Combining classification techniques to define topo-climatic landscapes

Landscape classification tackles issues related to the representation and analysis of continuous and variable ecological data. In this study, a methodology is created in order to define topo-climatic landscapes (TCL) in the north-west of Catalonia (north-east of the Iberian Peninsula). TCLs relate the ecological behaviour of a landscape in terms of topography, physiognomy and climate, which compound the main drivers of an ecosystem. Selected variables are derived from different sources such as remote sensing and climatic atlas. The proposed methodology combines unsupervised interative cluster classification with a supervised fuzzy classification. As a result, 28 TCLs have been found for the study area which may be differentiated in terms of vegetation physiognomy and vegetation altitudinal range type. Furthermore a hierarchy among TCLs is set, enabling the merging of clusters and allowing for changes of scale. Through the topo-climatic landscape map, managers may identify patches with similar environmental conditions and asses at the same time the uncertainty involved.

Greenhouse gases and climatic states of minimum entropy production

The hypothesis of minimum entropy production is applied to a simple one-dimensional energy balance model and is analysed for different values of the radiative forcing due to greenhouse gases. The extremum principle is used to determine the planetary “conductivity” and to avoid the “diffusive” approximation, which is commonly assumed in this type of model. For present conditions the result at minimum radiative entropy production is similar to that obtained by applying the classical model. Other climatic scenarios show visible differences, with better behaviour for the extremal case

Periodic Solutions in Low-Dimensional Climatic Models

Classic climatic models use constitutive laws without any response time. A more realistic approach to the natural processes governing climate dynamics must introduce response time for heat and radiation fluxes. Extended irreversible thermodynamics (EIT) is a good thermodynamical framework for introducing nonclassical constitutive laws. In the present study EIT has been used to analyze a Budyko–Sellers one-dimensional energybalance model developed by G. R. North. The results present self-sustained periodic oscillations when the response time is greater than a critical value. The high-frequency (few kiloyears) damped and nondamped oscillations obtained can be related to abrupt climatic changes without any variation in the external forcing of the system

Extremal climatic states simulated by a 2-dimensional model Part I: Sensitivity of the model and present state

The criterion, based on the thermodynamics theory, that the climatic system tends to extremizesome function has suggested several studies. In particular, special attention has been devoted to the possibility that the climate reaches an extremal rate of planetary entropy production.Due to both radiative and material effects contribute to total planetary entropy production,climatic simulations obtained at the extremal rates of total, radiative or material entropy production appear to be of interest in order to elucidate which of the three extremal assumptions behaves more similar to current data. In the present paper, these results have been obtainedby applying a 2-dimensional (2-Dim) horizontal energy balance box-model, with a few independent variables (surface temperature, cloud-cover and material heat fluxes). In addition, climatic simulations for current conditions by assuming a fixed cloud-cover have been obtained. Finally,sensitivity analyses for both variable and fixed cloud models have been carried out

Extremal climatic states simulated by a 2-dimensional model Part II: Different climatic scenarios

Different climatic simulations have been obtained by using a 2-Dim horizontal energy balancemodel (EBM), which has been constrained to satisfy several extremal principles on dissipationand convection. Moreover, 2 different versions of the model with fixed and variable cloud-coverhave been used. The assumption of an extremal type of behaviour for the climatic system canacquire additional support depending on the similarities found with measured data for pastconditions as well as with usual projections for possible future scenarios

Climatic and land use changes in the NW of Iberian Peninsula recorded in a 1,500-year record from Lake Sanabria

L'estudi de diversos descriptors paleoambientals com ara el pol·len, les diatomees i la sedimentologia, realitzat en sediments procedents del llac de Sanabria (NO de la península Ibèrica), ha aportat informació sobre les oscil·lacions climàtiques atribuïdes als períodes càlids tardoromà i medieval, així com a la petita edat del gel. Entre els anys 440 i 950 dC, el clima es caracteritzà per temperatures suaus i un règim de precipitacions mediterrani, malgrat l¿existència de pulsacions més fredes vers els anys 530 i 700 dC. Les evidències pol·líniques dels usos del sòl indiquen l'extensió d¿activitats ramaderes i agrícoles. Aquesta fase correspon al final del període càlid romà i al període càlid medieval. El canvi de condicions climàtiques es produeix entre els anys 950 i 1100 dC, moment en què els valors mínims de matèria orgànica, pol·len arbori, concentració de diatomees, nitrogen total (TN) i mida del gra indiquen temperatures més baixes i un règim de precipitacions més regular. Aquest període correspon a

Tourism destination zoning in rural regions: a consumer-based approach in Terres de l’Ebre

This document puts into question the conventional way of delineating tourism destinations. It intends to show a model of spatial analysis, to find new interpretations of the reality, more balanced and more optimized, in comparison with other territorial views most of them based on administrative boundaries. This paper portrays a methodological exercise that aims to structure tourism geographies into new tourism areas on the basis of visitor’s consumption patterns, which would be better fitted to the needs of tourist demand

Spatiotemporal variability in radial growth of trees in the Central Pyrenees: climatic and site influences.

To understand how tree growth has responded to recent climate warming, an understanding of the tree-climate-site complex is necessary. To achieve this, radial growth variability among 204 trees established before 1850 was studied in relation to both climatic and site factors. Seventeen forest stands were sampled in the Spanish Central Pyrenees. Three species were studied: Pinus uncinata, Abies alba, and Pinus sylvestris. For each tree, a ring-width residual chronology was built. All trees cross-dated well, indicating a common influence of the regional climate. For the 1952-1993 period, the radial growth of all species, especially P. uncinata, was positively correlated with warm Novembers during the year before ring formation and warm Mays of the year the annual ring formed. Differences in species-stand elevation modulated the growth-climate associations. Radial growth in P. uncinata at high elevation sites was reduced when May temperatures were colder and May precipitation more abundant. In the 20th century, two contrasting periods in radial growth were observed: one (1900-1949) with low frequency of narrow and wide rings, low mean annual sensitivity, and low common growth variation; and another (1950-1994) with the reverse characteristics. The increased variability in radial growth since the 1950s was observed for all species and sites, which suggests a climatic cause. The low shared variance among tree chronologies during the first half of the 20th century may result from a"relaxation" of the elevation gradient, allowing local site conditions to dominate macroclimatic influence. These temporal trends may be related to the recently reported increase of climatic variability and warmer conditions. This study emphasizes the need to carefully assess the relationships between radial growth and site conditions along ecological gradients to improve dendroclimatic reconstructions.

Projeccions de canvi climatic per a Catalunya (NE Península Ibèrica). Part II: sintetitzant diverses metodologies = Climate change projections for Catalonia (NE Iberian Peninsula). Part II: Integrating several methodologies

The publication of the fourth IPCC report, as well as the number of research results reported in recent years about the regionalization of climate projections, were the driving forces to justify the update of the report on climate change in Catalonia. Specifically, the new IPCC report contains new climate projections at global and continental scales, while several international projects (especially European projects PRUDENCE and ENSEMBLES) have produced continental-scale climate projections, which allow for distinguishing between European regions. For Spain, some of these results have been included in a document commissioned by the“State Agency of Meteorology”. In addition, initiatives are being developed within Catalonia (in particular, by the Meteorological Service of Catalonia) to downscale climate projections in this area. The present paper synthesizes results of these and other previously published studies, as well as our own analysis of results of the ENSEMBLES project. The aim is to propose scenarios of variation in temperature and rainfall in Catalonia during the 21st Century. Thus, by the middle of this century temperatures could rise up to 2 C compared with that of the late 20th Century. These increases would probably be higher in summer than in winter, generalized across the territory but less pronounced in coastal areas. Rainfall, however, would not change much, but it could slightly decrease. Towards the end of the 21st Century, temperatures could rise to about 5 C above that of the last century, while the average rainfall could decrease by more than 10%. Increases in temperature would be higher in summer and in areas further from the coast. Rainfall would decrease especially during the summer, while it could even increase in winter in mountainous areas such as the Pyrenees.

Tomato response to a high light transmission greenhouse film

Increasing greenhouse light transmission has a positive effect not only in Northern latitudes but in Mediterranean countries as well. A greenhouse, H2, with a tetrafluoroethylene copolymer 60 microns film, (Asahi Glass company, Aflex) characterised by its high light transmission and durability was compared to another greenhouse with a co-extruded film considered as a control, H1. Tomato crop response to the increase in light during winter and summer with high temperature and light was evaluated. Light transmission in H2 remained very high in spite of the observed dust accumulation and the low angle of incidence of the winter solar radiation. Transmissivity was clearly higher for H2 (81 to 83 % throughout the season) than in the control (around 63 %). The rest of the climatic parameters were similar in both greenhouses, either in the winter or in the summer evaluations. In spite of the high solar radiation in H2, the summer temperature could be maintained at the desired levels by using evaporative cooling. Accumulated tomato yield and quality was better in the H2 greenhouse (15 % more for the winter crop and 27% more for the summer crop). Fruit size was bigger in the winter crop. As an overall conclusion, the use of high light transmissive films in Mediterranean areas is very convenient for many vegetable crops. This is valid not only in winter but in summer, provided the greenhouse has good ventilation or evaporative cooling to overcome the increase in sensible heat caused by this increase in light..

Augment de la resolució en la reconstrucció de les temperatures de l'aigua i de l'aire del llac Baikal (Sibèria) dels últims 60.000 anys

Aquest estudi consisteix en l’augment de la resolució en la reconstrucció de la temperatura de l’aigua i l’aire del llac Baikal durant els últims 60.000 anys mitjançant l’ús de les proxies de reconstrucció de la temperatura TEX86 i MAAT, i la d’aportació de matèria orgànica d’origen terrestre, el BIT. L’objectiu general d’aquesta investigació és incrementar la resolució temporal en el mostreig del testimoni CON-01-603-02 per tal de millorar el registre de dades obtingudes i d’aquesta manera poder contrastar la hipòtesi de la interconnexió climàtica global, així com identificar esdeveniments climàtics sobtats, tals com els Heinrich events i els esdeveniments D-O. Un cop obtinguts els resultats s’ha realitzat l’anàlisi de la qualitat i fiabilitat de les dades a les resolucions de 5, 10 i 20 Kanys, i es conclou que existeixen diferències globals estadísticament significatives amb els resultats realitzats per Escala et al., (r.n.p [resultats no publicats]), la resolució dels quals es volia augmentar. S’han tractat d’anular aquestes diferències restant o bé sumant la diferència mitjana obtinguda entre les dues mostres en cada un dels intervals de 5 Kanys en què s’han donat aquestes. Els resultats integrats d’Escala et al.,(r.n.p) i els d’aquest estudi, aporten dades que recolzen l’hipòtesi de la interconnexió climàtica global, ja que al comparar-los amb els registres climàtics de Grenlàndia (GRIP2) i l’Antàrtica (Vostok) mostren respostes similars tant per les forces de Milankovitch com per les de subMilankovitch.

Reconstrucció de les temperatures superficials marines dels últims dos milions d'anys al Corrent de Benguela utilitzant l'índex TEX86

Per tal de reconstruir i obtenir una evolució climàtica a partir de les temperatures superficials marines dels últims dos milions d’anys al Corrent de Benguela (costa oest sud-africana) s’han analitzat 60 mostres del testimoni amb ODP 175-1084. Per fer-ho, s’ha utilitzat la nova calibració de l’índex TEX86 (Kim et al., 2007) i s’han representat els resultats juntament amb els valors obtinguts amb altres índexs referents a les temperatures mitjanes anuals de l’aire (MAAT) i el grau d’aportació sedimentària d’origen continental als sediments marins (BIT). També s’han comparat amb els registres de temperatura d’altres estudis en la mateixa àrea obtinguts a partir de proxies diferents. Els resultats del TEX86 mostren certa concordança amb alguns dels valors obtinguts en altres estudis i proposen hipòtesis que relacionen de manera directa els tres índexs calculats.

Estimació de les emissions de metà generades per fermentació entèrica a la ramaderia bovina a Catalunya, com a font de gasos d'efecte hivernacle (GEH)

L’emissió de GEH generats per processos relacionats amb l’activitat antropogènica ha provocat que la temperatura mitjana de la Terra augmenti, originant el que es coneix com escalfament global. Les possibles conseqüències negatives per al conjunt de la biosfera han portat a l’adopció d’acords internacionals que obliguen als diferents Estats a realitzar Inventaris Nacionals d’Emissions a l’Atmosfera. El CH4, que és exhalat o eructat com a resultat del procés de fermentació entèrica dels remugants, genera un impacte que ha de ser quantificat en els diferents inventaris. En aquest projecte s’ha realitzat l’estimació del CH4 generat per la fermentació entèrica dels bovins a Catalunya. Per aquest objectiu s’han utilitat les equacions explicitades a les directrius del Panel Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic (IPCC), així com l’equació de Cambra, L. et al. (2008) per a la determinació del factor de conversió Ym. El resultat final rebaixa les quantitats inventariades tant per l’administració catalana com per l’espanyola.

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.