Addressing Sea Surface Salinity retrieval at different spatial resolution. Feasibility study using OCCAM data within SEPS simulator and L2 processor tools

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la National Oceanography Centre of Southampton (NOCS), Gran Bretanya, entre maig i juliol del 2006. La possibilitat d’obtenir una estimació precissa de la salinitat marina (SSS) és important per a investigar i predir l’extensió del fenòmen del canvi climàtic. La missió Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) va ser seleccionada per l’Agència Espacial Europea (ESA) per a obtenir mapes de salinitat de la superfície marina a escala global i amb un temps de revisita petit. Abans del llençament de SMOS es preveu l’anàlisi de la variabilitat horitzontal de la SSS i del potencial de les dades recuperades a partir de mesures de SMOS per a reproduir comportaments oceanogràfics coneguts. L’objectiu de tot plegat és emplenar el buit existent entre les fonts de dades d’entrada/auxiliars fiables i les eines desenvolupades per a simular i processar les dades adquirides segons la configuració de SMOS. El SMOS End-to-end Performance Simulator (SEPS) és un simulador adhoc desenvolupat per la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) per a generar dades segons la configuració de SMOS. Es va utilitzar dades d’entrada a SEPS procedents del projecte Ocean Circulation and Climate Advanced Modeling (OCCAM), utilitzat al NOCS, a diferents resolucions espacials. Modificant SEPS per a poder fer servir com a entrada les dades OCCAM es van obtenir dades de temperatura de brillantor simulades durant un mes amb diferents observacions ascendents que cobrien la zona seleccionada. Les tasques realitzades durant l’estada a NOCS tenien la finalitat de proporcionar una tècnica fiable per a realitzar la calibració externa i per tant cancel•lar el bias, una metodologia per a promitjar temporalment les diferents adquisicions durant les observacions ascendents, i determinar la millor configuració de la funció de cost abans d’explotar i investigar les posibiltats de les dades SEPS/OCCAM per a derivar la SSS recuperada amb patrons d’alta resolució.

Els isòtops radiogènics(Sr i Nd) en diferents contextes geodinàmics: Illes Canaries i Vesuvi. Preparació i anàlisi de mostres mitjançant la tècnica analítica TIMS

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada l’ Osservatorio Vesuviano (Nàpols, Italia) entre novembre del 2006 i març del 2007. Un dels objectius principals de l’estada ha estat conèixer la tècnica analítica Thermal Ionisation Mass Spectrometry (TIMS ) per l’anàlisi d’isòtops radiogènics (Sr i Nd). Aquesta estada ha permès aprendre tant la part de preparació de les mostres, com la part d’utilització i programació de l’instrument. Inicialment en el projecte es va programar l’anàlisi dels isòtops radiogènics en laves i xenòlits de l’illa de Gran Canaria (Illes Canàries) amb l’objectiu de modelar geoquímicament el mantell terrestre sota les illes Canàries. Finalment, i a part de les mostres inicials de Gran Canaria, es van incloure mostres del volcà Vesuvi per tal de concloure un projecte iniciat el 2003 amb el Professor Giovanni Orsi i la Professora Lucia Civetta. L’estudi dels isòtops radiogènics en contextes geodinàmics tant diferents ha permès comparar la variació dels isòtops radiogènics de Sr i Nd que existeix entre volcanisme d’ intraplaca (Illes Canàries) i volcanisme en zones convergents (Vesuvi).

Extracció minera a la Selva del Camp

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. L’objectiu d’aquest treball és localitzar i descriure algunes de les mines que s’havien explotat al municipi de la Selva del Camp -comarca del Baix Camp, Tarragona - durant el segle XIX i inici del XX. També es pretén estudiar els minerals extrets en aquestes mines i recollir-ne mostres. Finalment, s’investiga la situació de les mines en el context geològic general i quin és l’origen dels filons explotats. La metodologia seguida ha tingut diverses fases. Primerament, s’ha obtingut informació bibliogràfica i cartogràfica sobre la geologia de la Selva del Camp. En segon lloc, s’ha obtingut informació sobre les mines que s’explotaven al terme a l’Arxiu Municipal i s’han localitzat les mines en un mapa. En tercer lloc, s’ha recollit informació oral sobre la ubicació i l’explotació de les mines amb entrevistes a gent gran del poble. Posteriorment s’ha realitzat un treball al camp per buscar les mines. Un vegada trobades s’han descrit confeccionant esquemes del seu recorregut, localitzant les escombreres i recollint-ne mostres. Finalment s’han estudiat les mostres al laboratori i s’ha elaborat una col•lecció. Els resultats de la recerca mostren que les mines explotaven filons metàl•lics formats per precipitació de sulfurs i òxids dins de les llicorelles del carbonífer-permià. Els minerals explotats eren principalment galena, mena del plom i pirolusita, d’on s’obtenia manganès. Es recomana crear algun itinerari per donar difusió a aquest patrimoni.

Del mineral al frontal romànic: aplicació dels pigments minerals en pintura romànica al Berguedà

Treball de recerca realitzat per una alumna d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. L’objectiu principal ha estat fer una reproducció a escala d’un frontal del romànic berguedà emprant pigments minerals. Sobre la base d’una recerca bibliogràfica exhaustiva, s’ha realitzat primer una aproximació teòrica amb l’objectiu de poder estudiar els pigments minerals des de diversos punts de vista: el científic, explicant la física, química i geologia del color; i l’artístic, explicant l’evolució dels pigments al llarg de la història de l’art –especialment en el Romànic català -. Paral•lelament, els estudis experimentals es van estructurar en quatre apartats: localització i recol•lecció de minerals, obtenció del pigment, elaboració de la pintura i reproducció del frontal romànic de Sant Andreu de Sagàs. Per tal de comprendre millor el procediment d’elaboració del frontal se’n va confeccionar un altre que es va dividir en quatre parts, corresponents als diferents passos que s’havien de seguir. El treball realitzat mostra que les dues grans branques del saber, l’art i la ciència, es troben íntimament relacionades. A més ha demostrat que gran part dels pigments que s’utilitzaven per elaborar les pintures romàniques del Berguedà provenien de l’entorn més directe, però en cas necessari s’utilitzaven minerals importats de terres llunyanes, com el cinabri. Les pintures elaborades amb pigments minerals tenen un alt valor afegit, ja que requereixen tot un procés de preparació molt llarg i laboriós.

Estructures sedimentàries: descripció i modelització de la seva gènesi

Treball de recerca realitzat per un alumne d’ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l’any 2008. L’objectiu de la recerca ha estat l’estudi de les condicions en què s’arriben a formar les estructures sedimentàries internes, relacionades amb un flux de tipus unidireccional. S’ha fabricat un tanc d’experimentació que, a petita escala, pogués reproduir de la manera més propera a la realitat les condicions naturals en què es formen aquest tipus d’estructures. En aquest tanc d’experimentació s’han sotmès sediments de granulometries diverses a fluxos unidireccionals de diferents intensitats. Posteriorment, s’ha fet un diagrama d’estabilitat d’estructures sedimentàries en funció de la velocitat del flux que l’origina i de la granulometria del sediment. Aquest diagrama permetrà extrapolar, quan es trobin aquestes estructures fossilitzades, en quines condicions de flux s’han originat.

Analog Modelling of N-S anticlines of the External Sierras (Jaca basin, Southern Pyrenees)

Report for the scientific sojourn carried out at the Uppsala Universitet, Sweden, from April to July the 2007. Two series of analogue models are used to explore ductile-frictional contrasts of the basal décollement in the development of oblique and transverse structures simultaneously to thin-skinned shortening. These models simulate the evolution of the Central External Sierras (Southern Pyrenees, Spain), which constitute the frontal emerging part of the southernmost Pyrenean thrust sheet. They are characterized by the presence of transverse N-S to NW-SE anticlines, which are perpendicular to the Pyrenean structural trend and developed in the hangingwall of the Santo Domingo thrust system, detaching on an unevenly distributed Triassic materials (evaporitic-dolomitic interfingerings). Model setup performs a décollement made by three patches of silicone neighbouring pure brittle sand. Model series A test the thickness ratio between overburden and décollement. Model series B test the width of frictional detachment areas. Model results show how deformation reaches further in areas detached on ductile layer whereas frictional décollement areas assimilate the strain by means of an additional uplift. This replicates the structural style of Central External Sierras: higher structural relief of N-S anticlines with regard to orogen-parallel structures, absence of a representative ductile décollement in the core, tilting towards the orogen and foreland-side closure not thrusted by the frontal emerging South-Pyrenean thrust.

Visualización estéreo

En este proyecto se muestran las posibilidades de la visión estéreo para la visualización en monitores tanto de objetos simples como de grandes escenarios, así como su aplicación en juegos o en otros ámbitos como el cine, la geología e incluso la medicina. Para el desarrollo se ha usado una tarjeta con soporte 3d como la Nvidia 7600GT y una pantalla con una tasa de frecuencia alta como una ACER 19 pulgadas a 100Hz. Los resultados sobre la visualización han sido extraídos de las opiniones de un grupo de 20 personas, de diversas profesiones, no relacionadas con los gráficos por ordenador.

Estudi exploratori per a la reconstrucció de temperatures de l'aigua i de l'aire en la conca central del llac Baikal (Sibèria) en els últims 40000 anys

Aquest estudi consisteix en un anàlisi exploratori que té per objectiu principal la realització d’una reconstrucció de la temperatura de l’aigua i l’aire del llac Baikal durant els últims 40.000 anys. El treball s’ha dut a terme mitjançant l’ús de les proxys de reconstrucció de la temperatura y la utilització dels mètodes TEX86, MAAT, i la d’aportació de matèria orgànica d’origen terrestre, el BIT, aplicant-les a la mostra VER93-2 st GC-24, extreta pel Baikal Drilling Project a la conca central, amb l’objectiu de fer una aportació de dades paleoclimàtiques per tal d’aconseguir una millora en les interpretacions de futurs esdeveniments climàtics, i d’identificar esdeveniments climàtics sobtats, tals com els Heinrich events i els Youngers Dryas. Abans de la realització de l’anàlisi de les mostres s’ha dut a terme una extrapolació de l’edat en el testimoni, degut a que l’edat del core BDP VER93-2.st.GC-24 havia estat extrapolada fins a 277,5 cm de profunditat i en el present estudi s’ha ampliat l’anàlisi fins als 460 cm. de profunditat. Un cop obtinguts els resultats s’ha realitzat un càlcul de precisió i reproductibilitat per tal de conèixer una estimació quantitativa de la variabilitat de les dades obtingudes en les diferents proxys, en el qual ha estat demostrat una baixa variabilitat de les dades, exceptuant la variabilitat del TEX86 i la precisió del MAAT. Per a la localització dels diferents esdeveniments climàtics donats durant l’Holocè i el Plistocè s’han realitzat anàlisis gràfics dels propis resultats, juntament i en comparació dels resultats realitzats per Escala et al. (r.n.p [resultats no publicats]) en la conca sud, i de l’estudi publicat per Prokopenko et al., en el que s’analitza la presència de diatomees i matèria orgànica l’Atlàntic Nord. Els resultats integrats d’Escala et al.,(r.n.p) i els d’aquest estudi coincideixen en la datació dels diferents esdeveniments, amb alguna variació hipotèticament produïda per l’extrapolació d’edat realitzada en el present estudi i la gran aportació de matèria orgànica en el lloc d’extracció del testimoni per part del riu Selenga. Aquests resultats mostren una possible relació entre els esdeveniments climàtics i la variació de la temperatura de l’aigua.

Palafrugell: un viatge pel seu clima

Treball de recerca realitzat per dos alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. El treball pretén reconstruir part de la història climàtica de Palafrugell, tractar els fenòmens meteorològics més rellevants de les darreres dècades i mostrar què és realment el canvi climàtic i com podria afectar en el futur a Palafrugell. A partir de dades meteorològiques recollides en llibres, quaderns, fulls d'observatoris meteorològics, així com també a través d'entrevistes realitzades a experts en el tema, i amb anàlisis comparatius de diferents èpoques climàtiques, es mostra l'extensa història climàtica que amaga Palafrugell, els diferents períodes climàtics, i els efectes de l'escalfament global i les seves conseqüències. Els autors intenten d'aquesta manera no tan sols donar a conèixer el clima del municipi, sinó també, transmetre una definició que s'ajusti millor al significat de canvi climàtic.

Influència del context geològic i hidrogeològic en l'eficiència energètica dels sistemes geotèrmics de molt baixa entalpia

L’elevat consum energètic de les societats actuals, així com la impossibilitat de sostenir-lo a llarg termini implica la cerca de noves fonts d’energia. D’aquesta manera, en el camp de la climatització residencial, l’energia geotèrmica de molt baixa entalpia es posiciona com una alternativa als recursos energètics actuals. Així, els primers metres de subsòl presenten una temperatura adequada per al seu aprofitament calorífic, mitjançant els sistemes geotèrmics de bomba de calor. Si bé a nivell energètic, són sistemes, intrínsecament, molt eficients, el seu rendiment pot patir importants variacions davant dels canvis en les condicions del medi geològic i hidrogeològic. Especialment, els col·lectors de calor verticals, treballen, amb freqüència, en el si de les formacions hidrogeològiques. En aquest sentit, els canvis del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua de l’aqüífer es manifesten amb variacions de la conductivitat tèrmica equivalent i del flux subterrani d’aigua, que alhora, aquestes, es tradueixen en alteracions del flux subterrani de calor. Davant d’aquest fet, l’avaluació quantitativa de l’efecte d’aquestes fluctuacions que es presenta en aquest treball mostra petites variacions del nivell hidràulic i de la temperatura de l’aigua comporten canvis molt notables en l’eficiència dels sistemes verticals de bomba de calor geotèrmica.

Estudi òptic dels minerals

El Grup Consolidat d’Innovació Docent de Mineralogia i òptica cristal·lina de la Universitat de Barcelona ha desenvolupat un CD interactiu que simula el funcionament d’un microscopi petrogràfic, per tal de facilitar a l’alumne un material d’autoaprenentatge, ha de servir per a reforçar els coneixements dels minerals formadors de roques en làmina prima. Aquest material te tres entrades diferents, en català, castellà i anglès. Cada mineral té una fitxa general amb les seves propietats òptiques i una complementaria amb les característiques cristal·logràfiques, camp d’estabilitat, diagrames de fases i característiques morfològiques del mineral a observar, les quals marquen els trets determinatius d’aquell mineral per tal de facilitar el seu reconeixement. Per tal de complementar les dades s’han introduït links directes amb la planes web: “webmineral” i “mindat” on hi ha les corresponents estructures i morfologies “interactives” de cadascun dels minerals que apareixen en el programa. En l’aplicació informàtica hi ha 169 filmacions corresponents a 43 dels principals minerals que formen les roques, una filmació correspon a la imatge només amb el polaritzador, i l'altre a la imatge amb el polaritzador més l'analitzador. Cadascuna d'aquestes imatges es presenta amb un gir de 360º; es pot aturar i després continuar girant, simulant el que veuríem al microscopi. D'aquesta manera es pot determinar el pleocroisme, la presència de macles, el color d'interferència i l'angle d'extinció.. S’ha intentat sempre que hi hagués diferents exemples d’un mateix mineral en diverses paragènesis. També s'incorpora una fitxa que l'usuari pot omplir amb les característiques texturals i òptiques del mineral agrupades segons les observacions que es fan, bé amb el polaritzador, amb el polaritzador i l'analitzador o bé amb les condicions específiques per veure la figura d'interferència i el signe òptic. Aquesta fitxa, un cop plena, es pot imprimir. En tot moment hi ha un menú d’ajuda on l’usuari pot remetre i fer la consulta adient per poder continuar.

Creació de material docent digital per l'assignatura transversal de Geoarqueologia

En aquest projecte hem seguit desenvolupant i ampliant els continguts d’una assignatura de caràcter transversal entre Geologia i Arqueologia Prehistòrica aplicada als estudis universitaris. Aquesta ampliació s’ha dut a terme amb la creació d'un recull de fitxes amb les dades més rellevants d’alguns sepulcres megalítics de Catalunya fent especial esment als materials petris utilitzats en la seva construcció de per tal de poder desenvolupar i contextualitzar els resultats que s’assoleixin durant el curs. Cadascuna de les fitxes inclou per cada megàlit: 1) una situació geogràfica, 2) una part de descripció des del punt de vista arqueològic i 3) una part geològica amb la situació, descripció dels elements petris de les lloses tant a visu com al microscopi petrogràfic i una localització probable de l’àrea de procedència de les lloses. Això suposa un aprofundiment i ampliació de l'oferta pedagògica proposada que permet experimentar una metodologia d’ensenyament universitari més pràctica, aplicada i interactiva i s’emmarca en l’eix temàtic al voltant del qual es desenvolupa l’assignatura.

Diagnosi ambiental de les fonts naturals de la zona nord-occidental del Vallès Oriental: el fenomen "garrafaire"

Aquest treball analitza un total de sis fonts naturals situades a la zona nord-occidental del Vallès Oriental amb l’objectiu de determinar-ne la seva freqüentació i en especial centrar-se en el fenomen “garrafaire”. S’ha elaborat un mètode de recompte d’usuaris, s’ha analitzat l’aigua a nivell físico-químic i microbiològic i s’ha portat a terme un sistema de caracterització ambiental d’aquestes fonts. La freqüentació és elevada a quatre de les sis fonts estudiades, de les que només tres són utilitzades habitualment per “garrafaires”. El volum d’ús d’aquestes fonts contrasta amb el control analític de la qualitat de l’aigua, per part de l’administració, que és inexistent en quatre d’elles i insuficient a les restants. La confiança per part dels usuaris cap a la qualitat de l’aigua també difereix dels resultats de les analítiques realitzades, en que l’aigua ha estat qualificada com a no apta per al consum humà en totes elles, exceptuant una única analítica d’una font que ha resultat apta per al consum humà. En conseqüència, caldria un pla de control i seguiment de la qualitat de l’aigua almenys en 4 de les fonts analitzades.

Power laws and scaling of rain events and dry spells in the Catalonia region

We analyze the statistics of rain-event sizes, rain-event durations, and dry-spell durations in a network of 20 rain gauges scattered in an area situated close to the NW Mediterranean coast. Power-law distributions emerge clearly for the dryspell durations, with an exponent around 1.50 ± 0.05, although for event sizes and durations the power-law ranges are rather limited, in some cases. Deviations from power-law behavior are attributed to finite-size effects. A scaling analysis helps to elucidate the situation, providing support for the existence of scale invariance in these distributions. It is remarkable that rain data of not very high resolution yield findings in agreement with self-organized critical phenomena.

Universality of rain event size distributions

We compare rain event size distributions derived from measurements in climatically different regions, which we find to be well approximated by power laws of similar exponents over broad ranges. Differences can be seen in the large-scale cutoffs of the distributions. Event duration distributions suggest that the scale-free aspects are related to the absence of characteristic scales in the meteorological mesoscale.