Predicting the ocean state in support of human activities, environmental monitoring, and policymaking across different regions worldwide is fundamental. To properly address physical, dynamical, ice, and biogeochemical processes, numerical strategies must be employed. The authors provide an outlook on the status of operational ocean forecasting systems in eight key regions including the global ocean: the West Pacific and Marginal Seas of South and East Asia, the Indian Seas, the African Seas, the Mediterranean and Black Sea, the North East Atlantic, South and Central America, North America (including the Canadian coastal region, the United States, and Mexico), and the Arctic. The authors initiate their discussion by addressing the specific regional challenges that must be addressed and proceed to discuss the numerical strategy and the available operational systems, ranging from regional to coastal scales. This compendium serves as a foundational reference for understanding the global offering, demonstrating how the diverse physical environment – ranging from waves to ice – and the biogeochemical features besides ocean dynamics can be systematically addressed through regular, coordinated prediction efforts.

In this paper, we outline the need for a coordinated international effort toward the building of an open-access Global Ocean Oxygen Database and ATlas (GO₂DAT) complying with the FAIR principles (Findable, Accessible, Interoperable, and Reusable). GO₂DAT will combine data from the coastal and open ocean, as measured by the chemical Winkler titration method or by sensors (e.g., optodes, electrodes) from Eulerian and Lagrangian platforms (e.g., ships, moorings, profiling floats, gliders, ships of opportunities, marine mammals, cabled observatories). GO₂DAT will further adopt a community-agreed, fully documented metadata format and a consistent quality control (QC) procedure and quality flagging (QF) system. GO₂DAT will serve to support the development of advanced data analysis and biogeochemical models for improving our mapping, understanding and forecasting capabilities for ocean O₂ changes and deoxygenation trends. It will offer the opportunity to develop quality-controlled data synthesis products with unprecedented spatial (vertical and horizontal) and temporal (sub-seasonal to multi-decadal) resolution. These products will support model assessment, improvement and evaluation as well as the development of climate and ocean health indicators. They will further support the decision-making processes associated with the emerging blue economy, the conservation of marine resources and their associated ecosystem services and the development of management tools required by a diverse community of users (e.g., environmental agencies, aquaculture, and fishing sectors). A better knowledge base of the spatial and temporal variations of marine O₂ will improve our understanding of the ocean O₂ budget, and allow better quantification of the Earth’s carbon and heat budgets. With the ever-increasing need to protect and sustainably manage ocean services, GO₂DAT will allow scientists to fully harness the increasing volumes of O₂ data already delivered by the expanding global ocean observing system and enable smooth incorporation of much higher quantities of data from autonomous platforms in the open ocean and coastal areas into comprehensive data products in the years to come. This paper aims at engaging the community (e.g., scientists, data managers, policy makers, service users) toward the development of GO₂DAT within the framework of the UN Global Ocean Oxygen Decade (GOOD) program recently endorsed by IOC-UNESCO. A roadmap toward GO₂DAT is proposed highlighting the efforts needed (e.g., in terms of human resources).

The northwestern Peruvian Amazon (NWPA) basin (78.4–75.8° W, 7.9–5.4° S) is an important region for coffee and rice production in Peru. Currently, no prediction models are available for estimating rainfall in advance during the wet season (January–February–March, JFM). Hence, we developed multiple linear regression (MLR) models using predictors derived from sea surface temperature (SST) indices of the Pacific, Atlantic, and Indian Oceans, including central El Niño (C), eastern El Niño (E), tropical South Atlantic (tSATL), tropical North Atlantic (tNATL), extratropical North Atlantic (eNATL), and Indian Ocean basin-wide with E and C removed (IOBW*) indices. Additionally, we utilized large-scale convection indices, namely, the eastern Pacific intertropical convergence zone (ITCZe) and South American Monsoon System (SAMSi) indices, for the 1981–2018 period. Rainfall in the lowland NWPA exhibits a bimodal annual cycle, whereas rainfall in the highland NWPA exhibits a unimodal annual cycle. The MLR model can be used to accurately capture the interannual variability during the wet season in the highland NWPA by utilizing predictors derived from the C and SAMSi indices. In contrast, regarding rainfall in the lowland NWPA, the Pacific SST variability, SAMS and tropical North Atlantic index were relevant. For long lead times, the MLR model provided reliable forecasts of JFM rainfall anomalies in the highlands (R3, approximately 2700 m asl) as these regions are governed by Pacific variability. However, the MLR model exhibited limitations in accurately estimating the wettest JFM season in the highlands due to the absence of a predictor for the amplified effect of the Madden–Julian Oscillation on rainfall.

We present results of a dedicated global storm-time model for the reconstruction of ionospheric electron density in three-dimensions. Using the storm criterion of |Dst| ≥ 50 nT and Kp ≥ 4, the model is constructed using a combination of radio occultation and ionosonde data during the periods of 2006–2021 and 2000–2020, respectively. From the ionosonde data, only the bottomside electron density profiles up to the maximum height of the F2 layer (hmF2) are considered. In addition to the selection of storm-time data only for the model development, we have investigated the inclusion of time history for the geomagnetic storm indicator Kp at 9 and 33 h in an attempt to take into account the delay of physical processes related to atmospheric gravity waves or traveling ionospheric disturbances and thermospheric composition changes which drive varying ionospheric storm effects during storm conditions. Based on incoherent scatter radar data and in comparison with the IRI 2020 model, the developed storm-time model provides foF2 modelling improvement of above 50% during the storm main phase over Millstone Hill (42.6°N, 71.5°W) and Tromsø (69.6°N, 19.2°E) for the storm periods of 3–6 November 2021 and 23–25 March 2023, respectively. Modelled results for Jicamarca (11.8°S, 77.2°W) show that the storm-time model estimates foF2 by an improvement of over 20% during the main phase of the 07–10 September 2017 storm period. As the ionospheric conditions return to quiet time levels, the IRI 2020 model perform better than the constructed storm -time model.

The Central Volcanic Zone of the Andes (CVZA) has been the focus of volcanological research for decades, becoming a very important site to understand a number of volcanic processes. Despite most of the research in the CVZA being carried out by foreign scientists, the last two decades have seen a significant increase in contributions by regional researchers. This surge has been facilitated by the creation of new volcanic observatories, improvement of the monitoring networks, creation of postgraduate programs where new local volcanologists are trained, creation of specialized research nuclei or groups, and increasing investment in research. This article presents a review of the evolution of the contributions of the regional volcanological community to the knowledge of the CVZA in the last 20 years (2000–2019), both from research and monitoring institutions in Peru, Bolivia, Argentina, and Chile. Based on updates made by the regional groups, a new list of active/potentially active volcanoes of the CVZA is presented, as is a complete database for article published on the CVZA. We find that a significant motivator has been regional volcanic unrest that has triggered new investment. Perú is the country with the highest investment in monitoring and research and is the best instrumented, Argentina is the country with the highest number of local participation in published papers in the domain of volcanology and magmatic systems, and Chilean volcanoes are the focus of the highest number of articles published. The current situation and general projections for the next decade (2020–2030) are also presented for each country, where we believe that the over the next 10 years, will be increased the monitoring and research capabilities, improved the scientific knowledge with more participation of regional institutions, and strengthen the collaboration and integrated work between CVZA countries, especially in border volcanoes.

La gran preocupación de muchos peruanos en relación a El Niño en este momento es si el verano será como el de los años 1982-1983 o 1997 1998, es decir, eventos El Niño extraordinarios. El peor escenario concebible sería que ocurra un evento de esa magnitud y que el Perú no esté preparado. Ante la incertidumbre, el ENFEN dio el aviso de la posibilidad de tal evento y se están tomando medidas. De todas formas, es claro que es importante tener información más concreta sobre la probabilidad de estos intensos eventos, lo cual implica entender sus mecanismos y ser capaces de modelarlos correctamente. De gran urgencia el presente año, ¿son nuestra comprensión y los modelos científicos lo suficientemente buenos para la predicción de un El Niño extraordinario?

To better understand the recent internal structure of Misti volcano, we determined a 3D S-wave velocity model applying Ambient Noise Tomography (ANT). We used data from 23 broadband and short-period seismic stations temporarily installed at Misti volcano between March and December 2011. This dataset allowed us to obtain empirical Green's functions by cross-correlating seismic ambient noise signals. Then, we retrieved 104 dispersion curves using the frequency-time analysis (FTAN) and, through a non-linear multiscale inversion, we obtained nine 2-D Rayleigh waves group velocity maps for periods in the range 0.7 s - 2 s. Finally, we carried out the depth inversion through a Bayesian transdimensional inversion to obtain a 3-D S-wave velocity model down to 3 km depth. Our study highlights five relevant seismic velocity anomalies. We observed the presence of three high-velocity zones located in the west-northwest, southwest and southeast parts of the crater, that could be related to intrusive bodies possibly associated with the formation of Misti volcano. We also observed two low-velocity anomalies in the volcano's western and central parts, which coincide with previous studies' findings and are related to fractured and weakened materials associated with the external caldera collapse and recent eruption episodes.

En este estudio se analiza la actividad sísmica detectada en la zona del volcán Coropuna entre mayo de 2018 a abril de 2020. La clasificación sísmica permitió identificar principalmente eventos sismovolcánicos de tipo Volcano-Tectónico (VT), Largo Periodo (LP) y Tremor (TRE), los cuales representan hasta el 93 % del total de sismos, además de un grupo pequeño de sismos asociados a la dinámica del glaciar (DG). Respecto a los sismos de tipo VT, estos ocurrieron en tiempo y zonas distintas situadas entre 18 km (zona 1) y <8 km (zona 2) al noreste y oeste del Coropuna, con magnitudes de entre M2.0 a M3.8 y a menos de 15 km profundidad. De acuerdo con la distribución epicentral y el cálculo de mecanismos focales, la fuente de los sismos se debería a la activación de fallas normales paralelas al sistema de fallas dominantes en los Andes, de dirección NO-SE, NE-NO y O-E. Con relación a los sismos de tipo LP y TRE, estos fueron muy escasos, ya que, en promedio, en el periodo señalado, se registró 1 sismo por día. La localización de estos sismos fue superficial, debajo del volcán Coropuna (zona 2). Los tipos de sismos detectados indican que no hay indicios de ascenso de magma a la superficie; sin embargo, es probable que exista un “cuerpo de magma remanente” asociado a la última erupción del volcán Coropuna (~700 años AP), el cual generaría cambios de temperatura y esfuerzos del medio y el consecuente proceso de fracturamiento de rocas asociado a la ocurrencia de sismos de tipo VT. Asimismo, los cambios de temperatura del medio en contacto con el sistema hidrotermal del Coropuna generarían el movimiento de fluidos (gases magmáticos, vapor de agua, etc.) que ocasionarían sismos de tipo LP y TRE. Finalmente, se considera que el Coropuna presenta un sistema magmático latente, aunque su actividad es calificada como de bajo nivel. No se espera a corto y mediano plazo una reactivación de este volcán.

El presente avance de investigación analiza la distribución de masas de agua durante enero-marzo de 2017 (moderado cálido), 2018 (frío débil), 2019 (cálido débil) y 2020 (neutro) frente a la costa norte del Perú. Para construir un diagrama T-S se utilizan los datos colectados por un flotador (3901231) del programa ARGO que fue lanzado en el año 2016 durante El Niño 2015-2016. Los resultados preliminares muestran una variabilidad en la presencia de las masas agua en la costa norte de Perú.

A fin de evaluar la ocurrencia de peligros naturales en el Valle del Colca (distrito de Chivay), se realiza la revisión bibliográfica disponible y el análisis de la actividad sísmica ocurrida en la zona en los últimos 5 años. Los peligros más recurrentes en el tiempo y que afectan al Valle del Colca y a todas las localidades que se distribuyen en su entorno son los movimientos en masa, erupciones volcánicas y sismos. Al ser los peligros naturales cíclicos, es de esperarse que ellos se repitan en el futuro con la misma o mayor intensidad y con la posibilidad de que los daños y efectos se incrementen de acuerdo al crecimiento y permanencia de las áreas urbanas en zonas reconocidas, históricamente, como de alto riesgo. Ante esta realidad, el riesgo por exposición es alta y más aún si las acciones de Gestión del Riesgo de Desastres no se articulan correctamente entre la población y la propia naturaleza. El Valle del Colca es reconocido como una zona geodinámica joven y por lo tanto, muy activa, puesta en evidencia con la ocurrencia frecuente movimientos en masa, erupciones volcánicas y sismos.

El objetivo del presente avance de investigación es realizar el análisis espectral de ondeletas cruzadas (TOX) entre la serie temporal de precipitación comparada con las series temporales de humedad específica, temperatura superficial del aire e intensidad del viento horizontal antes, durante y después del evento de precipitación intensa ocurrido sobre el observatorio de Huancayo (OHY) el día 6 de octubre de 2019 a las 15:00 hora local. Este evento registró un máximo de precipitación acumulada horaria igual a 6.2 mm h−1. Los resultados del TOX muestran que existe una similitud entre los patrones de periodicidad de todas las series temporales analizadas con un valor mínimo de 0.3 horas (18 minutos) y una periodicidad máxima de 6 horas para la humedad específica y la temperatura del aire y de 8 horas para la intensidad del viento horizontal. En relación a los desfases o retardos temporales, los resultados muestran un desfase mínimo de 180° (9 minutos) y máximo de 90° (1.5 horas) para la humedad específica, mínimo de 180° (9 minutos) y máximo de 230° (3.8 horas) para la temperatura superficial del aire y mínimo de 270° (14 minutos) y máximo de 45° (1 hora) para la intensidad del viento horizontal. Estas diferencias ponen en evidencia el hecho de que los máximos de estas variables ocurren en momentos diferentes dentro de su ciclo diurno y, por lo tanto, tienen un desfase diferente en relación al momento de la ocurrencia de la máxima intensidad de precipitación.

En este estudio se muestran los resultados preliminares del análisis de sensibilidad del sistema acoplado regional CROCO-OASIS-WRF (COW), implementado para el sistema océano–atmósfera del Pacífico sudeste, haciendo uso de la infraestructura computacional del IGP denominada HPC-Linux-Cluster. Para este objetivo, se configuran dos simulaciones acopladas que son casi idénticas, ya que difieren en la versión del modelo atmosférico que están utilizando. Los resultados preliminares muestran que las configuraciones del modelo acoplado simulan con alta correlación el Índice Costero El Niño (ICEN) y, por lo tanto, son útiles para estudiar los procesos de interacción océano-atmósfera en el Pacífico Sudeste.

Dentro de las fases cálida y fría del El Niño-Oscilación del Sur (ENOS), las ondas ecuatoriales juegan un rol importante tanto en su activación como terminación. Basándose en la teoría clásica de ondas, la aproximación lineal de agua somera en un plano ecuatorial beta presenta soluciones de onda que siguen una relación de dispersión, la cual depende de su longitud de onda y frecuencia. El presente trabajo tiene como objetivo identificar las ondas observadas en los datos de anomalía del nivel mar mediante las curvas de dispersión y compararlas con las curvas teóricas. Para esto se calculan los coeficientes de proyección meridional en base a la data observada y se identifican las bandas principales de actividad tanto en la frecuencia como en el número de onda. Los resultados preliminares muestran actividad de ondas de Kelvin concentradas en la banda de 30-100 días y 8880-11100 km (80°-100°), mientras que para las ondas Rossby se encuentran entre 27-37 días y 1110-2220 km (10°-20°).

Se analiza y evalúa el comportamiento dinámico de los suelos en el Caserío Millhuish del Centro Poblado Rancas, distrito de San Marcos, a partir de la aplicación de técnicas geofísicas. Los resultados obtenidos evidencian el predominio de suelos poco a medianamente consolidados o roca muy fracturada, formando capas de 45 metros de espesor que se encuentran presentes próximo al río Mosna y áreas de cultivo; y de hasta 30 metros debajo del área urbana. Los suelos con menor consistencia se encuentran en dirección noroeste y puestos en evidencia con la presencia de escarpes. Asimismo, el suelo presenta humedad a diferentes niveles de profundidad, pero la mayor concentración se encuentra en las proximidades al río Mosna. Debido a su baja compactación y presencia de humedad, estos suelos pueden dar origen a deslizamientos de grandes masas de tierra con la ocurrencia de lluvias extremas y/o sismos de moderada a mayor magnitud.

A partir de la década del 50, la ciudad de Lima se expande rápidamente por la migración del poblador rural a la ciudad. Estos se asentaron de manera desordenada, ocupando zonas periféricas y construyendo viviendas precarias cerca de cauces de ríos y quebradas temporalmente secas. Este escenario fue el resultado de la poca o nula importancia que se dio a la planificación. En Lima Metropolitana, las lluvias son escasas, sucediendo en la mayoría de las veces por el fenómeno El Niño u otras anomalías climáticas; sin embargo, las precipitaciones estacionales en las cuencas media y alta de los ríos Chillón, Rímac y Lurín, aumentan sus caudales causando desbordes e inundaciones en zonas rurales y urbanas de la parte baja. En los últimos ciento veinte años han sucedido cuatro eventos extraordinarios del Fenómeno El Niño (1925, 1983, 1998 y 2017), que impactaron de manera negativa sobre la ciudad de Lima. Asimismo, en el año 1970 se presentó una lluvia que atemorizó a la población limeña y no fue por el fenómeno El Niño. Senamhi atribuyó las lluvias a la presencia de una capa de nubes de 1300 m de espesor, llevada por vientos del Este y Sur-Este, atravesando la cordillera y generando lluvias desde Trujillo hasta Chincha y en la sierra central (La Crónica, 17/01/1970). El análisis de las fotografías aéreas de la década del 50, muestra que las calles Malecón Checa y Gran Chimú en Zárate, eran parte del cauce del río Rímac o zonas de inundación. Carapongo y Huachipa son parte del área inundable por la crecida del caudal del río Rímac. En las siguientes décadas, la expansión urbana terminará por ocupar las partes bajas del río Chillón y Lurín, estrechando su cauce al mínimo, tal como sucedió con el río Rímac, representando un alto riesgo para las ciudades de Lima Metropolitana y Callao.

In the central region of Peru, two earthquakes with magnitudes of ==$M$==ₛ 5.6 and 6.2 occurred in 1969, originating from the Huaytapallana fault. As a result, two fault scarps formed on the surface: the first measuring 4 km and the second one 9.5 km in length, separated by a 4 km section without a surface scarp. A three‐year seismic campaign (2015–2018) conducted around the Huaytapallana fault has provided insights into its current dynamics. The 172 microearthquakes recorded, with magnitudes ranging from ==$M$==w 0.6 to 3.1, are distributed along the northeastern flank of the fault and extend over 40 km, including segments without visible surface scarps. The Huaytapallana fault is estimated to have a depth of around 15 km with a dip of 60° toward the northeast. The composite focal mechanisms indicate a deformation process due to compression, with a fault plane oriented in the north‐northwest–south‐southeast direction and dipping toward the northeast at angles between 55° and 60°. The ==$M$==w 4.7 earthquake in 2022 and its series of aftershocks exhibit a similar deformation pattern associated with the Huaytapallana fault. These results are consistent with the regional tectonics, which control the deformation processes in the Mantaro basin, originating from the convergence of the Nazca and South American plates. We consider that the significant microseismic activity occurring in areas without visible surface scarps suggests the accumulation of substantial deformation, which could lead to future earthquakes of greater magnitude that may cause significant surface displacements.

El 23 de enero de 2020, en el distrito de Pacocha ubicado en la provincia de Ilo, región Moquegua, ocurrió un huaico como producto de las precipitaciones pluviales excepcionales producidas en la cabecera de la quebrada Záparo. Estos flujos de detritos afectaron a la urbanización Ciudad Jardín, calles e infraestructuras de uso recreativo (piscina, áreas recreativas, canchas de gras sintético y loza deportiva) asentados en la zona de desembocadura de la quebrada. En este escenario, se realizó la evaluación geológica en la quebrada Záparo y sus inmediaciones, llegándose a identificar y delimitar los depósitos generados por la ocurrencia de flujos de detritos antiguos y recientes. Asimismo, en la parte media y alta de la quebrada Záparo, se reconocieron volúmenes considerables de materiales disponibles y susceptibles para la generación de futuros flujos de detritos (aproximadamente 157 717 m³). Utilizando la técnica de simulaciones teóricas y escenarios de lluvias extremas de 23.4 mm, se generaría un caudal máximo de flujo de 54.31 m³/s, que afectaría directamente a 45 hectáreas urbanizadas del distrito de Pacocha, además de las vías Av. Costanera Norte y Casuarinas.

This work presents results of Aerosol Optical Depth (AOD) and Direct Radiative Force (DRF) at the top of the atmosphere (TOA), obtained during monitoring campaigns carried out at the Huancayo Observatory of the Geophysical Institute of Peru (OH-IGP ) in April and August 2022. In these campaigns, a Sun CIMEL photometer was used to measure the microphysical and optical properties of aerosols at wavelengths ranging from 340 to 1020 nm, and a low-cost Purple-air sensor to quantify the concentration of material particulate (PM), in fine and coarse modes. The AOD results indicated values in the range 0.06-0.22. The daily averages of PM2.5 and PM10 did not exceed Peru’s current Environmental Quality Standards (50 μg/m³ and 100 μg/m³). The air quality index (AQI) calculated for PM2.5 and PM10 was classified as good. On some days during the campaigns, the air quality was classified as moderate. These results contribute to a better understanding of the current climatic conditions of the Peruvian Altiplano.

Glacial bodies in the Peruvian Andes Mountains store and supply freshwater to hundreds of thousands of people in central Peru. Atmospheric black carbon (BC) is known to accelerate melting of snow and ice, in addition to contributing to air pollution and the health of people. Currently there is limited understanding on the sources and temporal variability of BC in valley and mountain environments in Peru. To address this problem, this study combined surface observations of BC collected during 2022–2023 with WRF model simulations and HYSPLIT trajectories to analyze the dispersion and sources of BC in valley and high elevation environments and the associated local atmospheric circulations. Results show high BC concentrations are associated with the valley-mountain wind system that occurs on both sides of the Huaytapallana mountain range. A pronounced circulation occurs on the western slopes of Huaytapallana when concentrations of BC increase during daylight hours, which transports atmospheric pollutants from cities in the Mantaro River Valley to the Huaytapallana mountain range. Low concentrations of BC are associated with circulations from the east that are channeled by the pronounced ravines of the Andes-Amazon transition. On average, during the season of highest BC concentrations (July–November), the relative contributions of fossil fuels are dominant to biomass burning at the valley observatory and are slightly lower at the Huaytapallana observatory. These results demonstrate the need to promote mitigation actions to reduce emissions of BC and air pollution associated with forest fires and local anthropogenic activity.

1. Los eventos El Niño con mayor impacto en el Perú, particularmente asociados a lluvias intensas, inundaciones y huaicos, son de dos tipos: global y costero, y se prevé que el cambio climático exacerbará dichos impactos. 2. El Niño extremo de escala global (p. ej., 1878, 1983, 1998) se debe a una amplificación de los mecanismos océano atmósfera típicos de ENOS. La capacidad internacional para su predicción ha avanzado sustancialmente, aunque se subestiman los impactos en nuestra costa. 3. El Niño costero (p. ej., 1891, 1925, 2017) está asociado a mecanismos océano-atmósfera locales y se conoce relativamente poco. La capacidad de predicción es limitada aún, por lo que el IGP está desarrollando un modelo océano-atmósfera de alta resolución y modelos de inteligencia artificial para la predicción de El Niño costero con mayor tiempo de anticipación y exactitud.