Variabilidad de las condiciones oceanográficas en el punto fijo Paita (05°04’S – 81°16´W), abril 2014 – octubre 2015

En los años 2014 y 2015 el mar peruano ha presentado marcadas alteraciones que repercutieron positiva o negativamente en la concentración y distribución de los recursos vivos del mar. Estas alteraciones ocasionadas por factores océano-atmosféricos (ondas, vientos etc.) se reflejan claramente en la serie de parámetros oceanográficos del Punto Fijo Paita, lo que nos permite el seguimiento del arribo, intensidad y posibles efectos de las ondas en la costa peruana. En estos 2 últimos años, el IMARPE viene realizando un monitoreo continuo en el Punto Fijo Paita a través del programa: Proyecto por Resultados El Niño (PpR 068 EN), y se ha podido catalogar en el año 2014 el desarrollo de un evento El Niño costero de intensidad moderada según el Índice Costero El Niño (ICEN; ENFEN 2012), asimismo, a partir de mayo del 2015 a la actualidad, se viene desarrollando otro evento El Niño costero de intensidad fuerte; este último asociado a las anomalías en el acoplamiento océano-atmosfera en el Pacífico Central, a la propagación de ondas Kelvin hacia el Pacífico Oriental y a las fluctuaciones que vienen presentando los vientos en el Pacífico Ecuatorial Oriental y Sudoriental.

Moluscos Holoplanctónicos (Mollusca: Heteropoda y Thecosomata) como indicadores de la variabilidad oceanográfica y del evento El Niño frente a Callao y Pisco, del 2013 al 2015.

Cambio Climático viene ejecutando el proyecto Estudio integrado del afloramiento costero frente a Perú, que abarca diferentes componentes y áreas de investigación con el fin de comprender el sistema de afloramiento costero, desde la interacción océano-atmósfera hasta el acoplamiento bento-pelágico, tanto en sus propiedades oceanográficas, su productividad, la relación con la Zona de Mínima de Oxígeno (ZMO) como en las comunidades asociadas que habitan la columna de agua y el sedimento a diferentes escalas de tiempo. En el caso del zooplancton, se estudia su variabilidad temporal y costa-océano en la composición y abundancia, con relación a la dinámica del afloramiento costero y la variabilidad oceanográfica asociada a El Niño. Dentro del zooplancton, el grupo de los moluscos holoplanctónicos conformados principalmente por los órdenes Heteropoda y Thecosomata son de particular interés, ya que son considerados buenos indicadores biológicos de masas de agua Cruz (1993). Este grupo presenta una amplia distribución oceánica en zonas tropicales y subtropicales y actualmente son tema de estudio de la comunidad científica internacional relacionado con el cambio climático, específicamente con la acidificación de los océanos, debido a sus características calcificantes. Este trabajo da a conocer la composición y abundancia de las especies de moluscos holoplanctónicos y su relación con las variables oceanográficas y eventos El Niño durante tres años 2013, 2014 y 2015 en el mar peruano frente a Callao y Pisco, entre 2 y 50 millas náuticas de la costa.

End-to-end modelling for an ecosystem approach to fisheries in the Northern Humboldt Current Ecosystem

This work represents an original contribution to the methodology for ecosystem models' development as well as the rst attempt of an end-to-end (E2E) model of the Northern Humboldt Current Ecosystem (NHCE). The main purpose of the developed model is to build a tool for ecosystem-based management and decision making, reason why the credibility of the model is essential, and this can be assessed through confrontation to data. Additionally, the NHCE exhibits a high climatic and oceanographic variability at several scales, the major source of interannual variability being the interruption of the upwelling seasonality by the El Niño Southern Oscillation, which has direct e ects on larval survival and sh recruitment success. Fishing activity can also be highly variable, depending on the abundance and accessibility of the main shery resources. This context brings the two main methodological questions addressed in this thesis, through the development of an end-to-end model coupling the high trophic level model OSMOSE to the hydrodynamics and biogeochemical model ROMS-PISCES: i) how to calibrate ecosystem models using time series data and ii) how to incorporate the impact of the interannual variability of the environment and shing. First, this thesis highlights some issues related to the confrontation of complex ecosystem models to data and proposes a methodology for a sequential multi-phases calibration of ecosystem models. We propose two criteria to classify the parameters of a model: the model dependency and the time variability of the parameters. Then, these criteria along with the availability of approximate initial estimates are used as decision rules to determine which parameters need to be estimated, and their precedence order in the sequential calibration process. Additionally, a new Evolutionary Algorithm designed for the calibration of stochastic models (e.g Individual Based Model) and optimized for maximum likelihood estimation has been developed and applied to the calibration of the OSMOSE model to time series data. The environmental variability is explicit in the model: the ROMS-PISCES model forces the OSMOSE model and drives potential bottom-up e ects up the foodweb through plankton and sh trophic interactions, as well as through changes in the spatial distribution of sh. The latter e ect was taken into account using presence/ absence species distribution models which are traditionally assessed through a confusion matrix and the statistical metrics associated to it. However, when considering the prediction of the habitat against time, the variability in the spatial distribution of the habitat can be summarized and validated using the emerging patterns from the shape of the spatial distributions. We modeled the potential habitat of the main species of the Humboldt Current Ecosystem using several sources of information ( sheries, scienti c surveys and satellite monitoring of vessels) jointly with environmental data from remote sensing and in situ observations, from 1992 to 2008. The potential habitat was predicted over the study period with monthly resolution, and the model was validated using quantitative and qualitative information of the system using a pattern oriented approach. The nal ROMS-PISCES-OSMOSE E2E ecosystem model for the NHCE was calibrated using our evolutionary algorithm and a likelihood approach to t monthly time series data of landings, abundance indices and catch at length distributions from 1992 to 2008. To conclude, some potential applications of the model for shery management are presented and their limitations and perspectives discussed.