Registre isotòpic d'alquenones i lípids terrestres en sediment marí: una reconstrucció paleoclimàtica a l'oceà Índic

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Institute of mineralogy and geochemistry de la University of Lausanne, Suïssa, entre 2007 i 2009. Durant l’última dècada, la comunitat científica ha reconegut que les zones tropicals juguen un paper clau en els processos dinàmics que controlen el canvi climàtic global, probablement com a desencadenant dels canvis succeïts en altes latituds. A més a més, els sediments dels oceans tropicals, en trobar-se fora de l’impacte directe de les plaques de gel continentals creades durant les glaciacions, proporcionen un registre continu de les variacions climàtiques del planeta. Malgrat tot, encara hi ha moltes incògnites sobre el paper específic de les zones tropicals, especialment pel que fa a les variacions brusques suborbitals, degut als pocs registres d’alta resolució estudiats en aquestes àrees que abastin varis cicles glacial/interglacial. Per tal d’ajudar a clarificar el paper de les zones tropicals de l’hemisferi sud en el control del clima a escala mil•lenària s’ha estudiat la distribució i la composició isotòpica de biomarcadors moleculars marins i terrestres, a baixa resolució, en el testimoni MD98-2165 (9º39’S, 118º20’E, 2100 m de profunditat d’aigua, 42.3 m de llarg) està situat al sud-oest d’Indonèsia, on s’enregistren les temperatures superficials del mar més elevades del planeta i una elevada activitat convectiva, que té una influència en la distribució de la humitat atmosfèrica en una extensa superfície de la Terra. Les distribucions observades de biomarcadors terrígens (C23-C33 n-alcans i C20-C32 n-alcan-1-ols) són típiques del lipids de plantes superiors que arriben a l’oceà principalment per via eòlica. L’alcà de 31 àtoms de carboni i els alcohols de 28 o 32 àtoms de carboni són els homòlegs més abundants en ambdós testimonis. Cal destacar l’alcohol C32 com a homòleg principal durant les èpoques glacials, tot suggerint una expansió de les plantes tropicals C4 associada a unes condicions més àrides. La procedència d’aquests lipids queda corroborada mitjançant la seva composició isotòpica de carboni, que ens permet diferenciar la ruta fotosintètica emprada i per tant, entre el tipus de plantes.

Impacte de la variabilitat climàtica ràpida de l'últim període glacial sobre la vegetació del sud-est de Nord Amèrica

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a UMR-CNRS - Géologie et Océanographie, França, entre 2007 i 2009. Els canvis climàtics ràpids de l’últim període glacial (cicles Dansgaard/Oeschger i Heinrich Stadials-HS), han estat documentats en testimonis marins, de gel i dipòsits continentals, generalment de l’hemisferi nord. Mentre que la majoria dels estudis paleoclimàtics i paleoceanogràfics de l’Atlàntic Nord sobre l’últim període glacial s’han centrat en la part nord i est, les latituds mitjanes de la part occidental han estat menys estudiades. Particularment, els canvis de la vegetació de l’est de Nord Amèrica durant l’últim glacial es coneixen molt poc degut a la manca de seqüències pol.líniques llargues en aquesta regió. Només dues seqüències de pol.len del llac Tulane (Florida) mostren canvis de la vegetació significatius i interessants durant l’últim glacial, que suggereixen HS càlids i humits, que contrasta amb el que s’observa a l’altre costat de l’Atlàntic Nord. El treball realitzat al UMR-CNRS 5805 EPOC, Université Bordeaux 1, EPHE, des del 23 d’abril 2007 al 22 d’abril 2009, gràcies a la beca Beatriu de Pinós, implica una reconstrucció a alta resolució dels canvis de la vegetació a partir de l’anàlisi d’un testimoni marí, localitzat a l’oest de l’Atlàntic Nord subtropical (MD99-2203, 34º58’N, 75º12’W), durant l’Estadi Isotòpic Marí 3 (MIS 3). Les dades pal.linològiques del testimoni mostren una alternança entre Picea i Quercus. En general, les associacions pol.líniques indiquen que les variacions de la vegetació segueixen un patró bosc boreal/temperat durant l’últim glacial. El model d’edat preliminar basat en edats radiomètriques suggereix un augment del bosc temperat acompanyat d’una reducció del boreal entre el H4 i el H3. La comparació amb registres pol.línics marins d’alta resolució de la regió est subtropical, a latituds similars, mostren, per primer cop, que els canvis en les formacions forestals associats als canvis climàtics ràpids de l’últim glacial van ser menys intensos al sud-est de Nord Amèrica que a la Península Ibèrica.

Analysis of warm season thunderstorms using an object-oriented tracking method based on radar and total lightning data

Monitoring thunderstorms activity is an essential part of operational weather surveillance given their potential hazards, including lightning, hail, heavy rainfall, strong winds or even tornadoes. This study has two main objectives: firstly, the description of a methodology, based on radar and total lightning data to characterise thunderstorms in real-time; secondly, the application of this methodology to 66 thunderstorms that affected Catalonia (NE Spain) in the summer of 2006. An object-oriented tracking procedure is employed, where different observation data types generate four different types of objects (radar 1-km CAPPI reflectivity composites, radar reflectivity volumetric data, cloud-to-ground lightning data and intra-cloud lightning data). In the framework proposed, these objects are the building blocks of a higher level object, the thunderstorm. The methodology is demonstrated with a dataset of thunderstorms whose main characteristics, along the complete life cycle of the convective structures (development, maturity and dissipation), are described statistically. The development and dissipation stages present similar durations in most cases examined. On the contrary, the duration of the maturity phase is much more variable and related to the thunderstorm intensity, defined here in terms of lightning flash rate. Most of the activity of IC and CG flashes is registered in the maturity stage. In the development stage little CG flashes are observed (2% to 5%), while for the dissipation phase is possible to observe a few more CG flashes (10% to 15%). Additionally, a selection of thunderstorms is used to examine general life cycle patterns, obtained from the analysis of normalized (with respect to thunderstorm total duration and maximum value of variables considered) thunderstorm parameters. Among other findings, the study indicates that the normalized duration of the three stages of thunderstorm life cycle is similar in most thunderstorms, with the longest duration corresponding to the maturity stage (approximately 80% of the total time).

Thermal evolution of gene expression profiles in Drosophila subobscura

Background: Despite its pervasiveness, the genetic basis of adaptation resulting in variation directly or indirectly related to temperature (climatic) gradients is poorly understood. By using 3-fold replicated laboratory thermal stocks covering much of the physiologically tolerable temperature range for the temperate (i.e., cold tolerant) species Drosophila subobscura we have assessed whole-genome transcriptional responses after three years of thermal adaptation, when the populations had already diverged for inversion frequencies, pre-adult life history components, and morphological traits. Total mRNA from each population was compared to a reference pool mRNA in a standard, highly replicated two-colour competitive hybridization experiment using cDNA microarrays.Results: A total of 306 (6.6%) cDNA clones were identified as 'differentially expressed' (following a false discovery rate correction) after contrasting the two furthest apart thermal selection regimes (i.e., 13°C vs . 22°C), also including four previously reported candidate genes for thermotolerance in Drosophila (Hsp26, Hsp68, Fst, and Treh). On the other hand, correlated patterns of gene expression were similar in cold- and warm-adapted populations. Analysis of functional categories defined by the Gene Ontology project point to an overrepresentation of genes involved in carbohydrate metabolism, nucleic acids metabolism and regulation of transcription among other categories. Although the location of differently expressed genes was approximately at random with respect to chromosomes, a physical mapping of 88 probes to the polytene chromosomes of D. subobscura has shown that a larger than expected number mapped inside inverted chromosomal segments.Conclusion: Our data suggest that a sizeable number of genes appear to be involved in thermal adaptation in Drosophila, with a substantial fraction implicated in metabolism. This apparently illustrates the formidable challenge to understanding the adaptive evolution of complex trait variation. Furthermore, some clustering of genes within inverted chromosomal sections was detected. Disentangling the effects of inversions will be obviously required in any future approach if we want to identify the relevant candidate genes.

Rapid and sudden advection of warm and dry air in the Mediterranean Basin

Rapid advection of extremely warm and dry air is studied during two events in the Mediterranean Basin. On 27 August 2010 a rapid advection of extremely warm and dry air affected the northeast Iberian Peninsula during a few hours. At the Barcelona city center, the temperature reached 39.3 ° C, which is the maximum temperature value recorded during 230 yr of daily data series. On 23 March 2008 a rapid increase of temperature and drop of relative humidity were recorded for a few hours in Heraklion (Crete). During the morning on that day, the recorded temperature reached 34 °C for several hours on the northern coastline of this island.According to the World Meteorological Organization none of these events can be classified as a heat wave, which requires at least two days of abnormally high temperatures; neither are they a heat burst as defined by the American Meteorological Society, where abnormal temperatures take place during a few minutes. For this reason, we suggest naming this type of event flash heat. By using data from automatic weather stations in the Barcelona and Heraklion area and WRF mesoscale numerical simulations, these events are analyzed. Additionally, the primary risks and possible impacts on several fields are presented.