Modelos de circulación global y procesos de mezcla en el océano

La difusividad diapicna en el océano es uno de los parámetros más desconocidos en los modelos climáticos actuales. Su importancia radica en que es uno de los principales factores de transporte de calor hacia capas más profundas del océano. Las medidas de esta difusividad son variables e insuficientes para confeccionar un mapa global con estos valores. A través de una amplia revisión bibliográfica hasta el año 2009 del tema se encontró que el sistema climático es extremadamente sensible a la difusividad diapicna, donde el escalado del Océano Pacífico Sur, con una potencia de su coeficiente de difusividad o kv de 0.63, resultó ser más sensible a los cambios en el coeficiente de difusividad diapicna que el Océano Atlántico con una potencia de kv de 0.44 , se pone de manifiesto así la necesidad de esclarecer los esquemas de mezcla, esquemas de clausura y sus parametrizaciones a través de Modelos de Circulación Global (GCMs) y Modelos de Complejidad Intermedia del Sistema Terrestre (EMICs), dentro del marco de un posible cambio climático y un calentamiento global debido al aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero. Así, el objetivo principal de este trabajo es comprender la sensibilidad del sistema climático a la difusividad diapicna en el océano a través de los GCMs y los EMICs. Para esto es necesario el análisis de los posibles esquemas de mezcla diapicna con el objetivo final de encontrar el modelo óptimo que permita predecir la evolución del sistema climático, el estudio de todas las variables que influyen en el mismo, y la correcta simulación en largos periodos de tiempo. The diapycnal diffusivity in the ocean is one of the least known parameters in current climate models. Measurements of this diffusivity are sparse and insufficient for compiling a global map. Through a lengthy review of the literature through 2009 found that the climate system is extremely sensitive to the diapycnal diffusivity, where in the South Pacific scales with the 0.63 power of the diapycnal diffusion, in contrasts to the scales with the 0.44 power of the diapycnal diffusion of North Atlantic. Therefore, the South Pacific is more sensitive than the North Atlantic. All this evidenced the need to clarify the schemes of mixing and its parameterisations through Global Circulation Models (GCMs) and Earth Models of Intermediate Complexity (EMICs) within a context of possible climate change and global warming due to increased of emissions of greenhouse gases. Thus, the main objective of this work understands the sensitivity of the climate system to diapycnal diffusivity in the ocean through the GCMs and EMICs. This requires the analysis of possible schemes of diapycnal mixing with the ultimate goal of finding the optimal model to predict the evolution of the climate system, the study of all variables that affect it and the correct simulation over long periods of time.

Variabilidad climática, fitoplacton y producción primaria: ¿Aumento o disminución?

[ES] Hoy en día es incuestionable que la actividad humana está induciendo perturbaciones climáticas con importantes consecuencias para la integridad del planeta. Cada hora emitimos a la atmósfera dos millones de toneladas de CO2, favoreciendo el calentamiento gradual de la Tierra. Los océanos constituyen uno de los principales destinos finales de este carbono antropogénico y la reserva más importante de carbono activo del planeta. Absorben cerca del 25% del CO2 emitido y almacenan inmensas cantidades de calor y humedad, amortiguando los cambios climáticos pero prolongándolos en el tiempo una vez que se producen; es decir, actúan como la memoria del planeta, con un efecto retardado pero continuo. Como impacto de esta actividad, las aguas de los océanos están aumentando en temperatura y acidez y disminuyendo en concentración de oxígeno. El océano captura y transfiere CO2 desde la atmósfera al océano profundo (donde el carbono puede quedar almacenado durante cientos de años) por medio de dos procesos fundamentales: por diferencias en la presión parcial del CO2 entre la atmósfera y la superficie del mar, en función de la solubilidad del gas en el agua (bomba física o de solubilidad), y por captación de CO2 , debida a la fotosíntesis de los productores primarios (esencialmente el fitoplancton microscópico) y su transformación en materia orgánica y transporte al fondo del océano (bomba biológica). La bomba física contribuye en un 30-40% a los valores de CO2 en el agua, mientras que el resto se debe a la bomba biológica. Sin embargo, el análisis de series recientes (últimos 50 años) parece indicar que el océano está perdiendo eficiencia en la captura de CO2, lo que estaría acelerando su acumulación en la atmósfera. Una de las hipótesis postuladas para explicar esta pérdida de eficiencia es que la productividad marina global está disminuyendo, debido al aumento de estratificación en las aguas oceánicas. Esta hipótesis, no obstante, es controvertida, ya que algunos estudios recientes indican que la producción primaria marina se ha incrementado en las últimas décadas debido al forzamiento atmosférico (inducido por el calentamiento global), que ha favorecido un aumento de procesos de mezcla y afloramiento en las regiones de mayor productividad marina del planeta. En esta charla revisaremos los estudios más recientes sobre el impacto de las fluctuaciones multidecadales en la biomasa de fitoplancton, los cambios en sus grupos funcionales y su repercusión en la producción primaria. Revisaremos también los estudios sobre registros paleoclimáticos del fitoplancton, para analizar variaciones seculares en la productividad marina y poder extender los cambios contemporáneos a proyecciones futuras asociadas al cambio climático.

Climatic and stratigraphic paleoindicators from the Canary Island

[EN] The last 5 Myr  are characterized by cliamatic variations globally and are reflected in ancient fossiliferous marine deposits visible in the Canary Islands. The fossils contained are identificated as paleoecological and paleoclimatic indicators. The Mio-Pliocene Transit is represented by the coral Siderastrea micoenica Osasco, 1897; the gastropods Rothpletzia rudista Simonelli, 1890; Ancilla glandiformis (Lamarck, 1822); Strombus coronatus Defrance, 1827 and Nerita emiliana Mayer, 1872 and the bivalve Gryphaea virleti Deshayes, 1832 as most characteristic fossils  and typical of a very warm climate and littoral zone. Associated  lava flows  have been dated radiometrically  and provides a range between  8.9 and about 4.2 Kyr. In the mid-Pleistocene, about 400,000 years ago, the called Marine Isotope Stage 11, a strong global warming that caused a sea level rise happens. Remains of the MIS 11  are preserved on the coast of Arucas (Gran Canaria), and associated with a tsunami in Piedra Alta (Lanzarote). These fossilifeorus  deposits contains the bivalve Saccostrea cucullata (Born, 1780), the gastropod Purpurellus gambiensis (Reeve, 1845) and the corals Madracis pharensis (Heller, 1868) and Dendrophyllia cornigera (Lamarck, 1816). Both sites have been dated by K-Ar on pillow lavas (approximately 420,000 years) and by Uranium Series on corals (about 481,000 years) respectively. The upper Pleistocene starts with another strong global warming known as the last interglacial or marine isotope  stage (MIS) 5.5, about 125,000 years ago, which also left marine  fossil deposits exposed in parallel to current in Igueste of San Andrés (Tenerife),  El Altillo, the  city of Las Palmas de Gran Canaria  and Maspalomas (Gran Canaria),  Matas Blancas, the Playitas and Morrojable (Fuerteventura ) and in Playa Blanca and Punta Penedo (Lanzarote ). The fossil coral Siderastrea radians (Pallas , 1766 ) currently living in the Cape Verde Islands , the Gulf of Guinea and the Caribbean has allowed Uranium series dating. The gastropods Strombus bubonius Lamarck, 1822 and Harpa doris (Röding , 1798 ) currently living in the Gulf of Guinea. Current biogeography using synoptic data obtained through satellites provided by the ISS Canary Seas provides data of Ocean Surface Temperature (SST) and Chlorophyll a (Chlor a) . This has allowed the estimation of these sea conditions during interglacials compared to today .

Investigación en energías renovables: Proyecto MAGEC (Materiales para una Avanzada Generación de Energía en Canarias)

[ES] La incesante demanda de energía, actualmente basada principalmente en los combustibles fósiles, nos está llevando quizás a un punto sin retorno en el calentamiento global y en el cambio climático hacia un mundo sin legado. El uso del hidrógeno y las pilas de combustibles se nos plantea como uno de los mejores candidatos a solución renovable y ecológica en esta desafiante carrera por la sostenibilidad. El agua es una fuente universal, abundante y accesible de hidrógeno, y mediante procesos de ruptura o fotólisis, es posible extraerlo de la misma al igual que hacen las plantas en la fotosíntesis como principal proceso motor del planeta.

Modelización teórico-experimental de nuevo molde electroconformado para rotomoldeo con calentamiento/enfriamiento directo mediante fluido térmico

Programa de doctorado: Ingeniería Ambiental y Desalinización