The resolution of regional numerical weather prediction (NWP) models has continuously been increased over the past decades, in part, thanks to the improved computational capabilities. At such small scales, the fast weather evolution is driven by wind rather than by temperature and pressure. Over the ocean, where global NWP models are not able to resolve wind scales below 150 km, regional models provide wind dynamics and variance equivalent to 25 km or lower. However, although this variance is realistic, it often results in spurious circulation (e.g., moist convection systems), thus misleading weather forecasts and interpretation. An accurate and consistent initialization of the evolution of the 3-dimensional (3-D) wind structure is therefore essential in regional weather analysis. The research fellow would focus on a comprehensive characterization of the spatial scales and measurement errors for the different operational space-borne wind products currently used and/or planned to be used in regional models. In addition, the fellow would thoroughly investigate and improve the 4-D (including time) consistency between the different horizontal and/or vertical satellite wind products under study. Such products include OSI SAF scatterometer-derived sea-surface wind fields, NWC SAF Atmospheric Motion Vectors (AMVs), the upcoming ADM-Aeolus and/or IASI wind profiles. Densely sampled aircraft wind profiles (Mode-S) will be used to verify and characterize the satellite products. To this end, the experience of the NWC, OSI, and NWP SAFs will be exploited. Moreover, data assimilation experiments of the consistent datasets into the Harmonie-AROME regional model will be carried out in two different regions, i.e., the Netherlands and the Iberian Peninsula regional configurations.

La misión Soil Moisture and Ocean Salinity (SMOS) de la Agencia Espacial Europea puede considerarse un éxito desde muchos puntos de vista. Desde la vertiente tecnológica, el instrumento ha demostrado ser muy estable y robusto, proporcionando medidas de alta calidad, a pesar de la complejidad del procesado. Desde la vertiente científica, los datos de SMOS han sobrepasado todas las expectativas. En particular, los mapas de las principales variables de la misión (humedad del suelo y salinidad superficial del mar) son proporcionados actualmente con una precisión y una resolución mayores que las previstas. Además, nuevas aplicaciones emergentes de alto impacto social están siendo derivadas y explotadas a partir de los datos de SMOS. ESA y NASA han lanzado recientemente varias iniciativas para la continuidad de misiones de microondas pasivas de baja frecuencia, desde el convencimiento del valor y la singularidad de la información que proporciona la radiometría de banda L. Mientras se está discutiendo la posible continuidad de SMOS, la misión Chinese Ocean Salinity ha sido aprobada para ser lanzada en 2019, asegurando de momento la continuidad de este tipo de misiones más allá de SMOS y de la misión Soil Moisture Active Passive (SMAP). Una de las más importantes aplicaciones emergentes de los radiómetros de banda L proviene de su capacidad para proporcionar estimaciones de espesor de hielo de mar inferior a 0,7 m (hielo fino). Aunque el hielo fino se ha considerado excepcional (y estacional) desde hace décadas, hoy en día este tipo de hielo puede representar hasta un 80% del hielo ártico. Además, las tradicionales misiones satelitales con radar sobre la Criosfera son incapaces de proporcionar estimaciones de espesor de hielo por debajo de 1 m. El conocimiento preciso del hielo marino es crucial para mejorar los pronósticos de los modelos climáticos y evaluar el impacto de la tendencia de la fusión del hielo ártico actual en el clima de Europa. Es de importancia estratégica para Europa y España poder contar con una monitorización continua y de buena calidad del hielo fino del Ártico, algo que sólo puede ser proporcionado por radiómetros de banda L como SMOS y SMAP. Otras aplicaciones emergentes incluyen la estimación de vientos extremos, la detección y monitorización de amenazas graves para la agricultura y los recursos forestales, y nuevas investigaciones sobre el impacto de la lenta dinámica de la salinidad de los océanos sobre el clima de la Tierra. En el proyecto L-BAND se va a explotar con mayor profundidad la información proporcionada por los radiómetros de banda L con el fin de garantizar el desarrollo exitoso de las misiones futuras. En particular, se desarrollarán nuevos productos para aplicaciones de alto impacto económico y social, lo que servirá para demostrar la necesidad de la continuidad de la banda L. España está estratégicamente muy bien posicionada para una eventual misión de continuidad de SMOS, puesto que la industria y los centros de investigación tuvieron un papel principal en la creación, diseño, construcción y operaciones de SMOS. Con el proyecto L-BAND, se ha planteado como objetivo consolidar el liderazgo de España en el desarrollo y las operaciones de cualquier futura misión que se configure para explotar las capacidades de la banda L.

La transición a una economía con bajas emisiones de carbono necesita alcanzar diferentes objetivos: competitividad, protección del medio ambiente, creación de puestos de trabajo y bienestar social. En este sentido los legisladores en todas las administraciones y los diferentes actores en diferentes ámbitos sociales necesitan herramientas que, más allá del sector energético, incluyan la economía y aspectos sociales y ambientales. Actualmente la mayoría de herramientas en disponibles no consideran la integración de estos aspectos para conectarlos con el sector energético. Por otra parte, las herramientas de modelado de energía actuales a menudo no tienen la documentación, la transparencia necesarias y han sido desarrolladas para un público especializado que tiene información restringida, esto crea problemas en cuanto la validación y comparación de los resultados, así como con respecto a una revisión independiente. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de adaptar o crear nuevas herramientas que tengan en cuenta esta necesaria integración de diferentes aspectos como energía-sociedad-economía-medio ambiente y hacerlo además con una total transparencia. El proyecto MEDEAS pretende diseñar y construir un modelo que vaya en esta dirección de integración de aspectos sociales, económicos y energéticos y que sea totalmente transparente y público. Nuestro proyecto tiene como objetivo resolver las necesidades actuales de la integración y la transparencia mediante el desarrollo de una herramienta de modelado política de vanguardia basado en modelos LEAP, WoLiM, TIMES-MARKAL y la incorporación de los Análisis Input-Output y Life Cycle Analysis, que permiten la contabilidad de los impactos ambientales, sociales y económicos. Se prevé que el modelo MEDEAS tenga un diseño modular para darle la flexibilidad necesaria para hacer frente a diferentes niveles e intereses (tanto en lo referente a la gestión pública como también a otros actores sociales o económicos) y tendrá un gran detalle sectorial y espacial. En particular el modelo tendrá tres ámbitos geográficos: modelo global, modelo europeo y modelo de un país que será la media de los países de la UE. Finalmente, se logrará la transparencia con el uso de un software de acceso abierto y de la distribución gratuita del modelo, el lenguaje de programación será Python (https://www.python.org/). Para facilitar el uso del modelo y su desarrollo por cualquier ciudadano que esté interesado, se prevén diferentes acciones de divulgación y documentación. También se proporcionará un detallado manual de usuario, dirigido a un público no especializado más amplio.

Uno de los objetivos del proyecto Corrientes Oceánicas y Seguridad en el Medio Marino (COSMO) es la creación de una base de datos de trayectorias de dispositivos flotantes que compile, homogenice, valide, distribuya y compare diferentes conjuntos de observaciones que actualmente se encuentran dispersas entre diferentes entidades públicas. Los datos obtenidos se utilizarán para validar los sistemas de predicciones de trayectorias utilizadas en las operaciones de Búsqueda y Rescate llevadas a cabo por Salvamento Marítimo y ayudar en las tareas de los cuerpos de seguridad. --

Las medidas por satélite de la Temperatura Superficial del Mar (SST) proporcionadas por los radiómetros de infrarrojo han revelado la existencia de distintos regímenes de turbulencia de submesoscala. Las características de los cuales están directamente relacionadas con las propiedades de la capa de mezcla del océano lo que plantea si es posible extraer esta información a partir de las características de la turbulencia. Por otro lado, la existencia de largas series temporales ( > 30 años) de medidas globales de SST empuja a explorar si se pueden detectar cambios en la turbulencia de submesoscala en respuesta al calentamiento global. La dificultad principal consiste en definir descriptores capaces de identificar unívocamente los diversos regímenes. Enfoques estándar utilizados en los estudios de turbulencia geofísica, como el análisis espectral, son poco adecuados para este fin, lo que hace necesario encontrar alternativas. Resultados preliminares han demostrado que la intermitencia varía de un régimen a otro, lo que sugiere que podría ser utilizada para distinguir las propiedades de la parte superior del océano. En este proyecto proponemos utilizar el análisis de singularidades para este fin en lugar de las funciones de estructura ya que está mejor adaptado a las observaciones de SST (p.e. presencia de nubes). Además, existe un sólido marco teórico que lo conecta con el punto de vista más clásico basado en funciones de estructura. En consecuencia , en este proyecto, proponemos analizar la intermitencia de la turbulencia de submesoscala del océano para caracterizar las propiedades de las capas superiores del océano y evaluar la posibilidad de utilizarla para monitorizar la evolución del océano con el Cambio Climático. Además, las propiedades de invariancia de escala de nuestro enfoque permiten investigar la intermitencia usando campos de SST de baja resolución lo que explotaremos para comparar simulaciones climáticas existentes con las observaciones.

CHEFS A particularly pressing requirement in the Ocean Surface Vector Wind community is to obtain reliable extreme winds in hurricanes (> 30 m/s) from wind scatterometers, since extreme weather classification (hurricane categories) , surge and wave forecasts for societal warning are a high priority in nowcasting and in numerical weather prediction (NWP). Moreover, global information on the motion near the ocean surface is generally lacking, limiting the physical modelling capabilities of the forcing of the world’s water surfaces by the atmosphere. This also limits our knowledge of the exchange of momentum across the water-air interface, affecting meteorological and ocean applications, which exchanges are particularly violent in extreme conditions. The scatterometer SCA onboard Metop Second Generation (Metop-SG) will have a cross-polarization (VH) C-band channel to obtain improved extreme wind observations in addition to the co-polarization channels (VV and HH). The EUMETSAT CHEFS project is concerned with developing a consolidated wind reference from 0 m/s up to 60 m/s. Such wind reference may be used to calibrate retrievals of extreme wind speeds by both passive and active satellite sensors using empirical Geophysical Model Functions (GMFs) , but also to tune NWP models to provide a more adequate representation of hurricanes. The CHEFS project objective is to apply such wind reference to C-band VV, HH and VH polarization GMFs, as these are used for ASCAT onboard Metop and for SCA onboard Metop-SG. For such purpose, NOAA hurricane hunter dropsonde and microwave (such as the Stepped-Frequency Microwave Radiometer or SFMR) wind data, NWP output, moored buoy winds, and C-band scatterometer and Synthetic Aperture Radar (SAR) data will be used in this study.

El ICM, a través del Departamento de Oceanografía Física y Tecnológica es desde 2005 un Laboratorio Experto de Apoyo (ESL) para el desarrollo y mantenimiento del procesador de salinidad de nivel 2 (L2HUESO) de la misión SMOS de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Las tareas de ESL consisten al proponer los algoritmos para calcular la salinidad superficial del mar a partir de las medidas radiometricas realizadas por SMOS y, desde que el satélite fue lanzado y empezó a proporcionar datos a principios del 2010, analizar la calidad y proponer mejoras en el proceso que permitan llegar a conseguir el nivel de precisión que la misión tiene por objetivo.

Una serie de subcontratos sucesivos con la empresa contratada por la ESA para codificar el procesador han financiado nuestras actividades de ESL.

The study seeks to establish the physical relation between GNSS-R signals and ocean wind and roughness properties using state-of-the-art modelling of the ocean roughness, ocean dielectric properties and NSS-R scattering. Based on this physical understanding, the study defines the Level 2 scatterometric products that can be reliably extracted from GNSS-R signals and develops the physically based Geophysical Model Functions and error models. The physical framework also serves to characterise aspects of the TDS-1 GNSS-R signals that are specific to the TDS-1 mission and determines how these specificities impact the “ideal” GMFs derived from the simulator framework. This is subsequently used to consolidate the Level 1-to-Level 2 inversion algorithms for TDS-1, which are validated using a larger TDS-1 matchup dataset with a wider range of independent measurements. Finally, the study carries out preliminary impact analyses of the TDS-1 data and defines suitable Observation System Simulation Experiment (OSSEs) to further investigate the impact of GNSS-R wind and roughness measurements in possible future activities. The project features a logical flow starting from the physical knowledge of the sea surface drivers of GNSS-R signals acquired with the GNSS-R simulator framework. As such, the study represents an essential complement to empirical analyses of GNSS-R and TDS-1 data undertaken elsewhere, e.g. Foti et al., (2015a, 2015b), the parallel “TDS-1 Exploitation Phase” ESA study and within the CYGNSS team (e.g. Jelenak et al., 2015). The physical framework will provide the means to unravel and separate different geophysical effects, such as the relative importance of wind and ocean waves on GNSS-R signals and the nature of their response to direction. Similarly, the physical framework provides a new tool to discriminate instrument, orbit, geometrical and geophysical effects that are difficult to untangle from empirical analyses alone. Another, more implicit, objective of this study is to stimulate investigation and exploitation of the TDS-1 GNSS-R data by a wider scientific community. Although the TDS-1 data has been publicly available since arch 2015, the uptake outside NOC and SSTL has been limited. Engaging a wider scientific community in this endeavour would help to more rapidly identify issues with the data, and extend the range of solutions and approaches to understand and exploit the information content of GNSS-R signals.

Recent developments on the Ku-band scatterometer wind geophysical model function (GMF) include a sea surface temperature (SST) dependent term. It has been found that the SST effects on the radar backscatter are wind speed dependent and more pronounced in vertical polarization (VV) than in horizontal polarisation (HH) and at higher incidence angles, and are only relevant at radar wavelenghts smaller tan C-band. The new Ku-band GMF, NSCAT-5, is based on a physical model and Rapidscat radar backscatter measurements, which are only available at two incidence angles, i.e., 49⁰ and 56⁰, for HH and VV beams, respectively. The aim of this study is to verify the NSCAT-5 GMF at other incidence angles, using data from the recently-launched Indian SCATSat-1, which operates at 42.6⁰ (HH) and 49.3⁰ (VV) incidence angle. This is an extension of the already approved short-term AS CDOP-2 study, reference OSI_AVS_17_01. In fact, these two projects were initially planned as a single project, but divided in two to allow the use of the CDOP-2 remaining budget. The extended project objectives well fit within the CDOP-3 framework and associated work packages.

El proyecto ICE-ARC tiene como objetivo realizar un seguimiento de los impactos socio-económicos locales y globales que se están produciendo debido a la desaparición del hielo marino en el Ártico.

El proyecto tiene dos grandes ejes de trabajo. Por una parte pretende mejorar la observación y el modelado de la dinámica del hielo marino ártico para poder proyectar con menor incertidumbre como será su evolución en los próximos años. Por otra parte, este modelo físico hielo-océano-atmósfera se utilizará para analizar los efectos de estos cambios sobre los ecosistemas árticos, que una vez definidos, servirán para determinar la evolución de un modelo complejo de impacto económico (PAGE-ICE) que servirá para conocer mejor cómo serán los impactos y para definir políticas y medidas de adaptación.

ICE-ARC está coordinado por el British Antartic Survey del Consejo de investigación sobre el Medio Ambiente del Reino Unido (NERC-BAS) y en el particpan otros 19 centros de investigación, universidades y empresas de los Países Bajos, Dinamarca, Noruega, Alemania, Francia, Bélgica, Italia y la Federación Rusa.

El flujo latitudinal de retorno en el Océano Atlántico cierra la circulación global profunda (GOC), imponiendo la tasa de transferencia de propiedades clave (calor, carbono, nutrientes) al océano superficial y permitiendo la formación de aguas profundas a altas latitudes del Atlántico Norte. Simples argumentos de conservación de masa requieren que el ramal de retorno de la GOC debe suministrar continuamente el flujo necesario para la formación de aguas profundas, con implicaciones en la probable existencia de teleconexiones entre los elementos principales de este circuito. Entre estos elementos hay dos regiones con grandes retroflexiones en corrientes de frontera oeste, ambas a lo largo del margen oriental de Sudamérica: la Confluencia de Brasil-Malvinas (BMC) y las retroflexiones zonales ecuatoriales (EZR). El proyecto VA-DE-RETRO (\"retroceder\" en latín o \"relacionado con retro\" en español) hipotetiza que tanto la BMC como la EZR son regiones clave para comprender el comportamiento del sistema terrestre y, por tanto, busca mejorar nuestro conocimiento de su funcionamiento local y remoto. Los objetivos generales son: comprender los impulsores, mecanismos y características de las propias retroflexiones; seguir la trayectoria, transformaciones y destino último de las aguas retroreflejadas; e identificar las teleconexiones que permiten que ambas regiones de retroflexión operen de un modo unificado. Tanto la BMC como la EZR son el resultado de una intensa retroflexión de corriente de frontera oeste pero a muy distintas latitudes, con importantes diferencias en la intensidad y extensión vertical y temporal de la bifurcación. Su estudio conjunto se realizará por medio del análisis de datos climatológicos, satelitales, hidrográficos y numéricos, junto con el análisis de los datos provenientes de dos campañas hidrográficas específicas y de derivadores subsuperficiales instrumentados desarrollados por el propio grupo investigador. La propuesta representa una oportunidad única para: (1) mejorar nuestra comprensión de los diferentes mecanismos que ocasionan estas retroflexiones, (2) examinar los procesos advectivos y difusivos que tienen lugar en los sistemas frontales asociados, (3) valorar su papel actual en el transporte y desviación del agua y su carga de propiedades físicas y biogeoquímicas, (4) identificar los factores que controlan la variabilidad a diferentes escalas temporales, (5) combinar medidas hidrográficas estàndar con mediciones de velocidad, microestructura y variables biogeoquímicas, (6) estudiar las rutas seguidas y transformaciones experimentadas por las aguas retroflectadas antes de eventualmente regresar a las corrientes de frontera oeste en su ruta hacia las regiones de formación de aguas profundas en el Atlántico Norte, y (7) estudiar las teleconexiones entre los mecanismos forzantes de estas bifurcaciones regionales que tienen impacto global. Desde el punto de vista tecnológico y estratégico, el proyecto también representa una oportunidad para: (8) continuar con el desarrollo de derivadores instrumentados y herramientas útiles para la comunidad oceanográfica internacional, (9) continuar participando en programas internacionales, como el de la Circulación Meridional Profunda del Atlántico Sur, y (10) optimizar los tránsitos anuales de BIO Hespérides hacia y desde la Antártida.

Vientos vectoriales derivados de la superficie del mar derivados del Scatterometer, tales como los de los Scatterometers Avanzados (ASCAT-A & B) Metop-A & B a bordo, y vectores de movimiento atmosférico (AMV) derivados de imágenes satelitales geoestacionarias, tales como las provistas con satélite MSG serie por algoritmo NWC / GEO-HRW, se asimilan rutinariamente en modelos numéricos de predicción meteorológica (NWP), como el Centro Europeo de Pronósticos Meteorológicos de Mediano Plazo (ECMWF). Dos problemas relevantes particulares en los vectores de movimiento atmosférico son: - El proceso de asignación de altura, en el cual a veces es difícil encontrar un nivel de presión óptimo para los AMV derivados, debido a la extensión vertical de los trazadores de nubes y humedad que son rastreados por el algoritmo AMV. De esta forma, el "proceso de asignación de altura" sigue siendo la fuente principal de errores relacionados con los AMV calculados. - La escasez general, y los errores más grandes, de los datos AMV en los niveles atmosféricos más bajos (cerca del suelo). Esto se debe al hecho de que con las implementaciones actuales, los AMV no se pueden calcular debajo de una capa de nubes opacas, lo que limita las capacidades del algoritmo para extraer los vientos cerca de la superficie. Por otro lado, las estadísticas de validación de AMV de bajo nivel (entre 700 y 1000 hPa) siempre han demostrado ser las peores, en parte debido a las mayores dificultades para diferenciar y rastrear las nubes cercanas al suelo, que en los canales infrarrojos tampoco se diferencian mucho del terreno circundante, y en parte también debido a las dificultades para relacionar los AMV (vientos medios relacionados con el desplazamiento de un trazador durante varios minutos) con los vientos cerca del suelo (que cambian en marcos temporales y espaciales más cortos). El objetivo de este estudio es realizar una caracterización preliminar de las diferencias entre los vientos ASCAT y los AMV cerca de la superficie, en función de la altura AMV y las condiciones de variabilidad del viento en la superficie. Este estudio también tiene como objetivo evaluar el potencial del uso de vientos del dispersómetro para caracterizar posibles errores sistemáticos en los AMV y sus alturas estimadas. --------------------------------------------- ----------------------------------------------

Recent developments on the Ku-band scatterometer wind geophysical model function (GMF) include a sea surface temperature (SST) dependent term. It has been found that the SST effects on the radar backscatter are wind speed dependent and more pronounced in vertical polarization (VV) than in horizontal poolarisation (HH) and at higher incidence angles, and are only relevant at radar wavelenghts smaller tan C-band. The new Ku-band GMF, NSCAT-5, is based on a physical model and Rapidscat radar backscatter measurements, which are only available at two incidence angles, i.e., 49⁰ and 56⁰, for HH and VV beams, respectively. The aim of this study is to verify the NSCAT-5 GMF at other incidence angles, using data from the recently-launched Indian SCATSat-1, which operates at 42.6⁰ (HH) and 49.3⁰ (VV) incidence angle.

El proyecto COMMON SENSE se propone de desarrollar y poner a prueba prototipos de sensores autónomos de bajo coste, aptos para el seguimiento de las condiciones oceanográficas básicas y diversos tipos de contaminación (eutrofización, metales pesados, plásticos y ruido) desde cualquier tipo de plataforma: boyas a la deriva, instalaciones fijas, barcos de oportunidad, incluyendo a los participantes en regatas oceánicas como la BWR, etc.

El proyecto está liderado por el Centro Tecnológico Leitat, de Terrassa y participan en él un total de 15 instituciones de 7 países europeos: Alemania, España, Irlanda, Italia, Macedonia, Polonia i Reino Unido. Este consorcio cubre un amplio abanico de disciplinas, desde la electrónica y nuevos materiales hasta la observación oceanográfica, con especial experiencia en los mares europeos: Océano Atlántico y los mares Mediterráneo, del Norte y Báltico.

Los modelos de circulación general atmosféricos (GCM) no resuelven bien algunos procesos dinámicos relevantes inducidos por la lluvia en zonas tropicales convectivas, y la parametrización de sus efectos es pobre. Esto límita en concreto la comprensión de la circulación tropical.

Esta propuesta de estudio Eumetsat-AVS pretende utilizar la misión en tándem ASCAT-A y -B con el producto de lluvia de Meteosat Second Generation (KNMI) para cuantificar correlaciones y desplazamientos de lluvias fuertes / extremas con la convergencia / divergencia de vientos a pequeña escalera y la vorticidad, con el objetivo de mejorar nuestra comprensión de la convección húmeda y sus implicaciones para la circulación climática y de las parametrizaciones convectivas en los GCMs.

El objetivo principal de ConnectinGEO es hacer de enlace entre las redes coordinadas de observación de la Tierra y las comunidades científica y tecnológica, el sector industrial, y los actores GEOSS y Copernicus interesados. Se quiere facilitar una base de conocimiento más amplia y accesible para apoyar las necesidades de las Áreas de Beneficio Social de GEO (SBAs) y sus usuarios. Se tratará un amplio rango de temas desde clima, recursos materiales y materias primas hasta los Objetivos de Desarrollo Sostenible (SDGs) de las Naciones Unidas

La vigilancia del medio marino es fundamental (a) desde el punto de vista marino y marítimo operacional, (b) para evaluar la evolución de la salud de nuestros océanos y (c) para comprender mejor cómo los océanos controlan el clima de nuestro planeta a escala local, regional y global. Las instalaciones en alta mar son un elemento crucial para llevar a cabo este seguimiento, ya que pueden ser utilizadas, por un lado para instalar en ellas dispositivos de muestreo de variables oceánicas y, por otro lado para probar el desarrollo de nuevos instrumentos de medida, tecnologías y estrategias.

Este proyecto tiene como objetivo dar un paso adelante en la mejora de nuestra capacidad de recopilar datos del entorno marino reuniendo los conocimientos, habilidades y estrategias de oceanógrafos físicos en tres centros diferentes (en España, México y Brasil) y el apoyo de tres empresas petroleras que tienen instalaciones en alta mar (Repsol, Petrobras y Pemex). Los objetivos concretos son: (a) poner a punto una estrategia que utilice las estructuras petrolíferas en alta mar como plataformas para probar instrumentación y la recolección de datos oceanográficos, y (b) iniciar un ejercicio piloto de muestreo en tres plataformas marinas de áreas oceánicas diferentes.

El objetivo de este proyecto es probar el uso de radiómetros de banda C y L, además de los criterios actuales en la derivación de los puntos de calibración (tie-points) dinámicos durante la época de fusión del hielo marino, en verano, para reducir así la incertidumbre de la concentración de hielo marino, obtenido con el algoritmo de OSISAF, durante el verano.

In contrast with scatterometer wind data, NWP models do not well resolve (among others) the mesoscale sea surface wind flow under increased wind variability conditions, such as in the vicinity of low-pressure centers, frontal lines, and moist convection. In this project, several important issues are addressed in order to improve the impact of scatterometer data assimilation into global and regional NWP models, including: wind bias correction, model error structure functions and situation-dependent Observation/Background error estimation, appropriate thinning strategy, and improved scatterometer wind quality control.

Argo es una red internacional de 3.000 boyas perfiladoras que miden la temperatura y la salinidad de los océanos mundiales profundos, por debajo de 2.000 metros. Es el sistema de observación mundial in-situ más importante para el Servicio Marino GMES. Argo ofrece importantes observaciones del interior del océano que, junto con las observaciones por satélite, son necesarias para trabajar en los sistemas de modelización GMES y los de previsión metereológicas.

Los principales objetivos del proyectos son 1) mantener la capacidad del sistema de perfiladores a escala global y asegurar su sostenibilidad a largo plazo y 2) extender el proyecto a otros aspectos como son la biogeoquímica, las zonas de los océanos polares, de los mares marginales y de los océanos profundos.

Para satisfacer estos desafíos, será necesaria una importante mejora en la tecnología de flotadores Argo y numerosas pruebas en el mar.

El objetivo principal del proyecto MESTRAL es investigar la presencia de procesos de transporte a pequeña escala en la bahía de los Alfacs, y cómo afectan los patrones espaciales de componentes ópticamente activos (sedimentos, fitoplancton y materia orgánica disuelta), y la variabilidad del campo de luz submarina. Se centra en la bahía de los Alfacs ya que un estudio de este tipo proporcionará una mejor comprensión de la influencia del forzamiento y principales patrones de circulación en el funcionamiento de un ecosistema costero que sustenta las principales actividades económicas de la zona.

El estudio se basa en dos fuentes principales de información: un conjunto de datos de campo obtenidos con sistemas de observación de alta resolución (en el espacio y el tiempo), y un conjunto de modelos numéricos. El sistema de observación propuesto incluye instrumentación convencional y sistemas avanzados, como los vehículos autónomos o no tripulados, así como perfiladores de muy alta resolución. Los modelos numéricos son la última generación de modelos oceánicos y estuarinos (ROMS y SID3D), ya aplicados a la Bahía de los Alfacs, y que se acoplarán con modelos ópticos (transferencia radiativa) y biogeoquímicos. Los modelos numéricos serán calibrados con la ayuda de bases de datos históricos y con los datos recogidos durante el proyecto.

El satélite SMOS, lanzado en noviembre de 2009, representa la primera misión de observación de la Tierra de la ESA coordinada por España. Con un papel principal científico, tecnológico e industrial sin precedentes, el objetivo de España ha sido el de producir, por primera vez, los mapas de la humedad del suelo y de la salinidad superficial del mar en el mundo a través del nuevo radiómetro interferométrico (MIRAS).

Gracias al programa Nacional español de I + D y a la financiación ESA, y con el apoyo del CDTI, el equipo propuesto ha abordado con éxito varios retos científicos y tecnológicos, como: i) producir datos operacionales y mantener un centro de difusión en España, la CP34; ii ) reunir conocimientos científico- técnicos a través de la unidad asociada al CP34, el centro experto SMOS BEC, y iii) consolidar nuevos equipos e instalaciones dedicadas al desarrollo de productos SMOS.

Después de dos años de intenso trabajo, los productos nominales SMOS serán pronto consolidados. Como tal, esta propuesta también se centra, por primera vez, en el desarrollo de nuevos productos de SMOS de valor añadido y nuevas aplicaciones de interés para la industria y los gestores públicos. Además, para aprovechar el know-how del equipo, esta propuesta aborda nuevos retos como la sinergia SMOS con nuevas misiones de observación de la Tierra o el desarrollo de nuevos productos más allá de SMOS. Sin embargo, para mantener el papel internacional de España en esta área científica de vanguardia es necesario consolidar este equipo especializado y con talento, junto con su sinergia con la industria.

El objetivo principal de este proyecto es estudiar la dinámica de tres regiones del Océano Atlántico que son claves en la regulación de la intensidad de la Cinta Transportadora Global (MOC) y por esto se definen como “puntos de inflexión”. Las tres zonas que se analizarán son:

- el Agua Mediterránea de Salida (MOW) al oeste del estrecho de Gibraltar, responsable en gran parte de la salinización de la termoclina superior en el Atlántico Norte, - el sistema de corrientes del Norte de Brasil (NBC), que es la única vía para el transporte de agua y calor del Atlántico Sur hasta el Atlántico Norte, la etapa de retorno de la cinta transportadora - el Atlántico Sur, donde se forma agua profunda y también ésta asciende a un ritmo que varía muy sensiblemente con el grado de estratificación de la columna de agua.

Los esfuerzos del proyecto se centraran en entender mejor el papel de cada una juega en el funcionamiento de la cinta transportadora, en analizar la conexión que existes entre ellas y en su potencial para provocar cambios sustanciales en la intensidad de la cinta transportadora debido a que experimentan transiciones entre dos estados diferentes. La dinámica de estas transiciones entre dos estados distintos probablemente tiene importantes similitudes en las tres regiones, por tanto, se tratarán a partir de un enfoque conjunto para el estudio de cada una de las tres regiones, compartiendo herramientas conceptuales, numéricas y experimentales y también ideas.

Los objetivos específicos del proyecto son: 1) investigar los mecanismos de control y el rango de variabilidad de las características del Agua Mediterránea de Salida a medida que se sumerge al este del Golfo de Cádiz, en particular por qué y cómo esta agua puede pasar de condiciones subcríticas a supercríticas. 2) estudiar la dinámica que controla el sistema de corrientes del Norte de Brasil, una corriente de contorno oeste de latitud baja muy particular, con un comportamiento bimodal, que alterna entre flujo recto paralelo a la costa y separación con retroflexión. 3) mejorar la comprensión de los mecanismos responsables de los cambios de estratificación que sufre el Océano Austral, y cómo se relacionan con la tasa de formación de aguas profundas, las surgencias y la mezcla vertical y, en consecuencia, con las bombas física y biológica de CO2.

Para alcanzar cada uno de estos objetivos utilizaremos modelos numéricos y boyas instrumentadas, además de la participación de equipos españoles otros en programas internacionales. Para el estudio de las áreas indicadas y con el fin de optimizar los tiempos de buque oceanográfico, se utilizará el buque “García del Cid” para estudiar el Agua Mediterránea de Salida, y dos tránsitos del Hespérides de ida y vuelta de la Antártida para estudiar el sistema de corrientes del Norte de Brasil y el Atlántico Sur.

El proyecto busca establecer una colaboración efectiva con el Instituto del Mar del Perú, centrada fundamentalmente en el asesoramiento de personal investigador de ese centro para el procesamiento y análisis de los datos obtenidos en un total de más de 60 cruceros oceanográficos realizados desde 1990 frente a la costa de Perú, entre 4° y 17°S sobre distancias que varían entre las 100 y 200 millas náuticas y hasta profundidades típicamente entre 500 y 1000 m.

Esta iniciativa representa una excelente oportunidad, no solo por el valor científico de esta serie temporal de datos, sino también por la posibilidad de afianzar una fructífera colaboración con el instituto de investigaciones marinas más prestigioso de Perú.

The evolution of the Marginal Ice Zone (MIZ) and seasonal ice-edge retreat is a complex interplay between a number of dynamic and thermodynamic processes, with potentially strong feedbacks between them. The influence of wind, waves, and passing storms creates a highly variable distribution of floe sizes near the ice edge, both spatially and temporally. This dynamically-forced break-up can enhance thermodynamic melt through increased solar absorption in newly formed open water, melt of broken ice and brash, and wave-induced melt and upwelling of warmer water from below. The transfer of momentum from the atmosphere to the ocean surface through wind produces waves. The amplitude, speed and period of these waves is a function of the strength and duration of the wind, as well as the amount of open-water the transfer of energy occurs over (i.e., the fetch). With the predicted on going, and likely continuing, reduction of summer sea ice extent in the Beaufort and Chukchi seas and the distance from the Alaskan coast to the nearest ice edge in summer increasing from a few hundred kms to over 1000 km, these long stretches of open water and fetch will generate unprecedented wave conditions in the Arctic. The observed increase in storm intensity in the Arctic suggests that there will be more extensive fracturing of the ice cover is possible in the future. Due to the complexity and lack of in situ data wave-ice interaction are poorly understood and hence poorly represented in large-scale sea ice models, if at all. However, technological advances have allowed us to take advantage of single-chip sensors that are common place on today’s mobile phones. These chips can to be utilized for wave research i.e. a 9-degrees of freedom (9DoF) chip that consists of a 3-D magnetometers, 3-D gyroscopes and 3-D accelerometers. When combined with the possibility to transmit large quantities of data through satellite communication systems we have the possibility to develop wave buoys (WB) that are inexpensive and can continuously monitor the wave conditions within an ice covered, MIZ, or open sea.

A través de este contrato, el ICM colabora en las actividades de la Agencia Espacial Europea para la mejora de la calibración y la reconstrucción de imágenes del satélite SMOS. Las tareas consisten en el desarrollo de algoritmos de calibración y reconstrucción de imagen para la mejora de los productos de temperatura de brillo, en particular, para la mejora de la estabilidad orbital y estacional y para la reducción de los artefactos que se generan en las imágenes debido por ejemplo a las interferencias captadas por el radiómetro. Parte de estas actividades se centran también en la evaluación del impacto que estas mejoras en las temperaturas de brillo tienen en la calidad de la salinidad recuperada.

En el medio marino, las presiones antropogénicas sobre los recursos, así como determinados procesos naturales pueden crear condiciones nocivas que afectan a la sociedad humana. Las floraciones de algas nocivas y la destrucción del hábitat son algunos de los ejemplos que se podrían mencionar, los cuales plantean serias amenazas de salud humana y afectan gravemente a numerosas industrias, causando pérdidas económicas anuales de decenas de millones de euros, en forma de reducción de las ventas, la actividad turística y el incremento del desempleo. Una forma ampliamente adoptada para evaluar el estado ecológico de las masas de agua es mediante la medición de sus propiedades ópticas (como indicadores de, por ejemplo, el impacto de las aguas residuales, la materia orgánica disuelta o la carga de sedimentos).

El proyecto Citclops pretende desarrollar sistemas para recuperar y utilizar los datos sobre el color del agua de mar, la transparencia y la fluorescencia, usando sensores de bajo coste junto con información contextual (por ejemplo, georeferenciación) y una plataforma de Internet basado en la comunidad, teniendo en cuenta algunas experiencias existentes (por ejemplo, Secchi Dip-In, Coastwatch Europe y Oil Reporter).

Se desarrollarán e utilizarán métodos simples y rápidos para establecer las propiedades ópticas del agua de mar: por ejemplo, el color a través de observaciones basadas en la escala colorimétrica de Forel-Ule y transparencia a través de una variante del disco Secchi. La gente será capaz de adquirir datos mediante la toma de fotografías de la superficie del mar en los transbordadores y otras embarcaciones, ya sea en el mar o desde la playa.

También se proponen cámaras digitales de bajo coste para las actividades acuáticas con sistemas de detección extendida como recursos alternativos para el crowdsourcing de datos. Los datos se cargarán automáticamente en la red a través de un servicio o aplicación específica (por ejemplo, Google + Instant Upload), archivado de forma remota y procesado. Se podrá acceder a la información resultante a través de una página web o una aplicación móvil para los usuarios finales.

Como usuarios finales se contemplan dos grandes grupos: los políticos (por ejemplo, las administraciones locales), que serán capaces de utilizar la información para mejorar la gestión de la zona costera, y los ciudadanos, que podrán aprovechar al máximo su experiencia en actividades en las que la calidad del agua tenga un papel importante.

En los últimos años ha tenido lugar un desarrollo considerable del procesador de datos de viento de ASCAT (AWDP), y en particular del esquema variacional bidimensional (2D-Var) de eliminación de ambigüedad (AR). Esto ha permitido obtener productos de viento ASCAT de nivel 2 robustos y consistentes en varias resoluciones (25 km y 12,5 km) y modos de procesamiento de sigma0 nominal (promediado para ventana de Hamming) y costero (ventana rectangular). A medida que aparecen escalas más pequeñas el análisis de mesoescala, y en consecuencia el 2D-Var, se hacen más difíciles. Sin embargo, un análisis más detallado y orientado a casos específicos ha revelado que en ciertas condiciones (véase el ejemplo de la figura), el 2D-Var selecciona mal la ambigüedad a lo largo de frentes de viento, lo que lleva a desplazamientos notables de las líneas del frente. Un análisis preliminar muestra que este problema es probablemente inducido por tres factores: a) un campo de fondo erróneo (es decir, cuando ECMWF no consigue colocar el frente de viento en el lugar correcto); b) el hecho de que ASCAT es un sistema de ambigüedad dual del viento (en general, en la inversión se obtienen dos soluciones igualmente probables, con velocidades de viento similares y direcciones opuestas); c) una alineación (o casi alineación) de las direcciones erróneas del viento modelado con las ambigüedades del viento ASCAT. Cuando se dan estas tres condiciones, el frente resuelto por 2D-Var (convergencia) se encuentra situado en el lugar erróneo del frente dado por el campo de fondo (ECMWF), ya que las ambigüedades de viento ASCAT en sí mismas no proporcionan información significativa en 2D-Var sobre la localización de la convergencia (las dos ambigüedades son igualmente probables). Sin embargo, la información ASCAT adicional sobre la ubicación de estas perturbaciones del viento está, en principio, disponible para ayudar al proceso de 2D-Var (ver figura). Este proyecto Eumetsat-AS tiene como objetivo el desarrollo de información complementaria derivada de la inversión y de una técnica de procesamiento de imágenes (análisis de singularidades) para mejorar el actual esquema AR 2D-Var para ASCAT en condiciones de mesoescala.

El servicio MEDESS-4MS se dedica a la prevención de riesgos marítimos y al fortalecimiento de la seguridad marítima en relación con la contaminación por derrames de petróleo en el Mediterráneo. El objetivo principal es proporcionar un modelo múltiple integrado operacional de predicción de la dispersión de petróleo en el Mediterráneo, conectado a las plataformas existentes de vigilancia de derrames de hidrocarburos (EMSA-CSN, REMPEC y datos AIS), utilizando modelos de dispersión de petróleo bien validados, datos ambientales del Servicio Marino GMES Europeo y los sistemas nacionales de predicción de salvamento marítimo. Los objetivos generales del proyecto son: - Poner a punto un sistema multi-modelo en tiempo real de predicción de la dispersión de derrames de petróleo para el Mediterráneo; - Poner a punto una red interconectada de repositorios de datos para archivar y dar acceso operacional a todos los datos ambientales y de derrames de hidrocarburos disponibles; - Desarrollar un sistema de interfaz de usuario integrado en un único portal web para proporcionar un acceso interactivo a los diferentes escenarios del servicio multi-modelo, para satisfacer los requisitos de EMSA-CSN, CERSEC y los usuarios en general. - Probar las funcionalidades del servicio con "usuarios finales clave" como CERSEC, EMSA y otros como las agencias nacionales de lucha contra los derrames de petróleo y empresas privadas; MEDESS-4MS no tiene como objetivo el desarrollo de nuevas cadenas de servicios elementales, sino integrar y consolidar los ya existentes, en base a la experiencia adquirida a través de la interacción con las agencias de respuesta operacionales, CERSEC y EMSA, durante accidentes reales de derrames en la región y ejercicios de demostración e inter-calibración hechos en el marco de proyectos europeos. Siete de los socios del proyecto están operando durante los últimos 10 años centros de predicción, mientras que seis socios están proporcionando individualmente predicciones sobre derrames de petróleo a nivel local y subregional, en estrecha cooperación con sus organismos nacionales de respuesta operacional.

El objetivo de esta acción es la coordinación de los estudios europeos que utilizan los datos oceanográficos obtenidos a través de la misión del satélite SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), a cargo de la Agencia espacial Europea (ESA). Desde que en 2009 se puso en marcha el satélite SMOS, se obtienen de él datos de salinidad de la superficie de los océanos, una variable de mucha importancia para el análisis del cambio climático.

El proyecto COST SMOS coordina los equipos europeos que trabajan en las dos áreas principales de investigación, que se centran una en la mejora de algoritmos y desarrollo de los datos derivados del satélite, y otra en el utilizo de los datos obtenidos en oceanografía operacional, en procesos oceánicos y en estudios climáticos.

Este proyecto de coordinación pretende así reunir los esfuerzos, a menudo fragmentados, de los diferentes expertos que trabajan en ambas áreas de investigación, para una mejora general de los resultados obtenidos.

ENLACES

Misión SMOS

Centro Experto SMOS en el ICM

El objetivo general del proyecto PHYTOSCOPE es demostrar la utilidad de la obtención de datos oceanográficos en alta resolución en 3 grandes ámbitos (espacial, temporal y taxonómico) para una mejor discriminación de la composición de las comunidades de fitoplancton así como la caracterización de su dinámica, en relación tanto a los procesos de pequeña como de gran escala.

Para alcanzar este objetivo, en el proyecto se desarrollarán diferentes metodologías de análisis basadas en tecnologías avanzadas de observación, abordando dos ámbitos de aplicación diferente según las escalas de observación que se plantean. Se dedicará un primer enfoque a escala global para establecer regiones biogeoquímicas basándose en datos de satélites hiperespectrales. En estas regiones se intentará determinar las distribuciones de los grupos principales de fitoplancton.

En una segunda aproximación, a escala local, se desarrollarán métodos para establecer la variabilidad espacio-temporal a pequeña escala de las comunidades fitoplancton. En particular, se estudiará esta variabilidad en áreas donde la ocurrencia de floraciones de fitoplancton tóxico tiene un impacto ambiental y socio-económico crítico.

El ICM, a través del Departamento de Oceanografía Física y Tecnológica es desde 2005 un Laboratorio Experto de Apoyo (ESL) para el desarrollo y mantenimiento del procesador de salinidad de nivel 2 (L2HUESO) de la misión SMOS de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Las tareas de ESL consisten al proponer los algoritmos para calcular la salinidad superficial del mar a partir de las medidas radiometricas realizadas por SMOS y, desde que el satélite fue lanzado y empezó a proporcionar datos a principios del 2010, analizar la calidad y proponer mejoras en el proceso que permitan llegar a conseguir el nivel de precisión que la misión tiene por objetivo. Una serie de subcontratos sucesivos con la empresa contratada por la ESA para codificar el procesador han financiado nuestras actividades de ESL.

El proyecto, “MARduino: mi boya, nuestros datos y el mar” pretende sensibilizar la ciudadanía de la importancia de la preservación del agua de mar mediante un método original aprovechando el nuevo concepto de ciencia participativa. Se realizarán unos talleres donde los participantes aprenderán a construir de manera autónoma y con materiales caseros y de bajo coste una boya oceanográfica con sensores. Con este tipo de instrumento se puede estimar la transparencia del agua, un parámetro que comúnmente la gente asocia con la calidad ambiental (aguas transparentes se asocian con aguas cristalinas y alta calidad ambiental mientras que aguas poco transparentes se asocian a aguas “turbias” con baja calidad ambiental).

Esta serie de talleres se complementarán con herramientas divulgativas: 1) una página web donde se hablará del concepto de transparencia del agua y su importancia así como de los talleres , y que servirá también para georeferenciar las boyas ya instaladas y recopilar los datos del instrumento recogidos. 2) Una serie de vídeos en los cuales se explicará el funcionamiento de los sensores y donde se detallará cada etapa del montaje de las boyas. 3) Folletos divulgativos

Es bien conocido que muchas de las borrascas de latitudes medias o fenómenos meteorológicos más extremos como las tormentas tropicales o los huracanes se originan en el océano. Estos suelen tener un gran impacto tanto social como económico, en ocasiones agravado por las predicciones imprecisas o erróneas.
Las observaciones globales de los campos de viento en la superficie del mar que proporcionan los radares embarcados en satélites de observación de la Tierra tienen numerosas aplicaciones tanto en meteorología como en oceanografía, como la predicción del tiempo a corto y medio plazo, la modelización de la circulación oceánica o de las olas, la modelización de la interacción atmósfera-océano, la climatología o estudios más locales como las brisas o los flujos catabáticos. La correcta integración de estos datos en modelos numéricos de predicción del tiempo es sin duda una de las aplicaciones más importantes puesto que ayuda a mejorar la predicción de la intensidad y posición de estos fenómenos meteorológicos. Para ello, el control de calidad (CC) sobre la obtención (inversión) de campos de viento a partir de datos radar es esencial.
Fenómenos como la lluvia, la contaminación de la señal radar por hielo marino o tierra (costa), la alta variabilidad espacial del viento o la falta de una dirección predominante de las olas , afectan en el proceso de recuperación de un viento medio sobre la escena marina observada (o celda de observación). A lo largo de estos últimos 20 años, se han desarrollado métodos eficientes de CC para datos radar. En particular, uno de los métodos más utilizados (operacionalmente) es el basado en el residuo de la inversión. Sin embargo, se ha observado recientemente que estos métodos no son del todo eficientes filtrando los efectos de lluvia.
En el proyecto ASCAT-SA se propone un método alternativo llamado análisis de singularidades, basado en el procesamiento de imágenes, para mejorar el CC en casos de lluvia. Para este estudio se utilizan datos co-localizados de lluvia (procedentes de radiómetros de microondas satelitales y de boyas) y de viento (salidas de modelos y boyas) para desarrollar y validar el análisis de singularidades para imágenes radar. Este proyecto pretende investigar si el método propuesto es efectivo filtrando ruido así como detectando artefactos en los campos de viento radar producidos por la señal de lluvia. De ser así, se propondrá su implementación en los procesadores oficiales de radares satelitales como el Advanced Scattermeter (ASCAT) a bordo de los satélites Metop-A y Metop-B.

Este proyecto es la continuación de otros cinco desarrollados desde 2001 con el nombre genérico de MIDAS (Medidas en mIcroondas y Desarrollo de Algoritmos para la misión SMOS) y con el objetivo de permitir la participación de grupos de investigación españoles en el segmento de tierra de la misión SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) de la Agencia Espacial Europea (ESA). El objetivo de la misión es proporcionar por primera vez y de forma regular medidas globales de la salinidad superficial del océano y la humedad del suelo, utilizando un radiómetro interferométrico en microondas. Nunca antes España se había implicado tan fuertemente desde el punto de vista económico (70 millones de euros invertidos) ni ejercido un papel de liderazgo científico, tecnológico e industrial en una misión internacional de observación de la Tierra. Los proyectos MIDAS, coordinados desde el CSIC, han vehiculado la contribución del Plan Nacional de I+D+i a este importante esfuerzo.

Tras el lanzamiento de SMOS en noviembre de 2009 los equipos participantes han estado trabajando en mejorar la calibración del instrumento y los algoritmos que permiten extraer los valores de las dos variables geofísicas a partir de las medidas radiométricas. El carácter pionero de SMOS, tanto desde el punto de vista tecnológico como en el proceso de los datos, hacen que estas tareas sean mucho más complejas que en otras misiones espaciales. En MIDAS-6 se continúan las mejoras de los algoritmos, se realizan actividades de validación de las observaciones espaciales comparándolas con distintos tipos de medidas en tierra, y al mismo tiempo, con el fin de demostrar la utilidad de la misión, se han iniciado estudios de explotación de los datos obtenidos en modelos climáticos, oceanográficos e hidrológicos.

Hay que destacar que el proyecto mantiene funcionando el Centro Experto SMOS en Barcelona (SMOS-BEC) y el Centro español de Producción y distribución de datos SMOS de nivel superior (CP34), desarrollado durante proyectos MIDAS anteriores y que proporciona a la comunidad científica internacional mapas globales de salinidad y humedad y otros productos más elaborados que los que distribuye la propia ESA.

La creciente importancia de la actividad en los puertos del Mediterráneo oriental y el aumento de la densidad del tráfico en estos lugares conlleva un aumento del riesgo de un incidente marítimo importante, y los efectos letales de los aceites minerales en los frágiles ecosistemas marinos y costeros son bien conocidos.
Esta problemática ha impulsado la colaboración de diferentes centros e instituciones para la elaboración de un sistema de vigilancia más fuerte y unos planes de acción eficaces en casos de accidentes marítimos. El proyecto TOSCA, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional en el marco del Programa MED, tiene como principal objetivo mejorar la calidad y la eficacia de la toma de decisiones en caso de accidentes marítimos en el Mediterráneo, sobre derrames contaminantes de petróleo y en operaciones de búsqueda y rescate (SAR).

El proyecto se lleva a cabo con la ayuda de la red de autoridades locales y administraciones públicas encargadas de los planes de emergencia en caso de accidentes marítimos, de los encargados de formular políticas medioambientales y de seguridad marítima, y de la comunidad científica que trabaja en proyectos oceanográficos y de investigación. La colaboración entre las diferentes instituciones que participan en este proyecto pretende reforzar el sistema de gestión de las costas del Mediterráneo en el marco de los acuerdos internacionales existentes y el respeto de las normas nacionales.

Los principales objetivos del proyecto son: 1) Desarrollar un sistema científico sostenible de monitorización y predicción. A través de la construcción de una red de observación, basada en tecnologías de última generación (radares HF y flotadores derivantes), el proyecto proporcionará observaciones en tiempo real y previsiones de las condiciones del medio marino en la parte occidental y oriental del mar Mediterráneo. 2) Crear una herramienta de apoyo al proceso de toma de decisiones en caso de accidentes marítimos. Los datos obtenidos se combinarán ofreciendo una herramienta de apoyo a las autoridades responsables de responder en caso de una emergencia marina. 3) Elaborar una estrategia común para la gestión de derrames de petróleo y operaciones de búsqueda y salvamento. La red se utilizará para ejecutar planes de acción en colaboración con las autoridades locales y para desarrollar una estrategia común de cooperación científica con los legisladores a fin de ofrecer respuesta inmediata, mitigación y gestión a largo plazo de la contaminación de derrames de petróleo y operaciones de búsqueda y salvamento en caso de accidente marítimo.

El consorcio de TOSCA incluye 13 socios de cuatro países, tanto de la zona oriental, como occidental del Mediterráneo: Francia, Italia, Grecia y España. El proyecto está gestionado por el cluster PACA I Sea Innovation & Business - Tecnologías Toulon Var (PMP-TVT), bajo la coordinación científica del MIO- Universidad de Toulon.

MyOcean es un proyecto subvencionado por la Comisión Europea dentro del programa GMES (7 º Programa Marco), cuyo objetivo es diseñar y desarrollar un sistema europeo integrado de vigilancia de los océanos y detallar los recursos disponibles a nivel nacional en temas de seguridad marítima, prevención de derrames de petróleo, gestión de recursos globales, cambio climático, pronósticos estacionales, actividades costeras, y monitoreo de calidad del agua y contaminación.

El objetivo principal del proyecto consiste en el estudio de la dinámica y variabilidad intraestacional de periodo relativamente corto (de unas horas a unas semanas) de la estructura fina termohalina de las masas de agua y de los procesos de intercambio vertical de cantidad de movimiento y de masa en el noreste del mar Negro y el noroeste del Mediterráneo. La investigación será realizada analizando diferentes tipos de datos que incluyen observaciones in situ e información obtenida mediante imágenes infrarrojas de satélite y datos meteorológicos. Los datos in situ se pretende obtenerlos con el uso por primera vez del recién construido equipo "Aqualog" (P.P. Shirshov Institute, Moscú). Este equipo, anclado en el punto elegido, permite escanear automáticamente la columna de agua en un rango de profundidades programado, adquiriendo datos de la distribución vertical de temperatura, conductividad y componentes horizontales de la velocidad de la corriente con resolución vertical de 1-2 metros. Se pretende realizar las medidas con "Aqualog" en el mar Negro, en un punto de mar abierto en frente de Gelendzhik (Rusia) y en el Mediterráneo, en un punto de mar abierto en frente de Barcelona (España). En cada punto está previsto realizar el escaneo de la columna de agua hasta 1000 metros de profundidad durante 6-8 semanas con una frecuencia de 4-6 ciclos diarios. De esta manera serán estudiadas la estructura vertical de las corrientes y la estratificación termohalina en escalas temporales de unas horas a unas semanas. El análisis de los datos obtenidos con "Aqualog" será realizado usando información adicional como imágenes infrarrojas de satélite, datos de mallas hidrográficas realizadas alrededor del punto de anclaje de "Aqualog" e información sobre el forzamiento del viento. Como resultado del análisis se determinarán los parámetros de variabilidad de la estructura fina y su dinámica y se estudiarán los mecanismos que predominan en la formación de la variabilidad observada. Se calcularán las características de la estratificación fina de las masas de agua y se establecerán las dependencias entre estas características y las condiciones hidrográficas e hidrodinámicas observadas. Utilizando fórmulas semi empíricas se calcularán los coeficientes de intercambio vertical de masa y de cantidad de movimiento. Se pretende estudiar el papel que juega la variabilidad intrazonal en los procesos de formación de la nueva masa de agua profunda que, a partir del año 2005, se observa en todas partes del Mediterráneo noroccidental. Los resultados obtenidos en las diferentes cuencas se compararán para determinar similitudes y diferencias en dinámica y variabilidad intrazonal de la estructura fina observada.

The aim of this project is to improve the current operational quality control (QC) of the Advanced Scatterometer (ASCAT onboard MetOp satellite) level 2 wind product as well as to contribute to the development of an updated C-band Geophysical Model Function (GMF), i.e., CMOD-6. We will revisit the ASCAT QC on the basis of a thorough inversion residual (MLE) value and sign analysis. Numerical Weather Prediction (NWP) model output and rain data from satellite radiometry will be used to characterize the ASCAT-derived wind information content as a function of the MLE. Different QC strategies will be defined, if needed, for triplets inside and outside the GMF conical-shape surface in the ASCAT 3-D measurement space. We propose to perform a comprehensive analysis of the MLE value and sign at each wind vector cell (WVC) to check for possible GMF misfits, i.e., significant asymmetries in the MLE distributions (inside versus outside of the cone). The analysis will be carried out as a function of wind speed and wind direction to evaluate the different GMF coefficients’ (i.e., speed-related, upwind/downwind, upwind/crosswind) contribution to the misfit.

El objetivo fundamental del proyecto MOC2 es investigar la magnitud del transporte y las transformaciones que experimentan las aguas intermedias en su viaje desde el océano austral hasta su reincorporación en las aguas superficiales del Atlántico Ecuatorial. Para ello se determinarán los flujos de masa, calor, agua dulce, carbono y nutrientes desde el Atlántico Sur hacia el Atlántico Ecuatorial, y se cuantificará la incorporaciçon de las aguas intermedias hacia el océano superficial del Atlántico Ecuatorial.

Para lograrlo se desarrollarán modelos, y se realizarán y analizarán mediciones de campo, desde una perspectiva interdisciplinar. Esta incluye el análisis de diversos tipos de datos públicos, esfuerzos de calibración de nuevos sensores satelitales, campañas con mediciones de parámetros físicos, químicos y biológios, modelos oceánicos idealizados y de circulación general del Atlántico, y el mayor desarrollo de boyas de autónomas de mediciónes.
El acrónimo MOC2 surge justamente de estas ideas: Meridional Overturning Circulation * Memoria Oceánica del Clima.

Más información: Diarios de la campaña MOC2

El prototipo de nueva sonda oceanográfica que se va a diseñar con este proyecto, constará de cuatro elementos principales:

1) un cabezal de sensores, que incluirá un sistema de medición óptico de alta resolución espectral para obtener información sobre los componentes biológicos y químicos presentes en la columna de agua. 2) un sistema de recolección, inicialmente basado en una mini-roseta, aunque se plantea incluir diferentes dispositivos de recolección. El sistema de cierre será controlado electrónicamente por señales de activación, según un esquema de muestreo predeterminado. 3) un sistema de navegación vertical, basado en un sistema hidráulico que modifica dinámicamente la posición vertical de la sonda cambiando la flotabilidad de la misma. El sistema requiere de un sistema de control muy sofisticado (hardware y algoritmos de control) dado que las características dinámicas de la sonda (coeficiente de fricción, etc..) se irán modificando en función de diferentes parámetros (características estructurales de la sonda, número de botellas de muestreo activadas, etc..). 4) un sistema inteligente con capacidad de decisiones en tiempo real.

La ejecución de este proyecto implica una actividad multidisciplinar y trasciende las fronteras del área de Recursos Naturales del CSIC. Las actividades se centraran en cuatro grandes áreas de conocimiento: Biología/Ecología Marina (Instituto Ciencias del Mar, ICM), Instrumentación oceanográfica (Unidad de Tecnología Marina, UTM), Sistemas de Control Automático (Instituto de Automática Industrial, IAI) e Inteligencia Artificial (Instituto de Investigación en Inteligencia Artificial, IIIA).

Debido a que actualmente no existe en la Unidad de Tecnología Marina (UTM) ninguna línea de investigación en mi especialidad, la teledetección por satélite, el objetivo de este proyecto es principalmente el de poner en marcha actividades de I+D en esta línea. Mi labor investigadora se ha centrado hasta ahora en la interpretación geofísica de mediciones de radares y radiómetros de microondas desde satélite, que incluye la calibración y validación de los instrumentos, la modelización de errores, el filtrado de ruido, la inversión no lineal y la integración de datos en modelos numéricos de predicción. En particular, me he especializado en la obtención de campos de viento (y fricción del viento) sobre el mar a partir de radares (dispersómetros y radares de apertura sintética) y de salinidad superficial oceánica a partir del radiómetro de microondas que se lanzará en 2009 a bordo de la misión Soil Moisture and Ocean Salinity Mission (SMOS). Este tipo de observaciones de satélite son consideras de máxima prioridad por la comunidad científica, ya que tienen un papel fundamental en meteorología, oceanografía y climatología tanto a nivel académico como operacional. Este carácter prioritario se ve reflejado en la continuidad de este tipo de misiones espaciales, garantizadas por las diferentes agencias espaciales más allá del 2020. Así pues, se propone la puesta en marcha en la UTM de las siguientes actividades de I+D, algunas de ellas enmarcadas ya en proyectos de colaboración con otros centros (ver CV adjunto): 1) Desarrollo de un producto de vientos costeros de alta resolución obtenidos a partir de mediciones de dispersómetro: Una vez consolidados los productos de campos de viento de dispersómetros de 25-50 km de resolución espacial, el objetivo prioritario en dispersometría es obtener productos de campos de viento costeros de alta resolución, muy útiles para estudiar y monitorizar procesos locales/regionales en costas y mares. Para ello, se estudiará principalmente: el comportamiento de la señal de radar retrodispersada en zonas mixtas de mar/tierra o mar/hielo; la adaptación óptima de la malla de observación para aprovechar al máximo las mediciones (sobre el mar) cerca de la costa; y la reducción del ruido en la señal mediante la implementación de filtros espaciales variacionales (como los utilizados en asimilación de datos) que se caracterizan por mantener la información dinámica de alta resolución. 2) Desarrollo de un producto de nivel 3 de fricción del viento oceánico a partir de mediciones de dispersómetro: En modelización oceánica, para resolver las escalas (pequeñas) de los remolinos oceánicos, se necesita información de alta resolución de la dinámica en superficie. Para ello, se propone desarrollar un producto de nivel 3 (mallas de escalas de espacio-tiempo uniformes, con cierta integridad y consistencia espacial) de fricción del viento basado en observaciones de dispersómetros de alta resolución. El estudio se centrará en: el método óptimo (por ej., propagación de perturbaciones) de combinación de observaciones de diferentes dispersómetros (alta resolución) con salidas de modelos atmosféricos; la caracterización de los errores de las diferentes observaciones por comparación mutua; la eliminación de errores sistemáticos; y la calidad y el impacto en modelos oceánicos del producto resultante. 3) Mejoras en la obtención de la salinidad a partir de las mediciones SMOS: Uno de los objetivos de SMOS es el de medir la salinidad con una resolución adecuada para estudios climáticos globales. Para ello, se propone avanzar en la definición de la función geofísica (que relaciona las mediciones del radiómetro con una serie de variables geofísicas, incluida la salinidad); y el método de inversión de salinidad más adecuados, y contribuir en la calibración y validación del instrumento previstas para 2009.

Se denomina afloramiento al desplazamiento vertical de las aguas profundas, mas frías y densas, hacia la superficie del océano. El afloramiento puede ocurrir por diversas causas, siendo una de las mas frecuentes el viento en la superficie del océano. El viento actuando en la superficie del mar es una fuerza de fricción que, en conjunto con la fuerza de Coriolis ocasionada por la rotación de la tierra, hace que la masa de agua superficial sea transportada hacia la derecha del viento (izquierda en el hemisferio sur). Se denominan de afloramiento debido a que las aguas profundas son ricas en nutrientes y al llegar a regiones superficiales, con suficiente insolación, inducen un florecimiento o incremento de la producción primaria. El objetivo principal del proyecto CANOA es estudiar la coherencia espacial y temporal del sistema de corrientes en la región cercana al noroeste africano. Nuestra hipótesis es que gran parte de la Corriente de Canarias recircula hacia el sur asociada al afloramiento costero, transportando masas de agua y nutrientes desde el Estrecho de Gibraltar hasta el Cabo Blanco (frente de Cabo Verde). Esta corriente de afloramiento constituye, indudablemente, el esqueleto de la región de alta productividad primaria en el noroeste africano, por lo que determina la distribución y abundancia de las especies de importancia pesquera en la región y los intercambios de carbono entre el océano y la atmósfera. Se trata además de una corriente de aguas relativamente frías y, por tanto, susceptibles de ganar calor y moderar las tasas de calentamiento que pueda sufrir la superficie terrestre.

El objetivo global del proyecto MERSEA (Marine Environment and Security for the European Area) es el desarrollo de un sistema europeo de oceanografía operacional de previsión oceánica (física, biogeoquímica y de los ecosistemas marinos) a escala global y regional. El objetivo estratégico de MERSEA consiste en proporcionar un servicio integrado de vigilancia y previsión marítima para usuarios intermedios y planificadores en apoyo a la seguridad y eficiencia de las actividades en alta mar, la gestión medioambiental y el uso sostenible de los recursos marinos. El sistema que se desarrollará será un componente clave para los servicios marítimos del GMES (Global Monitoring for Environment and Security), que dotará a Europa de un sistema independiente de información mundial para la seguridad y el medio ambiente.