1

METEOROLOGÍA

TEMA1. Análisis desensibilidad de un ciclón subtropical paradiferentesparametrizacionesdelmodelonuméricoWRF 4

TEMA2. CaracterizacióndeepisodiosdeondasdemontañaenlaPenínsulaIbérica:observaciónconsatéliteysimulaciónconelmodeloWRF 4

TEMA3. Impactodelcambioclimáticosobreeltransportedeozonoestratosféricohacialasuperficie 4

TEMA4. ForzamientoygeneracióndelosCalentamientosSúbitosEstratosféricos5

TEMA5. Mantenimientoyvariabilidaddelchorrosubtropical 6

TEMA6. DiseñodeunaprácticadefrontogénesisparalaasignaturadeDinámicaAtmosférica 6

TEMA7. EstudiodelcicloanualdeGEIenelentornodelBosquedeLaHerrería(SierradeGuadarrama) 7

TEMA8. Evolucióndelacirculaciónoceánicaensimulacionesdelúltimomilenio 7

TEMA9. RespuestadelmantodehielodeGroenlandiaaloscambiosclimáticosabruptosglaciales 8

TEMA10. RelaciónentreladinámicadelosríosdehielodelmantolaurentinoysussedimentossubglaciaresdurantelatransiciónclimáticadelPleistocenoMedio 9

TEMA11. RegionalizaciónclimáticaenlaSierradeGuadarrama 10

TEMA12. EvolucióndelasequíaenlaPenínsulaIbéricayenelcontextoeuropeoenelúltimomilenio. 11

TEMA13. Caracterizacióndeeventosdeintrusióndeaerosolsaharianomediantetécnicasdeteledetección 11

TEMA14. Estudiosobrelacontribucióndegasesantrópicosenelefectoinvernaderodelclimadelplaneta 12

TEMA15. EldeshielodelÁrtico:efectoenlacirculacióngeneralatmosférica 13

TEMA16. Análisisyaplicacióndenuevastécnicasdemedidadecontaminantesatmosféricos 13

TEMA17. EstudiodelavariacióndelaalturadelacapademezclaenMadridbajodiferentessituacionessinópticas. 14

TEMA18. Aplicacióndeunmodelodedinámicadefluidoscomputacional(CFD)parasimularlameteorologíaurbanaamicroescalaincluyendolavegetaciónenunescenarioreal. 14

TEMA19. Analysisofseasonal-to-decadalpredictionsofoceancarbonuptakeintheSouthernOcean 15

TEMA20. Mappingknowledgegapsanddefiningbestpracticesfortheuseofclimatepredictioninclimatechangedecision-making 16

2

TEMA21. EvaluacióndesimulacionesdecontrolrealizadasconelmodelodeocéanoMIT. 18

TEMA22. AnálisissinópticoylocaldeepisodiosquedanlugaraprecipitaciónenformadenieveenlaSierradeGuadarrama. 18

TEMA23. ModulacióndelateleconexiónentreENSOylaprecipitaciónenEuropa:análisisensimulacioneslargasdecontroldemodelosCMIP5 19

TEMA24. CARACTERIZACIÓNDELAESTRUCTURATERMOHALINADELACORRIENTENORTEDEBRASIL 20

TEMA25. CARACTERIZACIÓNDELAVARIABILIDADAMESOESCALAENLAREGIÓNDECONFLUENCIABRAZIL-MALVINAS 21

TEMA26. RegímenesdetiemposenlaregióndelNoresteAtlánticoysurelaciónconlavariabilidaddelaalturadelasuperficiedelmarylacirculacióngeostrófica22

TEMA27. Post-Processingtechniquesforreal-timeairqualityforecastbasedonanalogs 23

TEMA28. OceaninfluenceonweatherregimesaffectingwindresourceinEurope 25

TEMA29. Impactodeepisodiosextremosdeozonoestratosféricoárticoenlatroposferayelhielomarino 26GEOFÍSICA

TEMA30. Energíaliberadaporlosterremotos 26

TEMA31. Título:MecanismofocaldeterremotosdeprofundidadintermediadelmardeAlborán 27

TEMA32. Estudiodelaintensidaddelcampogeomagnéticoenelpasadoapartirdecerámicasuzbekas. 27

TEMA33. Arqueomagnetismo:EstudiodeyacimientosarqueológicosdelaprimeraedaddelHierro. 28

TEMA34. Análisisdejerksgeomagnéticosapartirdedatosdesatélitesyobservatorios. 28

TEMA35. CalculodeltensorelásticoparalaBridgmanitamediantemétodosabinitio 29

TEMA36. AplicacióndelmétodoMonteCarloalmodeloenvoltoriodecaramelo:estudiodelaanisotropíasísmicadelnúcleointernodelaTierra 29

TEMA37. Análisisdeburbujasionosféricasdurantetormentasgeomagnéticasintensasenmediaslatitudes 30

TEMA38. AnisotropíadelaSusceptibilidadMagnéticaenrocasígneas/sedimentarias:aplicacionesendistintoscontextosgeodinámicos. 30

TEMA39. Paleomagnetismo:caracterizacióndelasremanenciasderocasígneas/sedimentarias;remagnetizaciones;caracterizacióndireccionaldelcampogeomagnéticoenelpasadogeológico 31

3

TEMA40. ModeloselectromagnéticosprofundoenelFilóndeArrayanes 32

TEMA41. Modelizacióndeanomalíasmagnéticasyestudiodevueloaeromágneticoasociadounazonaminera. 32

TEMA42. Desarrollodeunainterfacegráficaparaelcálculodetrazadoderayosysismogramassintéticosensísmicadegranángulo. 33

TEMA43. Modelosenelementosfinitosdedeformacionesvolcánicas 33

TEMA44. Modelosdeconvecciónenelmantoterrestre 34

TEMA45. Post-Processingtechniquesforreal-timeairqualityforecastbasedonanalogs 35

TEMA46. UtilizacióndelmodeloHySPLITparasimularunepisodiodeescaperadiológicoenunacentralnuclear 36

4

TEMA1. Análisis desensibilidad de un ciclón subtropical paradiferentesparametrizacionesdelmodelonuméricoWRF

Tutores:FranciscoValeroRodríguez,MªLuisaMartín,SergioFernándezGonzález

Resumen:

SerealizaráunanálisisdesensibilidadparadiferentesparametrizacionesdelmodelonuméricoWRFdurante la formaciónydesarrollodelciclónsubtropicalocurridoennoviembrede2005aloestedelasIslasCanarias. Sellevaráacabounanálisisdesensibilidadtantodelatrayectoriadelciclóncomodediferentesvariablesrelacionadascon su intensidad.Paraello,se tendránencuentadiversasparametrizaciones de microfísica, cúmulos y radiación.Este análisis permitiráprofundizar en las bases físicas de fenómenosmeteorológicos de ésta índole. Elestudiante adquirirá destrezas tanto entratamiento de bases de datos como entratamientonuméricoygráficosobredichoevento.

Númerodeplazas:1

TEMA2. CaracterizacióndeepisodiosdeondasdemontañaenlaPenínsulaIbérica:observaciónconsatéliteysimulaciónconelmodeloWRF

Tutores:FranciscoValeroRodríguez,MªLuisaMartín(UVA),SergioFernándezGonzález(AEMET)

Resumen:

Secrearáunabasededatosdeepisodiosdeondasdemontañaapartirdeimágenes de satélite el que posteriormente se simulará con el modelo WRF.Seanalizarándistintos variablesmeteorológicas para caracterizar lascondiciones quedanlugaralaaparicióndeondasdemontaña.Elestudianteadquirirádestrezastantoen tratamiento debases de datos como entratamiento numérico y gráfico sobredichoseventos.

Númerodeplazas:1

TEMA3. Impactodelcambioclimáticosobreeltransportedeozonoestratosféricohacialasuperficie

Tutores:MartaÁbalosyCarlosOrdóñez

Resumen:

Elozonoesungasatmosféricodegranimportancia:supresenciaenla

5

estratosferanosprotegedela dañina radiación ultravioleta (la llamada capa deozono),mientras que en la troposfera actúacomogasdeefecto invernaderoycercade lasuperficieesuncontaminante tóxico.Por tanto,esimportanteconocerladistribuciónespacialyvariabilidadtemporaldeestegasenlaatmósfera.

Losmodelosclimáticospredicenunaaceleraciónfuturadelacirculaciónmeridionalestratosférica,condescensodeaireenlatitudesaltas.Lahipótesisdeestetrabajoesqueestaaceleraciónaumentaráeltransportedeozonoestratosféricohacialasuperficie.Paraprobarlaseutilizarándatosdesimulacionesdeclima futurodevariosmodelosclimáticosqueformanpartedelaChemistry-ClimateModel Initiative (CCMI) y permiten examinar cambios enel transporte descendente deozono.

El/Laestudianteaprenderáatrabajarconsalidasdemodelosclimáticosactualesyadquiriráconocimientos de transporte y dinámica en la atmósferalibre. Además creará códigos para elanálisisdedatosylarepresentacióngráficadelosresultadosutilizandoherramientascomo

MATLAB.

Númerodeplazas:1

TEMA4. ForzamientoygeneracióndelosCalentamientosSúbitosEstratosféricos

Tutores:NataliaCalvo,ÁlvarodelaCámara

Resumen:

Loscalentamientossúbitosestratosféricos(SSW1porsussiglasininglés)sonunodeloseventosmásextremosdelsistemaclimático.DuranteunSSW,elvórticepolardelhemisferionortesevefuertementeperturbadoylastemperaturaspolaresenlaestratosferaaumentandecenasdegradosencuestióndedías.AdemástienenunimpactoenelclimadeEuropayAsiahastadosmesesdespuésdesuocurrencia,porloquesuestudioresultadegraninterésparalapredicciónestacional.Paraello,esnecesarioentenderlosmecanismosdinámicosquedeterminanlaocurrenciadeSSW.Enestesentido,unadelasgrandesincertidumbreseselpapeldelasondasdegravedad(OG),generadasfundamentalmenteporobstáculosorográficosysistemasfrontalesasociadosaborrascas.

EnesteTrabajoFindeMásterseproponeanalizarelpapeldelasOGenelforzamientodelosSSWusandodatosdevariosmodelosdereanálisis.Seemplearándatosdiariosdediversasvariables,incluyendoviento,temperaturayforzamientodeOGparalosmesesdesdeoctubrehastaabrildelperiodo1979- 1 SuddenStratosphericWarming(SSW).

6

2017.IdentificandolasfechasdelosSSWsenlasbasesdedatos,seanalizarálaevolucióntemporaldelvórticepolarantesdelaocurrenciadelosSSWs,asícomoelcomportamientodelasondasdegravedadyotrosforzamientosmásconocidos(ondasplanetariasdeRossby),mediantelatécnicadecomposites.

Conestetrabajo,elalumnoaprenderáausarsoftwareinformático(MATLAB)paramanejaryanalizardatosclimáticosyvisualizarresultados.Asimismo,aplicaráyprofundizaráensusconocimientosdedinámicaatmosféricayvariabilidadclimáticanatural.

TEMA5. Mantenimientoyvariabilidaddelchorrosubtropical

Tutor:PabloZurita

Resumen:

Existendostiposdistintosdechorroenlasatmósferasplanetarias:elchorroextratropical,forzadoporlaconvergenciaeddydemomentoenlaslatitudesmedias,yelchorrosubtropical,forzadoporlafuerzadeCoriolisenlaceldadeHadley.EnlaTierra,laseparaciónespacialdeamboschorrosnoessiempreclara,ydependedelacuencay/olaestación.

Elchorroextratropicalesmuchomásvariablequeelsubtropicalydominalaseñaldevariabilidaddelvientozonal(fenómenostipoNAO,omodosanulares).Porestemotivo,lavariabilidaddelchorrosubtropicalhapasadobastantedesapercibidaenlaliteratura.Enestetrabajoseanalizarálavariabilidaddelchorrosubtropicalylosprocesosdinámicosquelamodulan.Paraelloseráprimeronecesarioaislarlavariabilidaddeloschorrossubtropicalyextratropical,identificadosusandodistintasvariables,porejemplolacizallayelvientoensuperficie.

Númerodeplazas:1

TEMA6. DiseñodeunaprácticadefrontogénesisparalaasignaturadeDinámicaAtmosférica

Tutor:PabloZurita

Resumen:

ElobjetivodeestetrabajoesdiseñarunaprácticadefrontogénesisquecomplementealasprácticasactualesdedinámicadegranescalaenlaasignaturadeDinámicaAtmosférica.Conestepropósito,seidentificaránalgunosejemplosdedesarrollofrontogenéticoenelregistroobservacionalyseanalizarálaimportanciadelosmecanismosdinámicosdedeformacióngeostróficos(vectoresQ)yageostróficos.Sepretendetantoencontraralgúnejemplosencilloqueilustrelos

7

conceptosintroducidosenlaasignaturacomodesarrollarunprogramadematlabparaelcálculodelosvectoresQ,quepudieranutilizarlosalumnosenunfuturo.

Númerodeplazas:1

TEMA7. EstudiodelcicloanualdeGEIenelentornodelBosquedeLaHerrería(SierradeGuadarrama)

Tutores:GregorioMaquedaBurgos,CarlosRománCascónyMarianoSastreMarugán.

Resumen:

UnodelosobjetivosprincipalesdelproyectoATMOUNT-IIesconseguirunamejorcomprensióndelarelaciónentrelasbrisasdemontañaylosflujosturbulentosdeenergíaygasesdeefectoinvernadero(CO2yvapordeagua).Paracomprenderlasvariaciones en estos flujos es necesario entender la variabilidad diurna yestacionaldelvientoydelaturbulenciaenlazona,asícomolasconcentracionesdedichosgases.Estasconcentracionesestán influenciadaspordiversosmecanismosbiológicos, dinámicos, químicos y antropogénicos. Gracias al proyecto arribamencionadoyalproyectoGUMNETactualmentesedisponedeunabasededatossuficientementelargademedidasmeteorológicasenelBosquedeLaHerrería(ElEscorial), en la cara sur de la Sierra de Guadarrama, lugar influenciado por lasbrisas demontaña. Estos datos incluyenmedidas de flujos y concentraciones deCO2 y vapor de agua, así como medidas meteorológicas estándar y de flujosturbulentos.Elpresentetrabajotienecomoobjetivoestudiarlavariabilidaddiurnayestacionaldelosflujosyconcentracionesdeestosgases,,tratandodedeterminarlas influencias dinámicas y biológicas sobre dichas concentraciones. Paradeterminar las influencias dinámicas se dispone de numerosas medidassuperficialesde turbulencia,viento, temperatura,etc.Paraanalizar la relacióndelas variaciones de estos gases, en particular el CO2, con la evolución de lavegetaciónde lazonaenelcicloanual,seutilizaráalgúníndicedevegetación, talcomo el Índice de Vegetación Diferencial Normalizado (NDVI), que puede serobtenido de datos remotos por satélite o de fuentes alternativas. Datosmeteorológicos de otras estaciones en lamisma cuenca estarándisponibles paracomplementar el estudio. Un esfuerzo bibliográfico permitirá comparar losresultadosenestaáreadeestudioconotraszonasdelmundo.

Númerodeplazas:1

TEMA8. Evolucióndelacirculaciónoceánicaensimulacionesdelúltimomilenio

Tutores: Jesús Fidel González Rouco, Marisa Montoya, Eduardo MorenoChamarro/PabloOrtega(CIEMAT)

8

Resumen:

El último milenio es un periodo muy importante para el estudio del clima delpasado. La riqueza de datos indirectos de alta resolución (proxies) para esteperiodoencomparaciónconotroshapermitidoreconstruirlaevolucióntemporalde variables climáticas importantes, fundamentalmente temperatura yprecipitación, a distintas escalas espaciales. La estimación de factores deforzamiento externo (gases de efecto invernadero, irradiancia solar o aerosolesvolcánicos) en el pasado ha permitido simular la evolución del clima de esteperiodo con modelos de diferente complejidad, ayudándonos a estimar lacontribuciónde cadauno, y separarlade la variabilidadque es interna al propiosistema climático. La circulación oceánica es uno de los elementos internos alsistema climático que contribuye en mayor medida a la variabilidad climática,gracias a su papel decisivo en la redistribución del exceso de energía que seacumulaenlostrópicos.Sinembargo,muypocosesabeaúnsobresuscambiosenel pasado y, por tanto, sobre su influencia en los episodios climáticos másimportantesdelúltimomilenio.Ladificultadalahoradeencontrarproxiesfiablespara la circulación oceánica ha limitado los esfuerzos de reconstrucción de esecampoasícomolosestudiosdecomparaciónentremodelosyreconstrucciones.Unproblema añadido es que la simulación de la circulación oceánica variaconsiderablementeentre losdistintosmodelosclimáticos,quemuestrandistintosgrados de respuesta al forzamiento, y distintas influencias de origen interno. EnestetrabajoseanalizanestosproblemasestudiandolaevolucióndelacirculaciónoceánicaenelAtlánticoNorteduranteelúltimomilenioensimulacionesrealizadasdentro del proyecto de intercomparación de modelos CMIP5-PMIP3 (CoupledModelIntercomparisonProject5–PaleoModellingIntercomparisonProject3).Seanalizaránlosfactoresqueinfluyenenlavariabilidaddelacirculaciónoceánicaenlas simulaciones y se compararán los resultados con las reconstruccionesdisponibles. Se trabajará en un entorno linux, con código en fortran y/oherramientasdeanálisisdedatos.Lamemoriaseredactaráenlatexyeninglés.

Númerodealumnos:2

TEMA9. RespuestadelmantodehielodeGroenlandiaaloscambiosclimáticosabruptosglaciales

Tutores:MarisaMontoya,AlexanderRobinson

Resumen:

Unadelasconsecuenciasmáspreocupantesdelactualcalentamientoglobalesunaumento acelerado del nivel delmar como consecuencia de la aceleración en elcalentamiento de los océanos y la pérdida creciente de hielo de los mantos deGroenlandia y la Antártida. Recientemente se ha puesto de manifiesto cómo enGroenlandia esta pérdida se ha acelerado como consecuencia del aumento en ladescarga de hielo de los glaciares con terminaciones marinas. Este aumento se

9

atribuye fundamentalmente a la penetración de aguas relativamente cálidas delAtlántico hacia el interior de los fiordos de Groenlandia, lo que produce unaumento de la fusión submarina en el frente de los glaciares. Por esta razóncaracterizar la interacción entre el hielo y el océano es crucial para evaluar larespuestadellosmantosdehieloaloscambiosclimáticospasadosyfuturos.Dichainteracción fue aúnmayor que en el presente en pasadas glaciales en las que elclima y el océano se encontraban mucho más fríos que en la actualidad. EstopermitióqueelmantodehielodeGroenlandiaextendersehasta los límitesde laplataforma continental. Por esta razón susmárgenes se encontrabanen contactocon el océano, más expuestos y por tanto susceptibles a la fusión oceánica. Almismotiempo,duranteelúltimoperiodoglacialtuvieronlugarcambiosclimáticosabruptosqueprodujeronrápidoscalentamientosdemásde10°CenGroenlandiaylasregionescircundantes.SepretendesimularelmantodedeGroenlandiaduranteun clima glacial más frío y someter éste al forzamiento de los calentamientosabruptosglacialestantoenlaatmósferacomoenocéano.ParaelloseutilizaráunmodelodemantosdehielotridimensionaltermomecánicoquenuestrogrupoestádesarrollandoenlaUCM.Elobjetivodeesteproyectoseráconocerladinámicadelmantodehieloglacialyproporcionarlaprimeraestimacióndelamagnituddeloscambiosenelvolumenyeláreadelmantoresultantesde loscambiosclimáticosabruptos glaciales. Se trabajará en un entorno linux, con código en fortran yherramientasdeanálisisdedatos.Lamemoriaseredactaráenlatexyeninglés.

Númerodealumnos:1

TEMA10. RelaciónentreladinámicadelosríosdehielodelmantolaurentinoysussedimentossubglaciaresdurantelatransiciónclimáticadelPleistocenoMedio

Tutores:JorgeÁlvarezSolas,MarisaMontoya

Resumen:

A lo largodealmenoslosúltimoscincomillonesdeañoselclimadelaTierrahafluctuadoentreépocascálidasoperiodos interglaciaresyépocas fríasoperiodosglaciales, o ciclos glaciales. Estas variaciones tienen escalas temporalescaracterísticasdelordendedecenasdekiloaños(ka)yseatribuyenavariacionesen losparámetrosde laórbitaterrestre.Haceentre1.3y0.8millonesdeañosseprodujoladenominadatransicióndelPleistocenomedio,consistenteenuncambioen la periodicidad de este ciclo de un período de unos 40 ka coincidente con elperiodo de variación de la oblicuidad orbital de la Tierra a uno deaproximadamente 100 ka coincidente con el periodo de variación en laexcentricidad orbital. Este trabajo explorará el realismo de una de las hipótesisestablecidasparaexplicardichatransición:lacapacidaddelmantolaurentinoquecubrióNorteaméricaenépocasglacialespasadasdereaccionardistintamentealoscambiosdeinsolacióninducidosporcambiosenlaoblicuidady/olaexcentricidad

10

durante las desglaciaciones en función de la presencia y cantidad de sedimentossubglaciaresbajodichomanto.Paraellosedesarrollaráunmodelodetransportede sedimentos que capture los efectos acoplados entre el espesor de dichossedimentos y la velocidad basal de los ríos de hielo que evacúan el mantolaurentino. Estemodelo se implementará como un nuevomódulo en unmodelotridimensionaldemantospolaresqueseestádesarrollandoennuestrogrupo.Deestaformasepodránrealizarnuevassimulaciones,yconstreñirasíelrealismodela hipótesis anterior para la transicióndel PleistocenoMedio. Se trabajará enunentorno linux, con código en fortran y herramientas de análisis de datos. Lamemoriaseredactaráenlatexyeninglés.

Númerodealumnos:1

TEMA11. RegionalizaciónclimáticaenlaSierradeGuadarrama

Tutores:J.FidelGonzálezRouco,JorgeNavarroMontesinos(Ciemat)

Resumen:

El Parque Nacional de la Sierra de Guadarrama es un espacio protegido queconstituyeunazonadeinteréscientífico,educativoylúdicoenunemplazamientosingular de altamontaña. La orografía compleja y especiales condiciones de altamontañaconstituyenunretoparalasimulaciónclimática.

Eneste trabajoseestudiará la identificaciónde regionesclimáticasdiferenciadasen la Sierra deGuadarrama a partir de simulaciones climaticas regionales de lasúltimas décadas y métodos estadísticos de regionalización. Se utilizaránsimulaciones de alta resolución espacial con el modelo WRF (NCAR, USA) ymetodosderegionalizaciónbasadosencomponentesprincipalesyanálisis'cluster'paraidentificarregionesclimáticasdecomportamientoespacialmentehomogéneoen la sierra. Se analizará la variabilidad climática enestas regiones en relaciónacambiosenlagranescala.

Eldesarrollodelestudiopermitiráalalumnofamiliarizarseconelusodebasesdedatosobservacionalesydesalidasdemodelosclimáticosyofreceposibilidadesdedesarrollo futuro con diferentes orientaciones, por ejemplo para el diseño yoptimización de redes observacionales o el estudio de la evolución de losmicroclimasdelasierraenuncontextotemporalmáslargo(e.g.sigloXX,cambioclimático).

Se trabajará en un entorno Linux usando scripts de Shell y programación enfortran.Lamemoriaseredactaráenlatexyeninglés.

Númerodealumnos:1

11

TEMA12. EvolucióndelasequíaenlaPenínsulaIbéricayenelcontextoeuropeoenelúltimomilenio.

Tutores:J.FidelGonzálezRouco,ElenaGarcíaBustamante(Ciemat)

Resumen:

Lascondicionesclimáticassimilaresalasactualesqueoperanenelúltimomilenio,tanto en cuanto a los forzamientos externos (e.g. orbital, solar) como a losmecanismos de variabilidad interna, ofrecen la posibilidad de entendermejor elcontextoclimáticoactualypermitenestablecerunabasedereferenciamásampliapara estudios de cambio climático futuro que la que ofrece el limitado registroinstrumental.Lasherramientasqueseusanatal finson losmodelosclimáticosylas reconstruccionespaleoclimáticas a partir de fuentes de información indirecta(i.e. proxy) comoseriesdendroclimáticas, registrosdocumentales, sedimentarios,etc.

En este trabajo se plantea el análisis de la variabilidad espacio-temporal de lasequía en la Península Ibérica en el último milenio a partir del estudio dereconstruccionespaleoclimáticasysimulacionesconmodelosdeúltimageneraciónresultantes del PMIP3/CMIP5 (Paleoclimate Model Intercomparison ProjectPhase3/CoupleModel IntercomparisonProjectPhase5).Elestudiode lasequíaofreceaspectosmuyinteresantesnosólodesdeelpuntodevistadesusimpactossociales sino también por los mecanismos de variabilidad climática quecontribuyen a lamismay la generaciónde eventos extremos tantopor su escalaespacialcomotemporal.

Eldesarrollodelestudiopermitiráalalumnofamiliarizarseconelusodebasesdedatos observacionales y de salidas de modelos climáticos. Asimismo, ofreceposibilidadesdedesarrollofuturocondiferentesorientaciones,porejemploparaelanálisisdeimpactos,estudiosderespuestaalforzamientoexternoyamecanismosde variabilidad interna o la evolución de la sequía en el contexto del cambioclimáticofuturo.

Se trabajará en un entorno Linux usando scripts de Shell y programación enfortran.Lamemoriaseredactaráenlatexyeninglés.

Númerodealumnos:1

TEMA13. Caracterizacióndeeventosdeintrusióndeaerosolsaharianomediantetécnicasdeteledetección

Tutores:AlfonsoJ.FernándezGarcía(CIEMAT),FranciscoMoleroMenéndez(CIEMAT)yEncarnaSerranoMendoza

Resumen:

Elestudiosecentraráenelanálisisdeeventosdeintrusionesdeaerosolsaharianoobservados mediante la estación lidar de Madrid. Se pretende realizar una

12

caracterización cuantitativa de la distribución vertical de aerosoles observadosdurante tales episodios. Dicho estudio abordará la estimación del AOD (AerosolOptical Depth) y del espesor de estratos atmosféricos de interés en que seencuentren los aerosoles observadosdurante los eventosde intrusión sahariana.Se realizará una clasificación de los perfiles de aerosoles obtenidosmediante latécnica lidar en función de la intensidad del episodio (alto, medio y bajo),considerándose para ello la concentración de aerosol sahariano PM10 a nivel desuperficie. Se estimará la distribución vertical media de aerosoles de lasintrusionessaharianasdenivelbajo,medioyalto,asícomounanálisisestadísticodelasvariablesanteriormentemencionadasendichosniveles.Paracomplementarelestudioseprevé laposibilidaddeanalizar losparámetrosópticosdeaerosolesobtenidosporfotómetrosolardeAEMET.

Númerodealumnos:1

TEMA14. Estudiosobrelacontribucióndegasesantrópicosenelefectoinvernaderodelclimadelplaneta

Tutora:EncarnaSerranoMendoza

Resumen:

Elúltimo informedelPanel IntergubernamentaldelCambioClimático (publicadoen 2013) reafirma las evidencias mostradas en informes previos de que lasactividadeshumanashancontribuidosustancialmenteaaumentarlapresenciadegases de efecto invernadero (GEI) en la atmósfera del planeta, particularmenteaquellos con concentraciones homogéneas (conocidos como “well-mixedgreenhouse gases”,WMGHGs). Dado que un aumento en los GEI trae consigo unaumentoenlatemperaturaglobaldelplaneta,elcontrolyseguimientodelosGEIantropogénicosesunodelosfactoresclaveenevaluaruncambioclimático.Sibienentre losWMGHGs, el aumento progresivo de los niveles de dióxido de carbono(CO2)eselquemáshacontribuidoenelforzamientoradiativopositivodelsistemaTierra (à aumento de la temperatura media global) durante la llamada “eraindustrial”, el efectoneto enel forzamiento radiativoglobalde losGEIdeorigenexclusivamente antrópico sigue siendo positivo (a pesar de la reducción deemisionesdealgunosdeellosapartirdelasdirectricesdelProtocolodeMontreal).El trabajo a desarrollar como TFM consistirá en analizar el papel de los GEIexclusivamenteantrópicosenelefectoinvernaderodelplaneta,yenparticularserealizará un estudio sobre el hexafluoruro de azufre, con niveles en crecienteaumento y con unas características que han conducido a sermedido demaneraoperativaenelObservatorioAtmosféricodeIzaña(AEMET)desde2007.LosdatosdiariosregistradosenIzañaseránempleadospararealizarunaparteaplicadadelTFMquepermitiráalestudiantedesarrollartécnicasdeanálisisdedatosyampliarsusconocimientosenunodelosaspectosclavedelcambioclimático.

Númerodealumnos:1

13

TEMA15. EldeshielodelÁrtico:efectoenlacirculacióngeneralatmosférica

Tutora:EncarnaSerranoMendoza

Resumen:

Un aspecto clave en el análisis de la evolución del clima es evaluar el efecto deaquellos cambios en los flujos radiativos causados por cambios en procesos ysustancias (naturales y antropogénicas) que alteran el equilibrio energético delplaneta (llamados “forzamientos radiativos”). Por tanto, son cruciales aquellosfactoresquealteranelalbedoplanetario(fracciónderadiaciónsolarincidentequeesreflejadahaciaelespacio).Enparticular,lassuperficiescubiertaspornievey/ohielo tienen un elevado albedo, por lo que una disminución de estas superficiestiene comoefectodirectoun aumento en la temperatura global del planeta. Esteefectoconduceasuvezaotrosefectosenelclima,asociadosalciclohidrológicoyala circulación general (atmosférica y oceánica). Todo ello supone un relevantedesajuste en el clima del planeta. La disponibilidad de datos procedentes deimágenesdesatélites(apartirde1979)hamostradoladisminuciónprogresivadesuperficies heladas en el Ártico (con una pérdida de hielo mayor que en laAntártida). El trabajo a realizar como TFM consistirá en analizar el efecto deldeshielo del Ártico en la circulación general atmosférica, y explorará sobre eldebateactualdelapotencialconexiónentreeldeshielodeÁrticoylosfenómenosde tiempo extremo que últimamente ocurren con cierta frecuencia enNorteamérica(olasdefrío,sequías,etc…).SetrabajarácondatosdehieloárticoyotrasvariablesdelacriosferaárticadisponiblesenwebsdelaNASA,comoladeladelNSIC(NationalSnowandIceDataCenter).Eldesarrollodeltrabajoaportaráalestudiante aprendizaje y aplicación de diversas herramientas en el análisis dedatos,asícomoprofundizardesdeunpuntodevistafísicoenunodelosaspectosasociadosauncambioclimático.

Númerodealumnos:1

TEMA16. Análisisyaplicacióndenuevastécnicasdemedidadecontaminantesatmosféricos

Tutores:BegoñaArtíñano(CIEMAT)yCarlosYagüe

Resumen:

Eltrabajoseenmarcaenelconceptodeciudadesinteligentes(SmartCities)enelqueseproponelavaloracióndenuevastécnicasparalamedidadelacontaminaciónatmosférica.Antelairrupciónenelmercadodeungrannúmerodesensoresdenominadosdebajocoste,condistintabasetecnológica,ynumerosasaplicacionesquepretendensolucionarlamedidadelacontaminaciónentiemporealycongranresoluciónespacial,seproponeunanálisisdelascapacidadesde

14

estossensores,ventajasydesventajas,ademásdesuvaloraciónencondicionesrealesydelaboratoriofrentealosmétodosdemedidadereferencia.IncluyelaparticipaciónenestudiosexperimentalesrealesdecontaminaciónendiversosentornosenMadrid,ylaobtencióndedatosqueseránanalizadoseinterpretados.Larealizacióndeestetrabajosuponeunacercamientoaestasnuevastécnicasadquiriendolosconocimientosadecuadosparapodervalorarlosendiversasaplicaciones.

Númerodealumnos:1

TEMA17. EstudiodelavariacióndelaalturadelacapademezclaenMadridbajodiferentessituacionessinópticas.

Tutores:FranciscoMolero(CIEMAT),PedroSalvador(CIEMAT)yCarlosYagüe

Resumen:

ElobjetivodeesteestudioesestimarlaalturadelacapademezclaamediodíaenMadrid,apartirdedosmetodologíasdiferentes,latecnología“lidar”utilizadaenelCIEMATylosradiosondeosdealtaresoluciónllevadosacaborutinariamenteenBarajasporlaAEMET.Secompararánlasestimacionesdealturadecapademezclaobtenidasconambosmétodos,conelfindeevaluarlacorrelaciónentreellosysedeterminaránlosvalorestípicosdealturadecapademezclaparasituacionesmeteorológicassinópticascaracterísticas.

Númerodealumnos:1

TEMA18. Aplicacióndeunmodelodedinámicadefluidoscomputacional(CFD)parasimularlameteorologíaurbanaamicroescalaincluyendolavegetaciónenunescenarioreal.

Tutores:JoséLuisSantiago(CIEMAT),AlbertoMartilli(CIEMAT),CarlosYagüe

Resumen:

Enzonasurbanas,lainteraccióndelaatmósferaconlosobstáculospropiosdeunaciudadcomolosedificiosolosárbolesdelosparquesinducencomplejascirculacionesdeairedentrodelascalles.Lamodelizacióndeestosfenómenos,quesondeunaescaladelordendemetros,esmuyimportanteentemascomoladispersióndecontaminantesylacalidaddelaireurbana.Losmodelosdemesoscalatienendificultadparareproducirlosalsersuresolucióndelordendekilómetrosynopoderlosresolverexplícitamente.Desdehacetiempo,enelCIEMATsetrabajaparamejorarlasparametrizacionesdelacapalímiteenentornosurbanospararepresentarestosefectosqueseutilizanenlosmodelosdemesoescala(Martillietal.,2002;SantiagoandMartilli,2010;Simón-Moraletal.,

15

2014).Porotrolado,enlaúltimadécadasoncadavezmásutilizadoslosmodelosdemicroescala,modelosdemecánicadefluidoscomputacional(CFD)queresuelvenexplícitamentelainteraccióndelvientoconlosedificiosconunaresolucióndemetros.Losresultadospromediadosespacialmentedeestosmodeloshansidoempleadosparamejorarlasparametrizacionesurbanasdescritasanteriormente.Losrecursoscomputacionalesrequeridosparaestetipodesimulacioneshacenquesolamentepuedanserutilizadosensituacionessimplificadasozonasurbanasrealesqueabarquenunoodoskm2.CIEMATllevatrabajandodesdehacetiempoenlaaplicacióndeestosmodelosaciudadesrealescomoPamplonaoMadrid(Santiagoetal.,2013;Santiagoetal.2017a;Santiagoetal.,2017b).Suvalidaciónescomplicadadebidoalaescasezdebuenosdatosexperimentalesenciudades.EnestetrabajoseproponeevaluarsimulacionesCFDaplicadasadiferentessituacionesdentrodelascampañasexperimentalesrealizadasenelmarcodelproyectoTECNAIREenlaciudaddeMadridodelproyectoLIFE-RESPIRAenPamplonayrealizarestimacionessobreelefectodelavegetación.

Númerodealumnos:1

TEMA19. Analysisofseasonal-to-decadalpredictionsofoceancarbonuptakeintheSouthernOcean

Tutores:RaffaelleBernardello(BSC)yElsaMohino

Abstract:

The recent COP21 Paris agreement on climate ties the participating countries totakeactionstoreduceanthropogeniccarbonemissions inordertocontainglobalwarmingwithin2oCbytheendofthiscentury.ThistranslatesintothenecessitytopreciselyestimatethecompatibleCO2emissionswellaheadof timetomakesuretargets aremet.However, precision in the estimate of compatible CO2 emissionscanbeachievedonlyifallsourcesandsinksofatmosphericcarbonareknownwiththehighestpossibleaccuracy.

The ocean represents one major sink as it takes up about 25% of the carbonemitted by human activities. Particularly, the Southern Ocean is estimated toabsorb up to 50% of this fraction providing an essential service to society.However, changes in circulation and in the physical state of the oceandrivenbybothnaturalvariabilityandongoingclimatechangecouldalterthecapacityoftheocean to absorb carbon. This could causemoreCO2 to be left in the atmosphereresultinginanaccelerationofclimatechange,referredtoasthecarbonfeedback.

Our best tools to predict the future evolution of the carbon feedback are EarthSystem Models (ESMs). These are complex numerical representations of theprimitiveequationsoffluidmotionforboththeatmosphereandocean.Coupledtothese are representations of other climate-relevant processes (i.e. land

16

hydrologicalcycles,sea-iceandcloudformationetc.)andofbiogeochemicalcyclesforelementsinfluencingtheclimate,likecarbondioxide.

The Southern Ocean is characterized by marked decadal oscillations linked toglobal-scale climate modes of variability. This characteristic has hampered pastattemptstodetecttrendsincarbonuptakebut,atthesametime,couldrepresentasourceofpredictabilityondecadaltimescale.Near-termclimatepredictions(i.e.seasonal todecadal)haveemergedover thepast fewyears as rapidly improvingtoolsattheserviceofsocietyanddecision-makers.Near-termclimatepredictionsare performed using state-of-the-art ESMs allowing the estimate of near-termcarbonuptakealongwithclimatepatterns.

Methodology

In this project the student will have the opportunity to analyze two sets ofretrospectivenear-termpredictionsperformedatBSCwiththeESMEC-Earth.Thetwo sets of predictions differ in the way ocean biogeochemical conditions areinitialized.ThemainobjectiveoftheprojectistoassesstheabilityofthemodeltopredictCO2uptake in theSouthernOcean,anddetermine theadvantagesofeachinitializationapproach.ArecentreconstructionofCO2air-seafluxeswillbeusedtoevaluate theperformanceof themodel.Theanalysisof simulations'performancewillrelyontheexpertiseofthedepartmenttoapplyawidevarietyofstate-of-the-artforecastverificationtools,suchastheRpackages2verification(i.e.seasonaltodecadal verification) entirelydeveloped at theBarcelona SupercomputingCenter(BSC).Finally,thestudentwillalsoinvestigatethephysicalmechanismsprovidingpredictability, and the reasons for thedifferentpredictive skill in the two setsofsimulations.

Requirements

ThestudentmustbefamiliarwithoneormoreprogramminglanguagescommonlyusedinEarthsciences(preferablypython,R,Ferret).

NOTA: Parte del trabajo se realizará en Barcelona Supercomputing Center (BSC,Barcelona).Losestudiantesinteresados,porfavor,pónganseencontactoconElsaMohino(emohino@ucm.es)paramásdetalles.

Númerodealumnos:1

TEMA20. Mappingknowledgegapsanddefiningbestpracticesfortheuseofclimatepredictioninclimatechangedecision-making

Tutoras:DraganaBojovic(BSC)yElsaMohino

Abstract:

17

Acknowledging and taking into consideration climate change is becoming acommon place in many decision-making processes. Many decisions related topolicy-making,strategicplanningindifferentsectorsorclimatechangeadaptationarefocusedontheshort-to-mediumtermtimeframe.Enhancedclimatepredictioncould inform thesedecisions that concernnext fewweeks to fewdecades.Whilethere isa substantial scientificeffort toenhanceclimatepredictionby improvingits quality and reliability, the use of prediction is still not widespread in manydecision-makingprocesses.

In this project the student will review the current use of climate prediction indecision-making, lookingfortheexistingorperceivedknowledgegaps,whichthenewscientificeffortscouldaddress. Inaddition,he/shewillanalyseandproposebest practices for the use of climate prediction in climate change response andadaptation. The research will focus on a few key economic sectors, includingenergyandwater,aswellasontheclimatechangepolicy-making.

Methodology

The first part of the research will employ literature review, considering inparticular the recent European projects (such as SPECS, EUPORIAS, SECTEUR,CLIM4ENERGY,ECEM,MARCO,APPLICATE,IMPREX)andscientificliterature.Thiswill present a good basis to understand how climate prediction – including thescales from sub-seasonal, over seasonal to decadal – is perceived by differentstakeholdersandhow is it currentlyused to supportdecision-making.There isaplethora of information available in the projects and, to some extent, in thescientific publications focused on user needs for and the use of climate services.However,thisisaprogressive,fast-evolvingscientificfiledandtheresultsfromtheliteratureneedtobematchedwiththemostup-to-dateinformation.Validationofthe literature results will be performed in a workshop setting with keystakeholders.Representativesfromtheselectedsectorsandfromthepolicyarenawill be invited to discuss and provide feedback to the research findings. Theworkshopwillenablearoundtablediscussion,consideringalldifferentviewsandperspectives.Thefinaltaskofthispostwillbeapolicybriefaboutknowledgegapsandbestpracticesintheuseofclimateprediction,developedincollaborationwithsupervisors.

Requirementsforthisjob:

Degree innaturalsciences (suchasphysics, climatology,environmentalsciences)with a motivation to apply social science methods and understand stakeholderneedsforscientificinformation,inparticularclimateservices.

NOTA: Parte del trabajo se realizará en Barcelona Supercomputing Center (BSC,Barcelona).Losestudiantesinteresados,porfavor,pónganseencontactoconElsaMohino(emohino@ucm.es)paramásdetalles.

Númerodealumnos:1

18

TEMA21. EvaluacióndesimulacionesdecontrolrealizadasconelmodelodeocéanoMIT.

Tutoras:TeresaLosadaDovalyElsaMohinoHarris

Resumen:

Losmodelosdecirculacióngeneraldelaatmósferayelocéanosonlasprincipalesherramientasutilizadasenelestudiodel clima.Losmodelosacopladosmuestrangrandes errores sistemáticos en la simulación de diferentes características delclima,comoelexcesivocalentamientodetemperaturadelasuperficiedelmarenelsurestedelascuencasoceánicasdelAtlánticoyPacífico, la infraestimacióndelosestratocúmulosmarinos,ylasobreestimacióndelaprecipitaciónenelhemisferiosur. Estos errores comprometen seriamente la fiabilidadde los resultadosde losmodelos,porloquelacomunidadcientíficaestárealizandoungranesfuerzoparaconseguirsureduccióny,siesposible,sudesaparición.

Se trata de un problema complejo, en el que diferentes factores pueden estarinfluyendoencadaunodeloserroresdelosmodelos.Unprimerpasoparaacotarel problema es el análisis de las componentes atmosférica y oceánica de losmodelos por separado. Si una de las componentes, cuando es forzada con lasobservaciones,muestraunerrorsistemático,estoseráindicativodequeelerrorsedebe,almenosenparte,aproblemasendichacomponente.

Enestetrabajosepretendeanalizarelimpactodelusodediferentesmetodologíasde forzamiento en unmismomodelo de océano. Para ello se estudiarán tanto elerror sistemático del modelo, como la simulación de variabilidad interanual delocéanodossimulacionesforzadascondatosobservadosenlascualeslaasimilacióndichosdatosserealizadediferentesmaneras.

Númerodealumnos:1

TEMA22. AnálisissinópticoylocaldeepisodiosquedanlugaraprecipitaciónenformadenieveenlaSierradeGuadarrama.

Tutor:LuisDuránMontejano

Resumen:

Eltrabajoconsisteenlarealizacióndeanálisisadiferentesescalas,sinópticaylocal,delascondicionespreviasyreinantesduranteunperiododeprecipitaciónenformadenieveenlaSierradeGuadarrama,ymásconcretamente,enelMacizodePeñalara.Paraelloseharáusodedatosprocedentesdere-análisisdelosmodelosglobalesdeloscentrosNOAAyECMWFasídecomodatosprocedentesdeobservacionesenlazona.Elobjetivoprincipalesdeterminarlascondicionessinópticasylocalesquedanlugaraepisodiosdeprecipitaciónenformadenieveenlazonadeestudioasícomocualquierotrainformaciónquepermitadeterminarla

19

duración,cantidadeintensidaddelaprecipitaciónocurridaduranteestosepisodios.Enesteanálisisseharáunusointensivodelformato“netcdf”enconsolalinuxyseránecesariociertoniveldeprogramaciónen“octave”,oequivalentecomercial,paraeltratamiento,análisisypresentaciónderesultados.

Númerodealumnos:1

TEMA23. ModulacióndelateleconexiónentreENSOylaprecipitaciónenEuropa:análisisensimulacioneslargasdecontroldemodelosCMIP5

Tutores:BelénRodríguezdeFonsecayJorgeLópezParages

Resumen:

Objetivo: Estudiar los posibles moduladores naturales (asociados a variabilidadinternadelsistemaacopladoocéano-atmósfera)delateleconexiónnoestacionariaentre el fenómeno El Niño-Southern Oscillation (ENSO) y la precipitación enEuropa.

Metodología:Eltrabajopropuestosebasaenelanálisisdelassalidasdediversassimulaciones largas de control de modelos acoplados oceano-atmósferapertenecientesalprogramaCMIP5.Estassimulacionesdecontrol,enlascualeselforzamientoasociadoalaactividadhumanasemantieneconstanteencondicionespre-industriales, son ideales para estudiar mecanismos asociados a variabilidadclimáticadeorigeninterno.

Este trabajo supone una continuación al desarrollado por López-Parages et al.,2016 en el que las simulaciones de control antes mencionadas se analizaron através de un análisis conjunto o “ensemble”. Este tipo de aproximación sueleresultarútilenmuchoscasosyaquepermiteamplificar laseñalde interésen lasdistintas simulaciones. No obstante, presenta también el inconveniente de nopermitirexplorarlasdeficienciasdecadasimulación/modeloenparticular.Enestesentido en este trabajo se pretende elegir algunas simulaciones concretas de lasanalizadas en López-Parages et al., 2016 para su análisis individualizado, lo quepermitiráunacomparaciónmásdirectaentreelclimareal(observado)ycadaunodelosclimassimuladosporlosmodelosencuestión.

Conocimientos:Matlab,Rosimilar.

REFERENCIA

López-Parages J,B.Rodríguez-Fonseca,E.Mohino,T.Losada (2016)MultidecadalModulationofENSOteleconnectionwithEuropeinlatewinter:AnalysisofCMIP5models,J.Clim,29.

Númerodealumnos:1

20

TEMA24. CARACTERIZACIÓNDELAESTRUCTURATERMOHALINADELACORRIENTENORTEDEBRASIL

Tutoras:PaolaCastellanos(InstitutodeCienciasdelMar,Barcelona)yBelénRodríguezdeFonseca

Resumen:

LaCorrienteNortedeBrasil(CNB)seoriginaapartirdelsistemaecuatorialdecorrientes,luegodeformarsesigueíntimamenteinterconectadaaéste,recibiendocontribucionesyalimentandolascorrienteszonalesintegrantesdeestesistema,apartirderetroflexionesendiferenteslongitudesyniveles.DosdelascorrientesalimentadasporlaCNB,tienensuflujoprovenientecasiensutotalidaddelamisma:laSubcorrienteEcuatorial,apartirdelaretroflexióndeunaporcióndelatermoclinadelaCNB,ylaContracorrienteNorteEcuatorial,apartirdeunaretroflexiónsuperficial(VerFigura).

ApartirdelconocimientodelaestructuraverticaldelaCNBesposibleestimarelvolumendeaguadelhemisferiosurquecruzaelecuador,yaqueestacorrienteesprácticamentelaresponsabledelflujointer-hemisfericoenelocéanoAtlántico,loquelehaceestaraltamentecorrelacionadaconlaCeldadeCirculaciónMeridional(delinglesMOC;MeridionalOverturningCirculation).Pequeñoscambiosenlascorrientesylaspropiedadestermodinámicaspuedentenergranimpactoenelclimaregional,laelevacióndelasuperficiedelmar,lageomorfologíadelacostaylosecosistemascosteros.Asuvez,elmejorentendimientodeprocesoslocalesrepercutedirectamenteenelmejorconocimientodelosprocesosagranescala,enlacirculaciónglobalyenelclima.ElTFMrepresentaunacontribucióncientíficaaestetrabajo.

Objetivo

Elpresenteestudioproponecaracterizarlaestructuraverticaltermohalinadela

CNB,asícomocuantificareltransportehaciaelNorteentodalacolumnade

agua.

Datosautilizar

21

DatosdedoscampañasoceanográficasinseridasenelproyectoMOC2y

VadeRetro.DatosensuperficiedeTemperatura,Salinidad,Alturadinámicay

Corrientesobtenidosatravésdesatélites.

Periododeestudio:2010,2018

Tareasarealizar

-CalcularlasestructuratermohalinaenlostransectosdelaCNBparala

campañadelMOC2enel2010ylaqueserealizaráenAbrilde2018dentrodel

marcodelproyectoVadeRetro.

-Caracterizarlasmasasdeaguadelaregión.

-CalculareltransportenetodelacorrientenortedeBrazilparalostransectosde

cadaunadelascampañas.

Númerodealumnos:1

TEMA25. CARACTERIZACIÓNDELAVARIABILIDADAMESOESCALAENLAREGIÓNDECONFLUENCIABRAZIL-MALVINAS

Tutoras:PaolaCastellanos(InstitutodeCienciasdelMar,Barcelona)yBelénRodríguezdeFonseca

Resumen:

Estadodelarte

LaregióndeConfluenciadeBrasil-Malvinas(CBM)esdevitalimportanciaenlaventilacióndelatermoclinamedia.ElaguaCentraldelAltánticoSur,quefluyeparaelsurconlaCorrrientedeBrasil(CB).Elaguainyectaenlatermoclinaanomalíasdesalinidadqueprovocanaumentodeladensidadeintensificanlosprocesosdemezclavertical.EnlasúltimasdécadasmuchosestudiosfueronrealizadosparaentenderlosprocesosdinámicosenvueltosenlaCBM,suvariabilidadysuimportanteefectoenelclimaregionalylacuencadelAtlánticoSur.

22

Objetivo

ElpresentetrabajoproponeestudiarlavariabilidadamesosescalaenlaregiónfrontaldelaConfluenciaBrazil-Malvinas,asícomolosprocesoslocalesdemezclatransfrontal.

Datosautilizar

DatoshidrográficosdedoscampañasoceanográficasinseridasenelproyectoTIC-MOCyVadeRetro.DatosensuperficiedeTemperatura,Salinidad,AlturadinámicayCorrientesobtenidosatravésdesatélites.

Periododeestudio:2015,2017.

-Calcularlosmapasverticalesquedescribenlascaracterísticasdelfrenteendiferentesestacionesdurantelascampañas.

-Calcularlosmapashorizontalesquedescribenlascaracterísticasdelfrenteendiferentesestacionesdurantelascampañas.

-Caracterizarlaposiciónverticalyhorizontaldelfrenteencadaunadelascampañas.

-Investigarlosmecanismosdemezclatransfrontalalolargodelaregióndeconfluencia,asociadosconlabaroclinicidaddelfrente.

Númerodealumnos:1

TEMA26. RegímenesdetiemposenlaregióndelNoresteAtlánticoysurelaciónconlavariabilidaddelaalturadelasuperficiedelmarylacirculacióngeostrófica

Tutores:IrenePolo,BelénRodríguez-Fonseca,JoseArnoso(IGEO)

Resumen:

23

Losregímenesdetiempo(WRdelinglésWeatherRegimes)sonestadosatmosféricos

recurrentesypersistentesyseidentificanatravésdemétodosno-lineales.Laregióndel

NoresteAtlánticosecaracterizaporvientosalisioshaciaelsurylacorrientefríadecanariasqueeslaparteorientaldelgirosubtropical.Cercalacostaseformanciclonesquesepuedenpropagarhaciaeloestealimentandodichogiro.

ElobjetivodeestetrabajoescaracterizarlosregímenesdetiempoenlaregiónelNoresteAtlántico,entenderlavariabilidaddelaalturadelniveldelmarasociadaaestosWR(Barrieretal,2013,2015)yponerlosenelcontextodelacirculaciónoceánicadelmargenoriental.UnavezcaracterizadoslosWR,sedescribirálavariabilidaddelaalturadelniveldelmarasociada.ApartirdeloscamposdeSLAsepuededescribirlavelocidaddelacorrientegeostróficasuperficialysepondráenelcontextodelacuencaAtlántica.Datos:datosdiarios(ocada5días)devientoypresiónsuperficialdelReanalisisERAInterimydatosdelaestaciónmeteorológicadelaisladeLanzarote(presiónyviento)desde1980cada12horas.Datosdesatélite(AVISO).

Conocimientos:Matlab,Rosimilar.

Referencias:

Barrier,Nicolas,etal."HeatbudgetintheNorthAtlanticsubpolargyre:impactsof

atmosphericweatherregimesonthe1995warmingevent."ProgressinOceanography130(2015):75-90.

Barrier,Nicolas,etal."ImpactofthewinterNorth-Atlanticweatherregimesonsubtropicalsea-surfaceheightvariability."Climatedynamics41.5-6(2013):1159-1171.

Númerodealumnos:1

TEMA27. Post-Processingtechniquesforreal-timeairqualityforecastbasedonanalogs

Tutores:BelénRodríguezFonsecayAliciaSánchezLlorente(BSC).Abstract:Inthepresentworkweproposetodevelopanewpost-processingmethodfortheimprovementofreal-timeair-qualityforecastswithintheCataloniaregionbasedonanalogs.Thenewmethodsrelyontheanalogconceptandintendtousemachinelearningtechniquesaswellasstandardstatisticalmethods.Theanalogofaforecastforagivenlocationandtimeisdefinedasapastpredictionthatmatchesselectedfeaturesofthecurrentforecast.

24

Analogsaresearchedacrossmultiplephysicalvariablesandoveratimewindowforagivenlocationandforecasttime.Goodanalogsareforecaststhatpredictedsimilarvaluesandtemporaltrendsoftheforecastedquantityforwhichtheerrorneedstobeestimated,andforothervariablesthatexhibitcorrelationtothelatter(e.g.,windspeeditself,winddirection,pressure,temperature,humidity,etc.).Ifforecastsinthepastcanbefoundthataresimilartothecurrentprediction,thenthecurrentpredictionerrorcanbeinferredbyanalyzingtheerrorsoftheanalogs,forwhichverifyingobservationsareavailable.Thismethodwillbeappliedtomonitoredpollutants(accordingtoWHOairqualitystandardsandguidelines)(gasesandaerosols)predictionsfromtheCALIOPEairqualityforecastingsystem.http://www.bsc.es/caliope/?language=enhttp://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-and-health/air-qualityThemethodologyofthisworkisbasedonseveralsteps:Preparationofareal-timequalitycontrolprocedureforsurfaceobservations;Definingandimplementinganalogsmetrics;Modelpost-processingateachobservationalsiteusinghistoricalforecastanalogsandKalmanFiltering;Evaluationofthenovelpost-processingtechniqueusingone-yearofairqualitymodeloutputandayearofgasesandaerosolsdatainseveralobservationalstationswithintheCataloniaregion.Duringthisworkingperiodasystematicstudywillbeperformedbyapplyingdifferentprocedures.Sincetheskilloftheanalogforecastsmightdependonwhichvariablesareincludedintheanalogsearch.Themasterstudentwillexploretowhatextentthepost-processingtechniqueimprovesasmoresearchparameters(temperature,solarradiation,windspeedanddirection..)areconsidered.Requirements:-GoodknowledgeonprogrammingunderLinuxenvironment.-GoodskillsonstatisticalmethodsforEarthsciencesapplications-BasicconceptsofBash,R.References:PM2.5analogforecastandKalmanfilterpost-processingfortheCommunityMultiscaleAirQuality(CMAQ)model,Djalalovaetal,http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.02.021M.T.Pay;P.Jiménez-Guerrero;O.Jorba;S.Basartetal.Spatio-temporalvariabilityofconcentrationsand speciation of particulate matter across spain in the caliope modeling system. AtmosphericEnvironment46,376-396,doi:10.1016/j.atmosenv.2011.09.049,ISNN:1352-2310,(2012).Sicardi.V,Ortiz. J,Rincón.A, Jorba.O,Pay.MTet al.AssessmentofKalman filterbias-adjustmenttechnique to improve the simulation of ground-level ozone over Spain. Science of The TotalEnvironment416,329–342,doi:10.1016/j.scitotenv.2011.11.050,ISNN:0048-9697,(2012).Númerodealumnos:1

25

TEMA28. OceaninfluenceonweatherregimesaffectingwindresourceinEurope

Tutors:BelenRodriguez-Fonseca(UCM)andNubeGonzalez-Reviriego(BSC)

Abstract:

Climatevariabilityisorganizedinmodesofrecurrentatmosphericpatternsandinstationarypatternsthatcanbedetectedusingdifferentstatisticaltechniques.Oneofthesetechniquesaretheso-calledweatherregimes(WRs),whichusesdailyatmosphericdataandorganizeitinclusters(Ferrantietal.2015).Theclusteranalysisalgorithmagglomeratesthisdataandfindsthepartitionthatminimizesthevariancewithinclusters,givenaprescribednumberofclusters.Inthecontextofclimateservices,theEarthSystemServicesgroupatBarcelonaSupercomputingCenter(BSC)hasperformedamonthlyWRsclassificationofsealevelpressure(SLP)forEuropeandtheirimpactonwindspeeddatawithdifferentreanalysisdata,determiningboththespatialpatternsandfrequenciesoftheresultingfourmonthlyWRs(Cortesietal.2016).Thisclassificationtogetherwithitsimpactonwindspeedishighlyvaluablebythewindenergysectorsinceithelpsjustifyingthewindresourceinacertainregion.Nevertheless,theinfluenceoftheoceanontheanomalousfrequencyoftheseWRsalongtimehasnotbeenanalyzedsofar,beingofcrucialimportanceforthecurrentassessmentofseasonalforecast.Inthiscontext,thisworkwillusetheobservedseasurfacetemperature(SST)withtheaimofstudytheocean’sroleasposiblepredictoroftheanomalousfrequencyoftheseWRsanditsimpactonwindspeed.TheresultsofthisTMFcanberelevantfortheevaluationoftheWRswithseasonalpredictionsbecausethetimingoftheocean’sinfluenceonthegenerationofeachweatherregimecanbeusefultodetermineskillfulpredictions.This,inturn,canbeusedtoprovidemonthlyWRstothewindindustryseveralmonthsinadvance,whichcanbeofgreatbenefitforthistypeofusers.

ThestudentwillperformedthisworkatUCMandBSC.

Requirementsforthisjob:

KnowledgeincomputationwithR,Matlaborsimilarsoftware.Linux

Knowledgeinclimatevariabilityandatmosphericdynamics.

References:

Cortesi,N.,N.Gonzalez-Reviriego,A.SoretandF.J.Doblas-Reyes(2016)Observed

seasonalweatherregimesoverEurope:impactonwindspeedandtemperature.

BSC-ESSTechnicalMemorandum2016,28pp.

Ferranti,L.,S.CortiandM.Janousek(2015)Flow-dependentverificationofthe

ECMWFensembleovertheEuro-Atlanticsector.QuarterlyJournaloftheRoyal

MeteorologicalSociety,141(688),pp.916–924.

26

Númerodealumnos:1

TEMA29. Impactodeepisodiosextremosdeozonoestratosféricoárticoenlatroposferayelhielomarino

Tutores: Blanca Ayarzagüena y Ricardo García Herrera Resumen: A finales de invierno el ozono estratosférico polar presenta una gran variabilidad, con años de muy baja o muy alta concentración de ozono. En las últimas décadas, dichos episodios extremos se han intensificado debido al incremento en la emisión de sustancias destructoras de ozono. En el hemisferio sur estos eventos extremos tienen un efecto en la troposfera, el océano y el hielo marino. En el caso del hemisferio norte, donde la destrucción de ozono polar no ha sido tan importante, existe una mayor incertidumbre en cuanto a los posibles efectos de estos episodios extremos. El objetivo de este trabajo es estudiar el impacto de los episodios extremos de ozono estratosférico boreal en la troposfera y el hielo Ártico. Para ello, el alumno utilizará salidas de simulaciones de distintos modelos del último informe del IPCC. El alumno desarrollará habilidades en el manejo de bases de datos así como de herramientas estadísticas. Además, el trabajo permitirá al alumno mejorar sus conocimientos sobre el cambio climático, incluyendo las interacciones de la atmósfera con otros subsistemas climáticos. Númerodealumnos:1

TEMA30. Energíaliberadaporlosterremotos

Tutora:E.Buforn

Resumen:

Elprocesoderupturadeunterremotoimplicalaliberacióndeenergía,partedelacualsedisipaenformadeondassísmicas.Lamaneramássencilladecalcularestaenergíasísmicaesapartirdelamagnitud,bienseadeondasinternas,superficialesomomento sísmico. Sin embargo, unamejor aproximación es utilizando todo elsismograma.ElobjetivodelTFMesaplicarestametodologíaalcálculodelaenergíasísmicadeterremotossuperficiales,deprofundidadintermediayprofundadelsurdelaregiónIberoMogrebí(RIM).Sepretendecompararlosresultadosobtenidosconlosdemétodostradicionalesyestudiarsiexistendiferenciasenlosvaloresdeenergíaenfuncióndelaprofundidaddelfocosísmico.

Númerodeplazas:1

27

TEMA31. Título:MecanismofocaldeterremotosdeprofundidadintermediadelmardeAlborán

Tutora:E.Buforn

Resumen:

Elorigendelosterremotosdefocoaprofundidadintermedia(60<h<150km)delmardeAlboránplanteamuchaspreguntasyesunacuestiónnoresueltahastaelmomento. Uno de los problemas es que pese a concentrarse en una franjamuyestrechadeunos50kmdeanchura,seobservauncambioenlaorientacióndelosejes de esfuerzos que coincide con la longitud 4.5ºW. El objetivo del TFM es ladeterminacióndelmecanismofocaldeterremotosdeprofundidadintermediadelmar deAlborán ocurridos entre 2005 y 2017 y con registros sísmicos deBB. Sepropone calcular la orientación del plano de falla, función temporal de la fuentesísmica y parámetrosdinámicos. Los resultados obtenidos se interpretarán en elcontextosismotectónicodelazona.

Númerodeplazas:1

TEMA32. Estudiodelaintensidaddelcampogeomagnéticoenelpasadoapartirdecerámicasuzbekas.

Tutores:MaríaLuisaOseteyMiriamGómezPaccard(IGEO).

Resumen:

Eltrabajoconsisteenelestudioarqueomagnéticodeunacoleccióndecerámicasdecronología conocida provenientes de los yacimientos arqueológicos de KampirTepe y de la antigua Termez (Uzbekistán). El objetivo del estudio es obtener unnuevodatodepaleointensidaddel campogeomagnético enuna región en la queexisten muy pocos datos de calidad. Para la obtención de la intensidadgeomagnéticaapartirdelestudiodelatermoremanencia(TRM)adquiridaporlosfragmentosseleccionadosseaplicaráelmétodoclásicodeThellier-Thellier(1959)con los controlesde calidadnecesarios. Para ello se realizaráunadesimanacióntérmicayadquisicióngradualdetermoremanenciasparciales(pTRM)inducidasenel laboratorio bajo la aplicación de un campo de laboratorio de intensidadconocida.SerealizaránlascorreccionesdeanisotropíayvelocidaddeenfriamientodelaTRMparaobtenerresultadosdelapaleointensidadcorrectos.Cadadosetapasde temperatura se medirá la susceptibilidad magnética y se realizará un pTRMcheck para controlar las posibles alteracionesmagnetoquímicas de lasmuestrasdebidoalcalentamiento.Apartirdelestudiodelatermoremanencia“grabada”enlos especímenes estudiados y mediante un tratamiento estadístico de losresultados, se obtendrá la intensidad media que permitirá describir el campomagnético del pasado en los yacimientos estudiados. El dato de paleointensidadobtenido se comparará con los datos previos existentes, así como con diferentesmodelosgeomagnéticosregionalesyglobales.Eltrabajopropuestotiene,portanto,

28

unaaltacomponenteexperimental.LasmedidasdepaleointensidadserealizaránenellaboratoriodePaleomagnetismodelaFacultaddeFísicasdelaUCM.

Númerodeplazas:1

TEMA33. Arqueomagnetismo:EstudiodeyacimientosarqueológicosdelaprimeraedaddelHierro.

Tutoras:M.L.Osete,A.Palencia-OrtasyF.MartínHernández

Resumen:

Eltrabajoconsisteenelestudioarqueomagnéticodevarioshogaresdelaprimeraedad del hierro de 4 yacimientos de Castellón. Se realizará un estudioarqueodireccional,demagnetismoderocasyserealizaránexperimentospilotosdepaleointensidad. Se obtendrán las direcciones de la termoremanencia (TRM)adquirida durante el último enfriamiento de los hogares y, en caso de que seaposible,delapaloeintensidad.Losvectorespaleomagnéticosobtenidospermitirándefinir la curva de variación paleosecular de Iberia durante la primera edad delhierro. Los datos, adecuadamente corregidos y tratados estadísticamente secompararán con la reciente curva de variación paleosecular de Francia y conmodelos de evolución del campo magnético, tanto globales como regionales(Europa).

Númerodeplazas:1

TEMA34. Análisisdejerksgeomagnéticosapartirdedatosdesatélitesyobservatorios.

Tutores:MaríaLuisaOseteyFco.JavierPavónCarrasco

Resumen:

Desdeelaño2013elcampomagnéticodelaTierraestásiendomonitorizadoconaltaprecisión.Alosdatosdelosobservatoriosgeomagnéticosdistribuidosenlasuperficieterrestreseleshasumadolosprocedentesdeunsetdetressatélitesidénticosqueregistranelcampogeomagnéticoaunos500kmdealtura:lamisiónSwarm.Estamisiónsatelitalfuelanzadaennoviembrede2013porlaAgenciaEspacialEuropeayestáanalizandoadíadehoylascaracterísticasdelcampogeomagnéticoconunaresoluciónnuncaalcanzadaanteriormente.Graciasadichosdatossepuedeestudiarunadelascaracterísticasmásinteresantesdelcampogeomagnético:sussacudidasbruscastambiénconocidoscomojerksgeomagnéticos.ÉstossongeneradosenelnúcleoexternodelaTierraysereflejancomovariacionesrápidasydiscontinuasdelascomponentesgeomagnéticasenlasuperficieterrestreoaalturasatelital.ElobjetivodeesteTFMseráanalizarenelperíodotemporalqueabarcalamisiónSwarm(esdecir,2013–hastahoy)la

29

ocurrenciadejerksgeomagnéticosyelanálisisespacio-temporaldelosmismosapartirdedatosSwarmydeobservatorios.

Requisitos:Conocimientosdegeomagnetismo(campointernoyexterno).ProgramaciónenMatlaboPython.

Númerodeplazas:1

TEMA35. CalculodeltensorelásticoparalaBridgmanitamediantemétodosabinitio

Tutor:MaurizoMattesini

Resumen:

LaBridgmanitaeselmineralmásabundantedelaTierraconunaestructuradetipoperovskita (Mg,Fe)SiO3. Es una estructura ortorrómbica que se estabilizatermodinámicamenteenlascondicionesdealtaspresionesytemperaturas(24GPay 2300 K) típicas del manto terrestre. En este trabajo se propone utilizar losparámetros de celda experimentales de la Bridgmanita, obtenidos recientementemedianteelmétododerefinamientodeRietveld,paraelcálculoteóricodeltensorelástico. El conjunto de constantes elásticas (Ci,j) se calculará mediante laresolución numérica de la ecuación de Schrödinger para la estructuraortorrómbica, muestreando las principales deformaciones del cristal según elgrupo puntualPnma. Finalmente, el tensor elástico será utilizado para hallar lasvelocidadesVpyVsconelfindeestudiarlasdiscontinuidadessísmicasenelmantodelaTierra.

Conocimientosprevios:Manejode laterminaldeLinuxyprogramación(Matlabetc..),conceptosbásicosdemecánicacuánticayprincipiosdeelasticidad.

Númerodeplazas:1

TEMA36. AplicacióndelmétodoMonteCarloalmodeloenvoltoriodecaramelo:estudiodelaanisotropíasísmicadelnúcleointernodelaTierra

Tutor:M.Mattesini

Resumen:

EnesteTFMseproponelaimplementaciónnuméricadelmétododeMonteCarloalmodeloenvoltoriodecaramelo[http://www.bbc.com/news/science-environment-23180271]conelfindehallarelgradodealineacióndeloscristalesdehierroenlasuperficie del núcleo interno de la Tierra. Este trabajo consiste inicialmente enseleccionarunabasededatossísmicossobrelacualllevaracabounamodelizaciónteóricadelaanisotropíasísmicadelnúcleointernodelaTierra.

30

Conocimientosprevios:Conocimientomedio-altodeprogramaciónconMatlabolenguajessimilares.

Númerodeplazas:1

TEMA37. Análisisdeburbujasionosféricasdurantetormentasgeomagnéticasintensasenmediaslatitudes

Tutores:MiguelHerráiz,GraciaCalderotyMartaRodríguez

Resumen:

LasBurbujasIonosféricas(regionesdelacapaFdelaionosferaconmenordensidad electrónica que el entorno que las rodea), son un fenómeno común enlatitudesecuatorialesqueocurreconmayorfrecuenciaenlosmesespróximosalosequinoccios y al atardecer. Son una fuente de grandes perturbaciones para lasseñaleselectromagnéticasquelasatraviesanafectandoalossistemasGNSS(GlobalNavigation Satellite System). Por ello su estudio reviste un gran interés.Recientemente, se han detectado en latitudes medias Burbujas Ionosféricas quetuvieronlugardurantelaocurrenciadelatormentageomagnéticadejuniode2015quealcanzóunagran intensidad.Estapresenciasugiereque lasburbujaspuedenafectar también a la navegación y el posicionamiento en zonas de mayor usocomercial,loqueaumentasuimportancia.

ElTrabajoFindeMásterqueseproponesecentraenelestudiodelapresenciadeburbujas en latitudes medias. Se realizará una búsqueda de las tormentasgeomagnéticasdelCicloSolar24enlasquesehayapodidoproducirestefenómenoyseprocederáaestudiarsuefectoenlaionosferaanalizandoelContenidoTotaldeElectrones, TEC. Para ello, será necesario el tratamiento de ficheros RINEX deestaciones GNSS que proporcionarán información del TEC y el desarrollo deprogramas informáticos para elmanejo de los datos obtenidos a partir de estosficheros.

Númerodeplazas:1

TEMA38. AnisotropíadelaSusceptibilidadMagnéticaenrocasígneas/sedimentarias:aplicacionesendistintoscontextosgeodinámicos.

Tutor:VicenteCarlosRuízMartínez

Resumen:

Estetrabajopermitiráalapersonaquelorealiceelegirpreviamenteentredistintasopciones relacionadas con la técnica de la "Anisotropía de la SusceptibilidadMagnética" (ASM), la cual describe la fábrica magnética, y con el análisis de larelacióndelaASMconlapetrofábricaylospaleoesfuerzosqueactuaronsobrelas

31

rocasdurante/desdesuformación,responsablesdelasdireccionespreferentesdeorientacióndesusminerales.

Entodasestasopcionessecomenzaráconunacomprensióndelateoría,laprácticay el análisis estadístico de la de la técnica de ASM, usando bibliografía tantogenérica (libros) como específica de escenarios naturales (publicacionescientíficas).

EltrabajoofrecelaposibilidaddeutilizarellaboratoriodePaleomagnetismodelaUCM para analizar la señal de ASM de rocas (previamente muestreadas yorientadasendistintos contextosgeodinámicos),bienen litologías sedimentarias(fábrica deposicional vs. tectónica) o bien ígneas (dinámica de emplazamiento /evolución tectono-magmática). En el caso de rocas ígneas, se ofrece también laposibilidaddemuestrearelplutóngraníticodeLaCabrera,enelSistemaCentral,ysusdiquesasociados,comoobjetodeestudio.

Alternativamente, también ofrece la posibilidad de trabajar con datos de ASMpreviamente obtenidos, analizando las causas de fábricasmagnéticas “anómalas”(respectoalospatronesmásrepresentativos),olavariacióndelaASMrespectoalosprotocolosexperimentalesutilizados(campoaplicado,demagnetizaciónprevia,etc.).ParaellotambiénpuedenrealizarseexperimentosdemagnetismoderocasyASMenellaboratoriodePaleomagnetismo.

Númerodeplazas:1

TEMA39. Paleomagnetismo:caracterizacióndelasremanenciasderocasígneas/sedimentarias;remagnetizaciones;caracterizacióndireccionaldelcampogeomagnéticoenelpasadogeológico

Tutor:VicenteCarlosRuízMartínez

Resumen:

La persona que realice este trabajo podrá aplicar la técnica paleomagnética enrocasqueyahansidopreviamentemuestreadasyorientadas insitu;porejemploenlasrocasvolcánicas(flujosdelavaydepósitospiroclásticos)másantiguas(10-15Ma)queafloranenIslandiaalEstedelaDorsalOceánica.Elloproporcionaunalitología muy favorable para obtener componentes direccionales de remanencia“fosilizadas”, y un escenario natural idóneo para identificar experimentalmenteremagnetizaciones parciales, magnetizaciones primarias, la existencia deinversiones y excursiones/transiciones del campo geomagnético, y paracaracterizarladispersióndesuvariaciónpaleosecularalatitudesaltas.

Haciendo uso del Laboratorio de Paleomagnetismo de la UCM semedirá, en lasmuestras de todas las unidades volcánicasmuestreadas, la remanencia inicial y,secuencialmente, la existente tras cada paso de desimanación progresiva(utilizando campos alternos decrecientes “AF” preferentemente, pero tambiéndesimanaciones térmicas); se analizará qué minerales magnéticos portan las

32

remanencias (medianteexperimentosdemagnetismode rocas);paracalcular lascomponentesdireccionalesylasdireccionesmedias(lecturaspuntualesdelcampogeomagnético) características de cada una de estas unidades; y estimar ladispersióngeomagnéticaparaesaedadylatitud.

El trabajoestáplanificadosecuencialmente:(i)comprensiónteóricayprácticadela de la técnica paleomagnética, usandobibliografía tanto genérica (libros) comoespecíficade casos reales (publicaciones científicas), (ii)medidas experimentalesen laboratorio de paleomagnetismo de Madrid; y (iii) análisis estadístico einterpretacióndelosresultados.

Númerodeplazas:1

TEMA40. ModeloselectromagnéticosprofundoenelFilóndeArrayanes

Tutor:FátimaMartínyJuliánMartínezLópez(UJAEN)

Eltrabajosecentraenunametodologíapocoestudiadaperodegraninterésprospectivocomosonlosmétodoselectromagnéticosprofundos.Enparticular,elestudio,procesadoymodelizacióndelFilóndeArrayanes,dentrodelantiguodistritominerodeLaCarolina-Jaén.EstamineralizacióndeGalena(sulfurometálico)fueexplotadoporlaempresadePeñarroyaEspañayabandonadoenlosaños60delpasadosiglo.Enestosmomentosesinteresantevolveraprocesarantiguosperfileselectromagnéticosprofundosparaconocerconmayorexactitudlaprofundidasyvolumendeestamineralizaciónbajorecubrimientodelacuentacuaternaria.ParaelloseharáusodelsoftwaredeinvesiónAarthusanalizandolarespuestaelectromagnéticaapartirdelacurvasEMdecampo.

Númerodeplazas:1

TEMA41. Modelizacióndeanomalíasmagnéticasyestudiodevueloaeromágneticoasociadounazonaminera.

Tutor: Fátima Martín y Antonio Espín de Gea (Centro Tecnológico delMármol-CTM)

Enestosmomentodeproducciónexternadelosmineralesbásico(hierroymetalesde interés estratégico), resulta imprescindible evaluar la cantidad de material aprospectar antes de licitar nuevas explotaciones o bien extender licitacionesminerals.Enestemarco,estetrabajoproponeunestudioexaustivodeperfilesdeanomalíasmagnéticasenunamenademagnetita/hematitesasícomoelestudiodelvuelo aeromagnético asociado mediante técnicas analíticas, análisis espectralmodelización directa e inversión de datos de campos potenciales con el fin deproponer un modelo altamente constreñido con observaciones gravimétricas ygeológicasenlazona.

Númerodeplazas:1

33

TEMA42. Desarrollodeunainterfacegráficaparaelcálculodetrazadoderayosysismogramassintéticosensísmicadegranángulo.

Tutor:DiegoCórdobaBarba

Resumen:

Los estudios de estructura de la Corteza Terrestre a partir de perfiles sísmicosprofundos,requierenelcálculoreiteradodetiemposderecorrido,trazadoderayosysismogramassintéticosparaobtenermodelosdevelocidadesdepropagacióndeondasPyS,basadosenlasolucióndelaecuacióndeondaspormediodelateoríaderayos.Esteprocesoserealizaendiferentesetapas,modificandosucesivamentelosvaloresde lasvelocidadesdepropagaciónen laCorteza, lasprofundidadesdelasdiscontinuidadescorticalesylosgradientesdevelocidad.

Se propone un trabajo de investigación para desarrollar una interface gráficainteractivaquepermitamodificarlosparámetrosdelosmodeloscorticales,afindefacilitarelcálculoreiteradode losdiagramasde trazadoderayosysismogramassintéticos.Esainterfaceseaplicaráaunosdatosrealesdesísmicadegranángulo,paraobtenerunmodelodecortezaenunazonadeinteracciónocéano-continente.Paraello,eltrabajopropuestoconstadelassiguientesetapas:

- Desarrollo de una interface gráfica interactiva para la introducción demodelosde corteza compatible conel softwareque seutiliza actualmenteparaelcálculodetrazadoderayosysismogramassintéticos.

- Aplicación del software desarrollado en el apartado anterior para laobtención de un modelo cortical, a partir de datos de perfiles sísmicosprofundos.

- Elaboración de una memoria con los resultados científicos obtenidosdurantelaejecucióndeestetrabajo.

Requisitos:

- Conocimientosinformáticosdeprogramación.SerecomiendaconocimientosencódigosFortranyC++,oensudefecto,PythonoMATLAB.

Númerodeplazas:1

TEMA43. Modelosenelementosfinitosdedeformacionesvolcánicas

Tutores:AnaMªNegredoMoreno,MaríaCharcoRomero(IGEO)

Resumen:

34

Lasdeformacionesenáreasvolcánicasconstituyenlaexpresiónsuperficialdeladinámicainternadelosprocesosresultantesdelainteraccióndelmagmaconlarocaencajante.Apesardequelaprecisiónycoberturadelastécnicasgeodésicasempleadasparalamedidadedeformacioneshamejoradodeformasignificativa,resultamuydifícilcuantificarlosprocesosinternosquecausanladeformaciónobservadaensuperficie.Así,losmodelosfísico-matemáticosproporcionanelenlaceentreloqueseobservaensuperficieylasfuentesquegeneranladeformación.EnestetrabajoseutilizaráelmétodonuméricodelosElementosFinitos(FEM),paraevaluarlarespuestatantoenmedioselásticoscomoviscoelásticosacambiosdepresiónenfuentesmagmáticasdediferentegeometría.Setratademodelosde‘multifísica’,puestoqueseconsiderarádemaneraacopladalasecuacionesdeconservacióndelmomentoydelaenergía.Enparticular,seprestaráespecialatenciónalefectodelatemperaturaenlarespuestadelmedio.

Númerodeplazas:1

TEMA44. Modelosdeconvecciónenelmantoterrestre

Tutores:AnaMªNegredoMoreno,JuanRodríguezGonzález(DurhamUniversity)

Resumen:

Losmodelosnuméricosdeconvecciónenelmantopermitencuantificarnumerososprocesos de interacción entre la litosfera y el manto subyacente. Uno de esosprocesos es la aparición de convección de pequeña escala debida a gradientestérmicosentrezonascratónicasyzonasdelitosferademenorespesor.Dehechoseha planteado en la literatura que esta convección puede generarmagmatismo yrepresentarunaalternativaa lahipótesisdeplumamantélicaenpuntoscalientespróximosabordesdecratones.

En una primera fase de este trabajo, el/la estudiante se familiarizará con losfundamentos físicos de la convección el enmanto. Posteriormente, se diseñaránconfiguraciones de modelos para investigar a fondo las características de esteprocesodeconveccióndeborde,ylainfluenciadefactorescomoloscontrastesdeespesor litosférico, las condiciones iniciales y de contorno, etc. En este estudiosistemáticoseutilizaráelcódigoabiertoASPECT(distribuidopor laorganizaciónComputational Infraestructure for Geodynamics) para resolver la convección endiferentes escenarios geodinámicos. Entre estos escenarios se incluye lainteracciónentre la conveccióndebordey el ascensodeplumasmantélicas, unahipótesis que ha sido propuesta en la literatura para explicar el origen ycaracterísticasdelmagmatismoenlasislasCanarias.

Númerodeplazas:1

35

TEMA45. Post-Processingtechniquesforreal-timeairqualityforecastbasedonanalogs

Tutores:CarlosOrdóñezyP.Ortega(BSC).

Abstract:

Inthepresentworkweproposetodevelopanewpost-processingmethodfortheimprovement of real-time air-quality forecastswithin the Catalonia region basedonanalogs.

Thenewmethodsrelyontheanalogconceptand intendtousemachine learningtechniquesaswell as standard statisticalmethods.Theanalogof a forecast for agiven location and time is defined as a past prediction that matches selectedfeaturesofthecurrentforecast.

Analogsare searchedacrossmultiplephysical variables andovera timewindowfor a given location and forecast time. Good analogs are forecasts that predictedsimilarvaluesandtemporaltrendsof theforecastedquantity forwhichtheerrorneedstobeestimated,andforothervariablesthatexhibitcorrelationtothelatter(e.g., wind speed itself, wind direction, pressure, temperature, humidity, etc.). Ifforecasts in thepastcanbe foundthataresimilar to thecurrentprediction, thenthecurrentpredictionerrorcanbeinferredbyanalyzingtheerrorsoftheanalogs,forwhichverifyingobservationsareavailable.

Thismethodwillbeappliedtomonitoredpollutants(accordingtoWHOairqualitystandardsandguidelines)(gasesandaerosols)predictionsfromtheCALIOPEairqualityforecastingsystem.http://www.bsc.es/caliope/?language=en

http://www.euro.who.int/en/health-topics/environment-and-health/air-quality

Themethodologyofthisworkisbasedonseveralsteps:

Preparationofareal-timequalitycontrolprocedureforsurfaceobservations;

Definingandimplementinganalogsmetrics;

Modelpost-processingateachobservationalsiteusinghistorical forecastanalogsandKalman

Filtering;Evaluationof thenovelpost-processing techniqueusingone-yearofairqualitymodeloutputandayearofgasesandaerosolsdatainseveralobservationalstationswithintheCataloniaregion.

During this working period a systematic study will be performed by applyingdifferentprocedures.

Sincetheskilloftheanalogforecastsmightdependonwhichvariablesareincludedin the analog search. The master student will explore to what extent the post-

36

processing technique improves as more search parameters (temperature, solarradiation,windspeedanddirection..)areconsidered.

Requirements:

-GoodknowledgeonprogrammingunderLinuxenvironment.

-GoodskillsonstatisticalmethodsforEarthsciencesapplications

-BasicconceptsofBash,R.

References:

PM 2.5 analog forecast and Kalman filter post-processing for the CommunityMultiscale Air Quality (CMAQ) model, Djalalova et al,http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.02.021

M.T.Pay;P.Jiménez-Guerrero;O.Jorba;S.Basartetal.Spatio-temporalvariabilityof concentrationsandspeciationofparticulatematteracrossspain in thecaliopemodeling system. Atmospheric Environment 46, 376-396,doi:10.1016/j.atmosenv.2011.09.049,ISNN:1352-2310,(2012).

Sicardi.V,Ortiz. J,Rincón.A, Jorba.O,Pay.MTet al.AssessmentofKalman filterbias-adjustment technique to improve the simulation of ground-level ozone overSpain. Science of The Total Environment 416, 329–342,doi:10.1016/j.scitotenv.2011.11.050,ISNN:0048-9697,(2012).

Númerodeplazas:1

TEMA46. UtilizacióndelmodeloHySPLITparasimularunepisodiodeescaperadiológicoenunacentralnuclear

Tutores: Carlos Ordónez y Raúl Arasa (MeteoSim) Resumen: El objetivo de este trabajo es simular mediante el modelo HySPLIT (http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php) las condiciones que se produjeron durante una liberación de los isótopos 72Ci y 131I producida en Handford Site (Estados Unidos) en Septiembre de 1963. Para ello, el alumno instalará y correrá el modelo en función de las condiciones meteorológicas y de escape producido durante el episodio, y evaluará las prestaciones de HySPLIT analizando los resultados de la simulación en comparación con estudios previos existentes. Previamente el alumno deberá comparar las características del modelo HySPLIT con otros modelos existentes utilizados para la simulación de escapes radiológicos. Númerodeplazas:1

37