, septiembre y octubre del 2022. Mediante un análisis estadístico se determinó que la ocurrencia de preci pitación sólida (nieve y granizo) representa un 90 % de la precipitación total recopilada y es más frecuente a temperaturas por debajo de 1.7°C. Se en contró que la ocurrencia de granizo y lluvia se daba en su mayor durante el día mientras que la caida de nieve tuvo registros nocturnos. Las imágenes Radar Sentinel-1 permitieron construir una serie temporal libre de nubosidad que permitió discriminar las zonas de ablación/acumulación y observar los cambios en la superficie glaciar durante la ocurrencia de precipitación encon trando patrones estacionales que son explicados por la presencia de gruesas capas de nieve húmeda durante la temporada de lluvias (DEF) y delgadas capas de cristales y bloques de hielo expuestos durante la temporada seca (JJA). Se encontró una mayor correlación entre la humedad relativa y di chos cambios estacionales (-0.54
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    DInSAR monitoring of glacier dynamics in Cordillera Blanca and Vilcabamba
    (EGU General Assembly, 2021) Christian Riveros Lizana ; Raul Espinoza Villar ; Harrison Jara Infantes ; Juan Carlos Torres Lazaro ; Instituto Nacional de Investigación en Glaciares y Ecosistemas de Montaña
    The effects of climate change are causing atypical changes dynamics of tropical glaciers. Conventional methods and optical images were ineffective in measuring these changes periodically due to the complexity of remote mountainous regions and cloud cover. In this research, a Differential Interferometric Synthetic Aperture Radar (DInSAR) analysis has gone performed with Sentinel-1 data from February 2019 to March 2020 in the Cordillera Blanca and Vilcabamba for Mapping displacement and subsidence. The measurements were compared with surface temperature and precipitation, providing zonal statistics to identify and assess regions associated with Glacial Lake Outburst Floods (GLOFs) hazards and enhanced understanding of the glacier dynamics in response to changing climatic conditions.
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    Ecohydrology and ecosystem services of a natural and an artificial bofedal wetland in the central Andes
    (Science of The Total Environment, 2022-09-10) María J. Monge-Salazar ; Carolina Tovar ; Jose Cuadros-Adriazola ; Jan R. Baiker ; Daniel B. Montesinos-Tubée ; Vivien Bonnesoeur ; Javier Antiporta ; Francisco Román-Dañobeytia ; Beatriz Fuentealba ; Boris F. Ochoa-Tocachi ; Wouter Buytaert
    High-altitude wetlands of the Central Andes, locally known as bofedales, provide important ecosystem services, particularly carbon storage, forage provisioning, and water regulation. Local communities have artificially expanded bofedales by irrigating surrounding grasslands to maximise areas for alpaca grazing. Despite their importance, biophysical processes of both natural and artificial bofedales are still poorly studied, which hinders the development of adequate management and conservation strategies. We analyse and compare the vegetation composition, hydrological variables, groundwater chemistry, and soil characteristics of a natural and an artificial bofedal of at least 10 years old in southern Peru, to understand their interrelations and the consequences for ecosystem service provisioning. We do not find statistically significant differences in the soil, water, and vegetation characteristics. Soil organic carbon (SOC) content, which we use as a proxy for carbon storage, is negatively correlated to dissolved oxygen, pH, and soil water temperature. In addition, Non-Metric Multidimensional Scaling analysis shows a positive relation between plant community composition, SOC content, and water electric conductivity. Our results suggest a three-way interaction between hydrological, soil, and vegetation characteristics in the natural bofedal, which also holds for the artificial bofedal. Vegetation cover of two of the most highly nutritious species for alpaca, Lachemilla diplophylla and Lilaeopsis macloviana with 19–22% of crude protein, are weakly or not correlated to environmental variables, suggesting grazing might be obscuring these potential relationships. Given the high economic importance of alpaca breeding for local communities, expanding bofedales artificially appears an effective strategy to enhance their ecosystem services with minimal impact on the ecohydrological properties of bofedales.
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    Estandarización y evaluación de una metodología basada en código de barras de ADN para la identificación de líquenes de la Isla Rey Jorge, Antártica
    (Instituto Nacional de Investigación en Glaciares y Ecosistemas de Montaña, 2022) Renato Daniel La Torre Ramirez
    Los líquenes son asociaciones simbióticas entre un hongo (micobionte), un alga y/o cianobacteria (fotobionte), y una amplia comunidad microbiana. En Antártica, son uno de los principales componentes vegetativos terrestres. Una identificación precisa de especímenes es fundamental en investigación. La identificación molecular de hongos liquenizados mediante código de barras de ADN tiene el potencial de confirmar o corregir diagnósticos tradicionales, y puede ser aplicado en casos en los que no es posible una identificación fenotípica. Sin embargo, su efectividad depende de la información disponible en las bases de datos y una taxonomía estable. En este trabajo se evaluó la utilidad del código de barras de ADN en la identificación de hongos liquenizados de la Isla Rey Jorge, Antártica. Para esto, se estandarizó una metodología de extracción, amplificación y análisis de ADN. Se modificó el método de extracción de ADN de Cubero y Crespo (2002) y se procesaron 305 muestras de líquenes antárticos. Se obtuvo ADN para el 80% de muestras. La aplicación del protocolo optimizado de PCR seguido de electroforesis resultó en un 85.7% de muestras con bandas. Según los resultados de la búsqueda por BLAST, un grupo de secuencias representa códigos de barras nuevos, sugiriendo que pueden ser nuevos registros de especies poco estudiadas molecularmente, o especies nuevas. Las pruebas de eficacia del código de barras de ADN resultaron en un alto porcentaje de identificaciones filotípicas correctas, confirmando su efectividad con el grupo de líquenes colectados florísticamente en la Isla Rey Jorge. En conclusión, la metodología estandarizada en este trabajo mostró un alto grado de efectividad para el procesamiento molecular de líquenes antárticos de distintas especies. Además, el código de barras de ADN mostró ser una herramienta útil para la identificación rápida y precisa de hongos liquenizados de la Isla Rey Jorge, Antártica.
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    Evaluación de la capacidad fitorremediadora de tres especies vegetales altoandinas asistidas con biochar en suelos contaminados por drenaje ácido de roca en la microcuenca Quillcayhuanca, Ancash
    (INAIGEM, 2021-03-26) Fow Esteves, Anthony Jeanpier
    La generación del Drenaje Ácido de Roca (DAR) es un proceso favorecido por la pérdida de masa glaciar y algunas otras condiciones, que incrementan la acumulación de metales pesados en el agua y suelo por donde discurre, impactando negativamente a los ecosistemas de montaña y a la población que utiliza estos recursos. En la Cordillera Blanca, en la microcuenca Quillcayhuanca (Ancash, Perú) se ha detectado un proceso avanzado de DAR, encontrando altas concentraciones de Al, Cu, Fe, Mn, y Zn en el agua y suelo. Ante esta problemática, el objetivo de la investigación ha sido evaluar la capacidad fitorremediadora de tres especies vegetales altoandinas asistidas con biochar en suelos contaminados por DAR. Para ello, se realizaron visitas a la zona afectada por DAR en la Microcuenca Quillcayhuanca, donde en primer lugar se evaluaron parámetros ambientales y concentración de metales en el área de estudio, luego se identificaron cinco especies vegetales que predominaban en la zona para posteriomente, en función a su capacidad fitorremediadora, escoger tres de ellas, las cuales fueron Calamagrostis spp., Paranephelius ovatus y Werneria nubigena. Seguido de ello, en una segunda visita a la Microcuenca Quillcayhuanca se colectaron individuos de las tres especies, los cuales fueron colocados en macetas con suelo contaminado por DAR y dosificaciones del 0%, 1% y 3% de biochar en un invernadero a 3850 m.s.n.m, el experimento en invernadero tuvo una duración aproximada de 3 meses. Los resultados nos demostraron que la presencia del DAR genera que sus áreas adyacentes tengan altas concentraciones de metales, los cuales son acumulados por las plantas que se desarrollan en esas zonas. Con respecto al experimento de fitorremediación en invernadero, se determinó que la aplicación de biochar influye significativamente en el aumento del pH en el sustrato, mientras que, en niveles de acumulación de metales, hubieron diferencias significativas por parte de la dosificación del 1% de biochar en concentraciones de Cu para Werneria nubigena y Paranephelius ovatus. En cuanto al potencial fitorremediador de las plantas evaluadas en el experimento, estas tuvieron variaciones específicas en cada metal analizado y por último, mediante un análisis de la variación de concentración de metales, del inicio al final del experimento, se determinó que Calamagrostis spp. presentó un aumento significativo de Cu y Al en su parte aérea, mientras que, Werneria nubigena y Paranephelius ovatus presentaron aumentos significativos de Fe, Mn, Zn y Cu en sus partes radiculares. Finalmente, se concluye que la capacidad fitorremediadora de las especies vegetales altoandinas se ve modificada tras ser sometidas a un suelo con mayor concentración de metales y/o diferentes dosificaciones de biochar. Además, las dosificaciones del biochar modifican las características físico-químicas del suelo; generando así que las plantas en estudio cambien su potencial fitorremediador de estabilizador a extractor o viceversa.
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    Evaluación de la comunidad liquénica epífita en tres bosques dominados por árboles del género Polylepis, en el parque nacional Huascarán, Huaraz, Áncash, periodo 2019-2020
    (INAIGEM, 2021-06-24) Alejo Mosquera, Miluska Pamela
    Los bosques de Polylepis son reconocidos por albergar una gran diversidad de especies. Sin embargo, es poco lo que se conoce sobre la comunidad de líquenes que aquí habitan. Por ello, este estudio buscó reconocer la diversidad de líquenes epífitos y los principales factores que permiten su establecimiento. Para ello, se eligieron tres bosques dominados por queñuales y se establecieron dos parcelas en cada uno. Una parcela cercana al borde (a menos de 10 metros del borde) y otra al interior (a menos 25 metros del borde). En cada parcela se tomaron muestras de 10 × 10 centímetros en 15 árboles a 1,5 metros de altura del tronco. Así, en el presente estudio, se evaluó la riqueza y composición de la comunidad liquénica epífita presente en tres sitios de estudio. Cada uno de ellos es un bosque dominado por árboles del género Polylepis y con diferencias en su historia de uso (en relación con el tamaño de los parches, su naturaleza y factores de intervención y/o perturbación) localizado en el Parque Nacional Huascarán. Los principales resultados de este trabajo muestran que el estudio en total registra 46 morfoespecies, de las cuales la familia más representativa, dentro de las 16 determinadas, fue Parmeliaceae. Además, una morfoespecie del género Usnea fue la más común, pues se presentó en la mayoría de forófitos. Y en los tres sitios se encontraron todas las formas de crecimiento reportadas para los líquenes epífitos: gelatinosa, fruticosa, dimórfica, escuamulosa, foliosa y crustosa. Particularmente, el bosque Llaca 1 es el bosque mejor conservado, así lo demuestra la extensión y uso reciente del bosque, pero también el hecho de que ofrece un alto número de formas de crecimiento sensibles y especies exclusivas con alta sensibilidad a la perturbación. El bosque Llaca 2 es más pequeño. Presenta el mismo número de especies que Llaca 1 (22 especies), pero una mayor proporción de formas de crecimiento resistentes a la perturbación. En tanto, la plantación antigua de Quillcayhuanca ofrece la mayor riqueza (32 especies), lo que puede ser explicado por la presencia de Eucalyptus como forófito acompañante, la cual presenta mayor DAP y pH (neutro) en comparación con el resto de forófitos. Esta especie, Eucalyptus, se presenta solo en Quillcayhuanca, donde fue plantada, pues, en bosques naturales, Polylepis presenta como especie acompañante a los árboles del género Gynoxys. Por otro lado, aunque se tomaron variables microclimáticas, no hay evidencias que esto favoreciera a la riqueza de líquenes epífitos. Finalmente, el muestreo de líquenes es altamente representativo, ya que representa más del 90% de las especies de cada sitio.
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    Impacto del cambio climático sobre el carbono orgánico del suelo en la microcuenca Cojup – Áncash, entre el periodo 2021-2099
    (INAIGEM, 2023-01-16) Jara Tarazona, Edison Edu
    El objetivo de esta investigación fue determinar el impacto del cambio climático sobre las reservas de Carbono Orgánico del Suelo (COS), según los escenarios futuros de cambio climático RCP4,5 y RCP8,5 entre el periodo del 2021-2099, en un ecosistema de montaña al centro norte del Perú. Para ello se designó una zona de estudio con un rango altitudinal entre 3800 a 4500 m s.n.m. perteneciente a la cordillera Blanca, se recopilaron 252 muestras de suelo a cuatro niveles de profundidad (0-10, 10-20, 20-30 y 30-40 cm). Asimismo, se recopiló información climática histórica y futura, realizado por el Centro Europeo de Previsiones Meteorológicas a Medio Plazo, de acuerdo a los periodos 1981-2020 y 2021-2099, para las variables temperatura del aire y precipitación. Se obtuvieron resultados de COS entre 2,3 a 54,3 t ha-1 con un valor medio de 28,8 t ha-1, con valores más altos en las zonas de mayor altitud y viceversa. Asimismo, se determinó un modelo empírico entre la temperatura del aire y el COS, con un valor para el coeficiente de determinación ajustado de 0,482 y un p-value < 0,05. El método para determinar el modelo empírico fue el método de ajuste de modelos lineales. Se concluyó que la temperatura del aire explica un 48,2 % de la variabilidad del COS en la microcuenca Cojup, a un nivel de confianza del 95 %. Asimismo, que las reservas futuras de COS tienen una tendencia de grandes disminuciones hacia el 2099, determinándose un impacto negativo del cambio climático sobre las reservas de COS para ambos escenarios futuros.
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    Los líquenes como bioindicadores de presencia de metales pesados en ecosistemas de montaña: Experiencia en la Cordillera Blanca, Ancash-Perú
    (Universidad Nacional Agraria La Molina, 2022-01-22) Arroyo Sánchez, José Antonio
    Los líquenes son considerados acumuladores de una variedad de contaminantes como los metales pesados, por lo que son usados para determinar el estado de estos elementos en el ambiente en una zona específica. El objetivo de este estudio fue evaluar a los líquenes como bioindicadores de la presencia de diez metales pesados en las partes altas de dos subcuencas de la Cordillera Blanca (Ancash, Perú): Llullán-Parón (02 sitios adyacentes a la laguna de Parón) y Yanayacu (01 sitio próximo a la laguna de Querococha). Como primera aproximación se evaluó las diferencias de liquenobiota entre los sitios de estudio afín de determinar si estas diferencias responden a posibles efectos de toxicidad de los metales en el ambiente ó, a condiciones netamente naturales de los lugares en estudio, de donde, posteriormente, se infirió lo último. Luego, 03 especies, de las 33 especies de líquenes identificadas, fueron seleccionadas para la determinación de las concentraciones de metales pesados bioacumulados: dos especies del género Usnea, uno de hábito saxícola y el otro cortícola, y un líquen folioso de la especie Sticta weigelii. Los resultados de los metales, analizados por ICP-MS, fueron evaluados con una ANOVA para dos factores: “lugar de estudio” y “tipo de especie”, obteniéndose resultados significativos que mostraron una mayor bioacumulación de Mn en los sitios de Parón y de As en Querococha. Mientras que, a nivel de especie, se registró una mayor bioacumulación de “As” en la especie Sticta weigelii que las especies del género Usnea. El análisis de correlaciones y de componentes principales mostró una fuerte relación de la mayoría de metales con los elementos litofílicos Al y Fe indicando que el mecanismo de bioacumulación fue principalmente a través del “atrapamiento de partículas”. Finalmente, se evaluó el aporte de metales del suelo hacia los líquenes mediante la comparación de rangos de abundancia de metales entre los líquenes y suelos, y el análisis de factores de enriquecimiento, dando como resultado un evidente aporte de los suelos en la composición metálica en los líquenes aunque para algunos elementos como el Cr, As, Pb y Zn, una parte del aporte provendría de un transporte atmosférico de partículas provenientes de actividades antrópicas en ambos sitios de estudio.
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    Mapping the benefits and the exchange values of provisioning ecosystem services using GIS and local ecological knowledge in a high-Andean community
    ( 2023-04-06) Madrigal-Martínez, Santiago ; Puga-Calderón, Rodrigo J. ; Castromonte-Miranda, Janina ; Cáceres, Vladimir A.
    Ecosystem services and their contribution to local economies and livelihoods still need to be fully understood and recognized by many policymakers. The primary purpose of this research is to integrate land use and land cover data and local ecological knowledge-based data with geographical information systems through a participatory approach to enhance natural resource management. We selected the Pariac-Rajucolta watershed as a study area because it is a typical landscape in the high-Andean mountains, with half of its territory inside a protected area. The methods involved a six-month participatory approach quantifying the benefits and exchange values of 33 provisioning ecosystem services, compiling the primary data from the locals and spectral information from Sentinel-2A. The results show that only agricultural and artificial areas delivered multiple benefits and offered the highest commercialization value of ecosystem ser- vices. The community mainly benefits from nutrition, materials, or energy from cultivated terrestrial plants, reared animals, wild plants, and surface water at the watershed level. At the same time, the services with high exchange proportions were mainly short -only meat of guinea pigs, manure, wild fruits, mushrooms, and wild plants for food. The abundance and the spatial distribution of benefits and exchange values of ecosystem services displayed a pattern of high quantity for the downstream and low in the basin’s top and midstream of the watershed (inside the protected area). In conclusion, the study shows the importance of knowing ecosystem services benefits and exchange values as an initial approach to developing participatory strategies for managing and conserving natural resources.
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    Modelling the impact of a GLOF scenario at Parón lake, Cordillera Blanca, Perú, using a novel multi-phase topographical and geological procedure
    (EGU General Assembly, 2021-04) Hilbert Villafane Gomez ; Juan C. Torres Lázaro ; Adriana Caballero Bedriñana ; Harrinson W. Jara Infantes ; Enver L. Melgarejo Romero ; Julia E. Araujo Reyes ; Christian Yarleque ; Stephan Harrison ; Ryan Wilson ; Joanne L. Wood ; Neil F. Glasser
    La Cordillera Blanca está experimentando un rápido deshielo debido al calentamiento climático, especialmente desde finales del siglo XX. Este proceso ha resultado en la formación de nuevos lagos glaciares y un aumento en el volumen de los lagos existentes, algunos de los cuales representan un riesgo en forma de inundaciones por desbordamiento de lagos glaciares (GLOF); como el lago Parón en la Cordillera Blanca, que representa un peligro importante para la ciudad de Caraz y poblaciones menores ubicadas en la subcuenca Llullán-Parón. Aquí, modelamos un posible escenario de ruptura de presa y generación de GLOF en el lago Parón utilizando un procedimiento de modelado numérico novedoso que, entre otros factores, considera la estructura geológica de la presa natural. En general, este procedimiento incluye cuatro fases distintas: (1) estimación del impacto potencial de una avalancha de hielo en el lago Parón proveniente de los circos glaciares circundantes; (2) modelado de la posterior generación y propagación de ondas impulsivas; (3) análisis de los parámetros hidráulicos de una posible ruptura de la presa natural, considerando el material no erosionable dentro de estimaciones empíricas del hidrograma donde se interpreta la composición de la presa en base al mapeo geológico superficial y muestreo de sondeos realizados en la zona ; y (4) simulación de un GLOF potencial utilizando el modelo FLO-2D con datos de entrada de las fases anteriores. Los resultados del modelo indican que el lago Parón está en mayor riesgo por las avalanchas de hielo que se originan en el glaciar adyacente Hatunraju y que tales eventos tienen el potencial de generar ondas de impulso que podrían iniciar la erosión y una ruptura posterior de la presa natural. Considerando el peor de los escenarios de avalancha de hielo,3 / s. Este evento GLOF llegaría al área urbana de la ciudad de Caraz en alrededor de 36 a 42 minutos con tasas y alturas de inundación que fluctúan entre 11,2 m/s a 22,4 m/s y 9,9 m a 19,7 m, respectivamente.
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    Monitoring the Stability of a Moraine Dam by Differential Interferometry (DInSAR) to Prevent GLOFs Disasters from Arhuaycocha Lake
    (International Conference on Sustainable Infrastructure, 2021-12-07) Christian Riveros Lizana ; Raul Espinoza Villar ; Harrison Jara Infantes ; Juan Carlos Torres Lazaro ; Instituto Nacional de Investigación en Glaciares y Ecosistemas de Montaña
    The Cordillera Blanca in Peru is the most heavily glaciated tropical mountain range in the world (Emmer et al., 2020), where 800–850 km2 total glacial area in 1930 decreased to 600 km2 at the end of the 20th century (Kaser, 1999). The decline has resulted in the formation of moraine-dammed lakes from flow stagnation and recession of glacier tongues (Harrison et al., 2018) affecting 230 glacial lakes in the region, of which 119 were moraine-dammed (Emmer & Vilímek, 2013). The fast growth and formation of lakes caused a dramatic increase in glacial lake outburst flood (GLOF) occurrence from 1930 to 1970. A previous decline (Emmer, 2017) is associated with the Little Ice Age, while GLOF incidence throughout the 21st century as lakes and glaciation respond more dynamically is associated with anthropogenic climate warming (Anacona et al., 2015). Although the GLOF frequency has not fluctuated directly in response to global climate, it will increase as the global climate continues to warm, with hazardous impacts for downstream regions (Harrison et al., 2018). Most of the recorded GLOFs from moraine-dammed lakes in the Cordillera Blanca were caused by slope movements into lakes in which the displaced material was dominated by icefalls, snow avalanches, and rockfall (Emmer & Cochachin, 2013) producing displacement waves, which may overtop, deforming or displacing a lake’s moraine dam (Jawaid, 2017). It is also clear that intense rainfall, the extreme variability of air temperature, or snowmelt will lead to a rise in the water level of the lake (Yamada & Sharma, 1993). This causes a deformation that can be identified through interstitial pressure measurements (Corsetti et al., 2018). DInSAR techniques have been developed to measure the temporal behavior of the displacements or deformation (Toural Dapoza et al., 2019). With ascending and descending DInSAR measurements it is possible to calculate 3D deformation of glaciers at one instance of time (Samsonov, 2019). It is necessary to have two independent acquisition modes from the ascending and descending line of sight (LOS) motions and solve the geometry relationship (incidence angle and satellite tracking heading angle) which are inverted to retrieve the horizontal and vertical components of the displacement. This developed methodology is detailed in Fig. 1 and we call it multi-geometry data LOS fusion The multi-geometry data fusion LOS methodology shows that the moraine dam of Arhuaycocha lake suffered subsidence of 17 cm (Fig. 2). The average subsidence zone was concentrated around the drainage channel (Fig. 2), and the zone of greatest subsidence was recorded at the lateral base. The dam shows higher displacement in the greatest rainfall seasons (Fig. 3). We concluded that subsidence in the moraine dam tracked with continued precipitation in wet months, and the loss of storage in dry summer months triggered rebound.
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    Payment for ecosystem services in Peru: Assessing the socio-ecological dimension of water services in the upper Santa River basin
    (Ecosystem Services, 2022-08) Rosa María Dextre ; María Luisa Eschenhagen ; Mirtha Camacho Hernández ; Sally Rangecroft ; Caroline Clason ; Laurence Couldrick ; Sergio Morera
    Increasing pressures on ecosystems in the Latin American region, as well as the adoption of multilateral conservation commitments, have led to the implementation of instruments that are economic in nature but oriented towards the recovery, conservation, and functioning of ecosystems such as Payment for Ecosystem Services (PES). In the Peruvian Andes, hydro-climatic factors and land-use changes are affecting the capacity of the ecosystems of the glaciated Cordillera Blanca to provide water services, in terms of both quality and quantity, to the main users of the Santa River basin. Thus, this study analyses how the socio-ecological interactions affect, and are affected by, the planned introduction of water-related PES in the Quillcay sub-basin, the most populated sub-basins along the Santa River basin. We use a conceptual model based on the current evolution of the water metabolism approach to integrate into a common language of analysis the multiple dimensions of water: water as an ecological fund, as a service, and as a political asset. To explore the interface of these three domains of analysis we rely on a mixed-method data collection: primary data collection through a stakeholder survey and interviews and a review of information from secondary sources. The result of our case study shows that both the ecological dimension and the social dimension affect on the PES project and vice versa. These complex interactions could result in the design of a mechanism in which not all stakeholders benefit equally. This raises the need to recognise the multidimensional nature of water in the design and implementation of policies, and the importance of identifying processes and barriers which affect the success of these policies without making invisible the direct effect they also have on social-ecological systems.
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    Spatial and Temporal Distribution of Black Carbon in Peru from the Analysis of Biomass Burning Sources and the Use of Numerical Models
    ( 2023-04-08) Moya-Álvarez, Aldo S. ; Estevan, René ; Martínez-Castro, Daniel ; Silva, Yamina
    The spatial and temporal distribution of biomass burning in Peru and neighboring countries was analyzed during the 2018–2020 period, with emphasis on 2019. To determine the glaciers most affected by BC as a consequence of vegetation burning, simulations were carried out with the WRF-CHEM model, and to diagnose the origin of BC particles received by the Huaytapallana glacier, backward trajectories were built with the HYSPLIT model. It was found that, during the studied period, the burning of biomass emitted large amounts of BC into the atmosphere, while the number of fires in Peru began its most notable increase in the month of July, with maxima between August and September. Comparisons of the number of outbreaks with the Aerosol Optical Depth (AOD) measured at the Huancayo observatory showed a significant correlation. The Ucayali region is the one that contributes the greatest number of outbreaks and the greatest emissions are produced in the south of Loreto. The WRF model showed that the concentrations in July are still low in relation to the August–October period. The mountain ranges that received the greatest impact from BC emissions were Huaytapallana, Huagoruncho, and Vilcabamba. BC transport is mainly oriented from north to south, moving the particles from the areas of greatest burning to the glaciers located in the center and south of the country. BC concentrations over the Cordillera Blanca were lower. The diagnosis of the backward trajectories corroborated the results of WRF-CHEM and showed trajectories mostly from the north.
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    Spatiotemporal Changes in Land Use and Ecosystem Service Values Under the Influence of Glacier Retreat in a High-Andean Environment
    (Frontiers in Environmental Science, 2022-07-12) Madrigal-Martínez Santiago ; Puga-Calderón Rodrigo J. ; Bustínza Urviola Victor ; Vilca Gómez Óscar
    Glaciers supply multiple ecosystem services that are threatened by climate change. The retreat and disappearance of tropical glaciers is an important dynamic that affects ecosystems and local communities. The knowledge of the impacts of this land-change dynamics on the supply of ecosystem services is lacking. In that sense, the assessment developed can provide evidence about the costs and benefits of promoting conservation and human well-being at the same time. Then, the main objective of this research is to determine the spatial–temporal changes and their effects on the economic value of ecosystem services in a glacial retreat environment. We selected the Marangani district as a study area. It comprises the La Raya Mountain range in the Andes. The assessments were carried out across two scales of observation: the municipality and the watershed level. Here, we process spectral information from Landsat Sensor using the Random Forest algorithm in the Google Earth Engine platform to classify 10 biomes. It was carried out over more than 30 years (from 1986 to 2019). After that, ecosystem services provided by the biomes were valued using the transfer method. This research shows that at the municipality level, almost all the LULCs faced variations over time, and the glaciers had the highest change, accumulating a ratio of –85.51%, whereas at the watershed level, a higher tendency of land changes is observed in the areas without glaciers, and those with glacier areas count on permanent larger bofedales. At the municipality level, the economic value of ecosystems shows that bofedales and water surfaces are the LULCs that supply the highest ecosystem services (∼33,000 USD ha−1 yr−1 each). In addition, without the inflation adjustment, the total ESV is on a trajectory of losing ESV (–$9.67 × 106). In the watersheds with glacier retreat, significant quantity of bofedales and natural grasslands controls the fluctuations of ESV. These high-mountain watersheds play an essential role in providing benefits and value to local communities. In general, the municipality level indicates the trajectory of changes in the district, whereas the watershed scale shows the urgency for implementing spatial conservation actions.
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    The 2020 glacial lake outburst flood process chain at Lake Salkantaycocha (Cordillera Vilcabamba, Peru)
    (Landslides, 2021-06-01) Vilca, Oscar ; Mergili, Martin ; Emmer, Adam ; Frey, Holger ; Huggel, Christian
    Glacial lakes represent a threat for the populations of the Andes and numerous disastrous glacial lake outburst floods (GLOFs) occurred as a result of sudden dam failures or dam overtoppings triggered by landslides such as rock/ice avalanches into the lake. This paper investigates a landslide-triggered GLOF process chain that occurred on February 23, 2020, in the Cordillera Vilcabamba in the Peruvian Andes. An initial slide at the SW slope of Nevado Salkantay evolved into a rock/ice avalanche. The frontal part of this avalanche impacted the moraine-dammed Lake Salkantaycocha, triggering a displacement wave which overtopped and surficially eroded the dam. Dam overtopping resulted in a far-reaching GLOF causing fatalities and people missing in the valley downstream. We analyze the situations before and after the event as well as the dynamics of the upper portion of the GLOF process chain, based on field investigations, remotely sensed data, meteorological data and a computer simulation with a two-phase flow model. Comparison of pre- and post-event field photographs helped us to estimate the initial landslide volume of 1–2 million m3. Meteorological data suggest rainfall and/or melting/thawing processes as possible causes of the landslide. The simulation reveals that the landslide into the lake created a displacement wave of 27 m height. The GLOF peak discharge at the dam reached almost 10,000 m3/s. However, due to the high freeboard, less than 10% of the lake volume drained, and the lake level increased by 10–15 m, since the volume of landslide material deposited in the lake (roughly 1.3 million m3) was much larger than the volume of released water (57,000 m3, according to the simulation). The model results show a good fit with the observations, including the travel time to the uppermost village. The findings of this study serve as a contribution to the understanding of landslide-triggered GLOFs in changing high-mountain regions.
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    Tropical South America Diatom Database: a tool for studying the macroecology of microorganisms
    (Taylor & Francis, 2022-06-28) Benito, Xavier ; Feitl, Melina ; Carrevedo, Maria L. ; Vélez, Maria I. ; Escobar, Jaime ; Tapia, Pedro M. ; Steinitz-Kannan, Miriam ; Fritz, Sherilyn C.
    Determining the mechanisms of community assembly forms the foundation of biogeography and community ecology. Studies of the biodiversity and distribution of Neotropical macro-organisms have revealed the roles of environmental, spatial, and historical factors in structuring communities at different spatial and temporal scales. The role of these factors for species and communities of microorganisms are still poorly understood. Diatoms are a very species-rich group of algae, widely distributed, and sensitive to environmental variation because of their position at the base of aquatic food webs. Here, we present the Tropical South American Diatom Database (TSADB), which contains geographical and ecological information on diatom species across lentic and lotic environments, including predictors that describe local (limnological) and regional (geo-climatic) factors. The open access database can be used to ask fundamental questions in macroecology, including testing foundational theories of metacommunity ecology and biogeography, and evaluating the sensitivity of species and communities to the rapid environmental changes characteristic of tropical regions. The TSADB includes diatom taxa from 437 samples from 326 sites distributed across 26 regions (0–5,070 m a.s.l, and between 8°N–35°S; 58–90°W). In addition, long-term, diatom-based paleolimnological records are presented as a complementary tool for identifying geographically well-covered regions with modern and palaeo-datasets. We describe the TSADB structure and functionality, together with the R codes for data manipulation and visualization. Each of the 26 study regions is represented by three data matrices: sampling site information, environmental variables (limnology, climate, and landscape), and diatom community data (relative abundance or presence/absence). Access to data and future additions is through publicly available repositories and a guide to contributors, respectively. Thus, it offers ample opportunities to complement existing databases on diatoms, allowing optimal usage of TSADB by scientists including diatomists, limnologists, and aquatic ecologists.