Plan de trabajo
La propuesta se estructura entorno a 5 HITOS:
Los HITO 1, 2 y 3 generarán información climática.
El HITO 4 generará la integración en una base de datos.
El HITO 5 incluye la realización de diferentes estudios basados en los datos generados en los hitos previos.
Cronograma:
HITO 1: RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE NUEVAS EVIDENCIAS DOCUMENTALES
Participantes: UCM, UEX, UAL, UB, UPO
Duración: 30 meses Fecha inicio: 1/12/2008 Fecha finalización: 31/05/2011
Actividades a realizar:
Las actividades a realizar en este hito se agrupan en función de sus objetivos en cuatro categorías:
1.1 Número de series de eventos meteorológicos generadas.
1.2 Número de series de proxies generadas.
1.3 Número de series instrumentales generadas.
1.4 Número de series con información sanitaria recuperadas
1.1 Recopilación de estudios previos: Recopilación, validación y homogenización de series instrumentales y documentales de la Península Ibérica para el periodo de estudio (1750-1850) publicadas con anterioridad a la puesta en marcha de esta acción.
1.2 Generación de series de eventos meteorologicos/climaticos y proxies documentales.
Inicialmente se consultará la siguiente documentación:
1.3 Recuperación de series instrumentales antiguas: Digitalización de las series instrumentales antiguas que justifiquen esta labor por su interés y utilidad para el proyecto. Se estudiaran tres tipos de series:Detección de nuevas series meteorológicas antiguas y toda la metadata posible en:
1.4 Recuperación de documentos relacionados con la salud pública: Detección y recuperación de información interesante en archivos históricos de hospitales y publicaciones previas en:
Duración: 30 meses Fecha inicio: 1/12/2008 Fecha finalización: 31/05/2011
Actividades a realizar:
Las actividades a realizar en este hito se agrupan en función de sus objetivos en cuatro categorías:
- Recopilación de estudios previos.
- Generación de series de eventos meteorologicos/climaticos y proxies documentales.
- Recuperación de series instrumentales antiguas.
- Recuperación de documentos relacionados con la salud pública.
1.1 Número de series de eventos meteorológicos generadas.
1.2 Número de series de proxies generadas.
1.3 Número de series instrumentales generadas.
1.4 Número de series con información sanitaria recuperadas
1.1 Recopilación de estudios previos: Recopilación, validación y homogenización de series instrumentales y documentales de la Península Ibérica para el periodo de estudio (1750-1850) publicadas con anterioridad a la puesta en marcha de esta acción.
1.2 Generación de series de eventos meteorologicos/climaticos y proxies documentales.
Inicialmente se consultará la siguiente documentación:
- Diarios de navegación conservados el Nacional Maritime Museum: Datos de viento en el mar Mediterráneo (1750-1850). Responsable: UPO
- Gaceta de Madrid: Datos cualitativos y cuantitativos (fundamentalmente extremos) de toda la Península Ibérica (1750-1850). Responsable: UCM
- Fuentes documentales administrativas civiles y eclesiásticas (actas municipales y capitulares) para localidades seleccionadas de Extremadura: Obtención de series de rogativas “pro pluvia” y “pro serenitate” así como descripciones de episodios meteorológicos extremos (1750-1850). Responsable: UEX
- Fuentes documentales administrativas civiles y eclesiásticas (actas municipales y capitulares) para localidades seleccionadas de Valencia: Obtención de series de rogativas “pro pluvia” y “pro serenitate” así como descripciones de episodios meteorológicos extremos (1750-1850). Responsable: UB
- Manuscritos inéditos de Manuel Rico Sinobas: Datos cualitativos (descripción de extremos) y cuantitativos de la Península Ibérica, periodo 1750-1850. Responsable: UAL
- Documentación administrativa, expedientes de obras públicas, libros de memorias y dietarios particulares: Reconstruir la cronología de inundaciones del río Guadiana en Badajoz para el periodo (1750-1850). Responsable: UEX
- Atlas de Historia Económica de la Baja Andalucía (Siglos XVI-XIX): Producción agrícola (cereal, aceite, vino) en la Baja Andalucía (provincias de Córdoba, Sevilla, Huelva y Cádiz) (1750-1850). Responsable: UAL
- Cartas dirigidas al Duque de Feria desde la Mayordomia: Estado del tiempo y el progreso de la siembra en la provincia de Badajoz aproximadamente con una frecuencia semanal (1820-1850). Responsable: UAL
- Semanario de Agricultura y Artes dirigido a los párrocos: Datos dispersos (extremos fundamentalmente) cualitativos y cuantitativos de la Península Ibérica. (1797-1808). Responsable: UAL
- Actas capitulares Granada y Almería: Descripción de fenómenos extremos y sus impactos (1800-1810). Responsable: UAL
- Historia de la epidemia de calenturas benignas que se experimentó en Sevilla desde principios de Septiembre hasta fines de Noviembre de 1784: Días de lluvia anuales en Sevilla (1778-1782); Días de lluvia mensuales en Sevilla (Enero 1783-Abril 1784); Vientos predominantes en Sevilla (1778-1782); Inundación en Sevilla (26/12/1783-01/01/1784); Calmas (Agosto-Noviembre 1784), vientos del N Golfo de Cádiz (19-25/08/1784). Responsable: UAL
- Memoria de las enfermedades que se experimentaron en la ciudad de Sevilla en al año 1785: Días de lluvia, dirección predominante del viento, y días de tormenta (Junio de 1784 hasta Diciembre de 1785). Responsable: UAL
- Relación de la epidemia de calenturas pútridas padecida en el navío de S.M. nombrado el "Miño" en su viaje a Constantinopla el año de 1786: su curación por el método del doctor don Joseph Masdevall: reflexiones sobre la naturaleza de aquellas enfermedades: Sucesos extremos (lluvias en Andalucía), Vientos en el Mediterráneo (Mayo-Septiembre 1786). Responsable: UAL
- Memoria de la topografía médica de los baños minero-medicinales de Jabalcuz, término de Jaén: Comentarios generales. Responsable: UAL
- Lectura.
- Generación de series de eventos y/o indicadores proxies.
- Calibración y validación.
- Análisis de extremos.
- Generación de índices de diferente resolución (de anual a diaria).
1.3 Recuperación de series instrumentales antiguas: Digitalización de las series instrumentales antiguas que justifiquen esta labor por su interés y utilidad para el proyecto. Se estudiaran tres tipos de series:
- Series publicadas en los periódicos de la época:
- Diario Balear: Responsable: UEX
- Diario de Badajoz: Responsable: UEX
- Diarios de avisos de Madrid: Responsable: UCM
- Diario de Madrid: Responsable: UCM
- Mercurio Histórico: Responsable: UCM
- Series (en general, más cortas) que aparecen en diversos formatos, tales como:
- Observaciones del Marqués de Ureña desde la Isla de León (1803). Responsable: UEX
- Dala Bella (Coimbra ,1781). Responsable: UEX
- Sanches Bento (Oporto, 1792). Responsable: UEX
- Antonio Joseph Cavanilles (Jardín Botánico de Madrid, Ago 1802). Responsable: UCM
- Joseph Chaix (Madrid, Sep 1800-abr 1801). Responsable: UCM
- Juan López de Peñalver (Madrid. Palacio del Buen-Retiro, ene-feb 1800). Responsable: UCM
- Joao de Sousa Freire de Araujo Borges da Veiga (Lamego, 1770-1784). Responsable: UEX
- Constantino Botelho de Lacerda (Coimbra, 1812-1817). Responsable: UEX
- José dos Santos Días (Montalegre, 1813-1814, 1817?). Responsable: UEX
- José Nunes Claro (Portimao, 1815-1816, 1817-1821). Responsable: UEX
- Médico desconocido (Lobrigos, 1817). Responsable: UEX
- Religioso desconocido (Porto, 1818). Responsable: UEX
- Balbi (Porto, 1821): Responsable. UEX
- Juan Manuel de Arejula (Cádiz 1799-1800). Responsable: UEX
- Vicente Martínez y Montes (Málaga 1837-1851). Responsable: UEX
- Valencia: Responsable: UB
- Murcia: Responsable: UB
- Sevilla: Responsable: UB
- Las tareas a realizar a partir de estas series son:
- Digitalización.
- Ajustes y conversiones de datos.
- Análisis de calidad y homogeneidad.
- Integración con otras series disponibles y con las series modernas.
1.4 Recuperación de documentos relacionados con la salud pública: Detección y recuperación de información interesante en archivos históricos de hospitales y publicaciones previas en:
- Barcelona: fondo del Dr. Salvá que contiene decenas de páginas de evaluaciones de salud pública de Barcelona a finales del siglo XVIII, además de 12 cajas de informes clínicos (unos 5000 expedientes) o las topografías médicas. Responsable: UB
- Madrid Responsable: UB
- Cádiz: Responsable: UB
- Recopilación de datos tanto cuantitativos como cualitativos de mortalidad y morbilidad.
HITO 2: OBTENCIÓN Y ANÁLISIS DE SERIES DENDROCRONOLÓGICAS
Participantes: UEX, UZ
Duración: 30 meses Fecha inicio: 1/12/2008 Fecha finalización: 31/05/2011
Actividades a realizar:
Si bien existe en la actualidad un banco de información dendroclimática importante, la falta de información dendrocronológica en algunas zonas y la posibilidad de incrementar la señal climática mediante la incorporación de más muestras a las cronologías ya existentes, plantea la necesidad de desarrollar nuevos muestreos en las zonas y las especies que a continuación se señalan.
Indicador
2.1 Numero de series dendrocronológicas generadas
Muestreo y análisis de nuevas series dendrocronológicas en:
2.1 Sierra de Gredos. Se analizaran las siguientes especies: Pinus pinaster, Pinus nigra, Pinus pinea, Pinus sylvestris, Juniperus oxycedrus, Castanea sativa, Quercus pyrenaica y Fraxinus angustifolia. Responsable: UEX
2.2 Noroeste de Extremadura. Se determinarán series de Castanea sativa y Quercus pyrenaica que superen los 150 años del trabajo de Roig et al. (2008) usando edificios históricos. Más especies no parecen interesantes, ya que la sensibilidad al clima de estas dos especies es muy alta en la zona. Responsable: UEX
2.3 Suroeste de Extremadura. El Valle de Matamoros (Badajoz) presenta áreas relictas de Castaño que se analizarán. Esta zona debido a su baja diversidad arbórea obligará a muestrear Quercus ilex para usar un enfoque multi-proxy. Responsable: UEX
2.4 Centro de Extremadura. Se analizarán series de Castaños, Melojos y Encinas de Montánchez (Cáceres) y zonas limítrofes de Sierra de San Pedro. En la ciudad de Cáceres se analizarán Arbutus unedo y Pinus pinea. Responsable: UEX
2.5 Oeste de Extremadura y Portugal. Se analizará Castanea sativa, Quercus pyrenaica y Pinus pinaster. Responsable: UEX
2.6 Sur peninsular. Nos interesa el muestreo de Pinus pinea de las provincias de Huelva y Cádiz, ya que creemos que es una especie muy sensitiva a cambios en precipitación y hay buenas representaciones de esta especie en estas zonas. Responsable: UEX
2.7 Pirineos. En esta zona se plantea la extracción de muestras adicionales de Pinus sylvestris, Pinus uncinata y Abies alba. Existe también la posibilidad de trabajar sobre pies caídos de Quercus ilex. Responsable: UZ
2.8 Sistema Ibérico. La disponibilidad de especies de las que potencialmente podría extraerse información dendroclimática en esta zona está relacionada con la presencia de bosques residuales de Pinus uncinata, así como con poblaciones de Pinus sylvestris y Juniperus thurifera. Responsable: UZ
Para cada serie se seguirá el siguiente proceso:
Obtención de testigos: Se utilizarán Barrenas de Pressler convencionales para las maderas mas blandas. Los árboles muy viejos se estudiarán mediante resistógrafos. En el caso de las maderas mas duras se explorará el uso de resistógrafos, así como secciones de troncos de árboles muertos por incendios, ataque de hongos (Seca de la Encina) u obras públicas. De gran interés en este proyecto va a ser el análisis de maderas arqueológicas para lo cual se necesitarán barrenas especiales.
Preparación de las Muestras: Los testigos de madera una vez obtenidos se montarán en bastidores para su posterior ligado. Las secciones de troncos se lijarán directamente en planchas de un máximo de 5 cm. Las muestras de testigos y secciones se someterán a un primer lijado con granos de 40, 60, 80, 100 y 150 mediante lijadoras de banda. Posteriormente se ensayarán lijados de grano 300 mediante lijadora orbital. Solo en el caso de encinas y otras especies de mala visualización se procederá a lijados orbitales de grano 800 o incluso 1000. Después del lijado se aplicará aire a presión para mejorar la visualización de los anillos eliminando impurezas de los conductos de Vessel. En el caso de la encina se humedecerán ligeramente las secciones de madera al objeto de mejorar el contraste de los anillos de crecimiento.
Medición: Las muestras lijadas, limpiadas y si corresponde humedecidas se escanearán a alta resolución de al menos 9660 dpi. La medición de los anillos se realizará mediante el programa QCAD bajo estaciones de trabajo UNIX / Linux con monitores de al menos 21''. En el caso de especies de fácil medición y simetría (pinus y castaños) se tomarán dos medidas por árbol. Para especies problemáticas (encinas y enebros) se realizarán de 3 a 5 mediciones por árbol según su dificultad.
Control de las mediciones por cofechado: La calidad de las cronologías será controlada mediante COFECHA y el uso de la rutina LNP del programa DPL (Holmes 1983). Una vez datadas las series se procederá a determinar la media por árbol y se controlará nuevamente mediante COFECHA. Una vez sincronizados todos los árboles se dará por buena la medición de esa especie y población. Se desecharán árboles con correlaciones por debajo de 0,4. Al menos se medirán 40 árboles por especie y zona de muestreo, ya que hemos comprobado que existe un límite en la resolución de la señal mucho mayor para especies mediterráneas. Consideramos que el límite de al menos 10 árboles que marca el WDCP es insuficiente en nuestras latitudes.
Aplicación de Series de Tiempo mediante ARSTAN y técnicas alternativas: Las cronologías se estimarán mediante ARSTAN, procedimientos alternativos como el análisis de bandeo por edad y estandarización regional de series temporales (Esper et al., 2002; 2007), regresión spline, medias y medianas móviles y redes neuronales.
Ajuste a datos climáticos: Tradicionalmente, muchos trabajos de dendrocronología se limitan al ajuste con Temperatura y Precipitación mensual y anual. En este punto exploraremos el índice de sequía de Palmer, SPI (Standardized Precipitation Index), la NAO, así como ajustes a índices bioclimáticos como los índices de Mediterraneidad, Termicidad, Continentalidad, Aridez, etc… Los ajustes se realizarán por correlación, regresiones robustas con bootstrap y redes neuronales.
Enfoque Multiproxy: Realizaremos un ajuste conjunto mediante redes neuronales usando como entradas al modelo las series estándar y residual y como salida el parámetro climático buscado (NAO, Temperatura, Precipitación, etc...). La validación de los modelos se realizará introduciendo series nuevas y datos climáticos conocidos y comprobando su grado de error. En caso de mal ajuste de la red global se explorarán redes parciales restringidas para cada una de las zonas de muestreo.
Calibración de las series: Las series dendrocronológicas serán calibradas usando observaciones de periodo instrumental cuando estas estén disponibles y exista un periodo de solapamiento suficientemente largo y con las series de origen documental obtenidas en el hito anterior. Esta actividad será realizada conjuntamente por todos los participantes.
Duración: 30 meses Fecha inicio: 1/12/2008 Fecha finalización: 31/05/2011
Actividades a realizar:
Si bien existe en la actualidad un banco de información dendroclimática importante, la falta de información dendrocronológica en algunas zonas y la posibilidad de incrementar la señal climática mediante la incorporación de más muestras a las cronologías ya existentes, plantea la necesidad de desarrollar nuevos muestreos en las zonas y las especies que a continuación se señalan.
Indicador
2.1 Numero de series dendrocronológicas generadas
Muestreo y análisis de nuevas series dendrocronológicas en:
2.1 Sierra de Gredos. Se analizaran las siguientes especies: Pinus pinaster, Pinus nigra, Pinus pinea, Pinus sylvestris, Juniperus oxycedrus, Castanea sativa, Quercus pyrenaica y Fraxinus angustifolia. Responsable: UEX
2.2 Noroeste de Extremadura. Se determinarán series de Castanea sativa y Quercus pyrenaica que superen los 150 años del trabajo de Roig et al. (2008) usando edificios históricos. Más especies no parecen interesantes, ya que la sensibilidad al clima de estas dos especies es muy alta en la zona. Responsable: UEX
2.3 Suroeste de Extremadura. El Valle de Matamoros (Badajoz) presenta áreas relictas de Castaño que se analizarán. Esta zona debido a su baja diversidad arbórea obligará a muestrear Quercus ilex para usar un enfoque multi-proxy. Responsable: UEX
2.4 Centro de Extremadura. Se analizarán series de Castaños, Melojos y Encinas de Montánchez (Cáceres) y zonas limítrofes de Sierra de San Pedro. En la ciudad de Cáceres se analizarán Arbutus unedo y Pinus pinea. Responsable: UEX
2.5 Oeste de Extremadura y Portugal. Se analizará Castanea sativa, Quercus pyrenaica y Pinus pinaster. Responsable: UEX
2.6 Sur peninsular. Nos interesa el muestreo de Pinus pinea de las provincias de Huelva y Cádiz, ya que creemos que es una especie muy sensitiva a cambios en precipitación y hay buenas representaciones de esta especie en estas zonas. Responsable: UEX
2.7 Pirineos. En esta zona se plantea la extracción de muestras adicionales de Pinus sylvestris, Pinus uncinata y Abies alba. Existe también la posibilidad de trabajar sobre pies caídos de Quercus ilex. Responsable: UZ
2.8 Sistema Ibérico. La disponibilidad de especies de las que potencialmente podría extraerse información dendroclimática en esta zona está relacionada con la presencia de bosques residuales de Pinus uncinata, así como con poblaciones de Pinus sylvestris y Juniperus thurifera. Responsable: UZ
Para cada serie se seguirá el siguiente proceso:
Obtención de testigos: Se utilizarán Barrenas de Pressler convencionales para las maderas mas blandas. Los árboles muy viejos se estudiarán mediante resistógrafos. En el caso de las maderas mas duras se explorará el uso de resistógrafos, así como secciones de troncos de árboles muertos por incendios, ataque de hongos (Seca de la Encina) u obras públicas. De gran interés en este proyecto va a ser el análisis de maderas arqueológicas para lo cual se necesitarán barrenas especiales.
Preparación de las Muestras: Los testigos de madera una vez obtenidos se montarán en bastidores para su posterior ligado. Las secciones de troncos se lijarán directamente en planchas de un máximo de 5 cm. Las muestras de testigos y secciones se someterán a un primer lijado con granos de 40, 60, 80, 100 y 150 mediante lijadoras de banda. Posteriormente se ensayarán lijados de grano 300 mediante lijadora orbital. Solo en el caso de encinas y otras especies de mala visualización se procederá a lijados orbitales de grano 800 o incluso 1000. Después del lijado se aplicará aire a presión para mejorar la visualización de los anillos eliminando impurezas de los conductos de Vessel. En el caso de la encina se humedecerán ligeramente las secciones de madera al objeto de mejorar el contraste de los anillos de crecimiento.
Medición: Las muestras lijadas, limpiadas y si corresponde humedecidas se escanearán a alta resolución de al menos 9660 dpi. La medición de los anillos se realizará mediante el programa QCAD bajo estaciones de trabajo UNIX / Linux con monitores de al menos 21''. En el caso de especies de fácil medición y simetría (pinus y castaños) se tomarán dos medidas por árbol. Para especies problemáticas (encinas y enebros) se realizarán de 3 a 5 mediciones por árbol según su dificultad.
Control de las mediciones por cofechado: La calidad de las cronologías será controlada mediante COFECHA y el uso de la rutina LNP del programa DPL (Holmes 1983). Una vez datadas las series se procederá a determinar la media por árbol y se controlará nuevamente mediante COFECHA. Una vez sincronizados todos los árboles se dará por buena la medición de esa especie y población. Se desecharán árboles con correlaciones por debajo de 0,4. Al menos se medirán 40 árboles por especie y zona de muestreo, ya que hemos comprobado que existe un límite en la resolución de la señal mucho mayor para especies mediterráneas. Consideramos que el límite de al menos 10 árboles que marca el WDCP es insuficiente en nuestras latitudes.
Aplicación de Series de Tiempo mediante ARSTAN y técnicas alternativas: Las cronologías se estimarán mediante ARSTAN, procedimientos alternativos como el análisis de bandeo por edad y estandarización regional de series temporales (Esper et al., 2002; 2007), regresión spline, medias y medianas móviles y redes neuronales.
Ajuste a datos climáticos: Tradicionalmente, muchos trabajos de dendrocronología se limitan al ajuste con Temperatura y Precipitación mensual y anual. En este punto exploraremos el índice de sequía de Palmer, SPI (Standardized Precipitation Index), la NAO, así como ajustes a índices bioclimáticos como los índices de Mediterraneidad, Termicidad, Continentalidad, Aridez, etc… Los ajustes se realizarán por correlación, regresiones robustas con bootstrap y redes neuronales.
Enfoque Multiproxy: Realizaremos un ajuste conjunto mediante redes neuronales usando como entradas al modelo las series estándar y residual y como salida el parámetro climático buscado (NAO, Temperatura, Precipitación, etc...). La validación de los modelos se realizará introduciendo series nuevas y datos climáticos conocidos y comprobando su grado de error. En caso de mal ajuste de la red global se explorarán redes parciales restringidas para cada una de las zonas de muestreo.
Calibración de las series: Las series dendrocronológicas serán calibradas usando observaciones de periodo instrumental cuando estas estén disponibles y exista un periodo de solapamiento suficientemente largo y con las series de origen documental obtenidas en el hito anterior. Esta actividad será realizada conjuntamente por todos los participantes.
HITO 3: ANÁLISIS DE EXPERIMENTOS DE SIMULACIÓN MEDIANTE GCMs Y REALIZACIÓN DE NUEVOS EXPERIMENTOS MEDIANTE MODELOS REGIONALES
Participantes: UCM, UM
Duración: 30 meses Fecha inicio: 1/12/2008 Fecha finalización: 31/05/2011
Actividades a realizar:
El grupo de modelización de la UCM dispone de dos integraciones transitorias forzadas, denominadas Erik 1 y Erik 2, que cubren el periodo 1000-1990 llevadas a cabo con el AOGCM ECHOg (González-Rouco et al., 2008). Ambas integraciones se realizaron incorporando el mismo forzamiento externo (Crowley 2000): natural (solar y volcanes) y antropogénico (gases de efecto invernadero; no se consideraron aerosoles sulfato). Sin embargo, las condiciones iniciales de las que parten son distintas. La simulación ERIK1 se continuó a lo largo del período 1991-2100 AD bajo los escenarios de cambio climático A2 y B2. Además se dispone de una integración de control de 1000 años con el mismo modelo (Zorita et al, 2003). La resolución de las simulaciones ECHO-G es T30 (ca. 3.75º lat x lon). El grupo de modelización de la UM dispone en la actualidad de una simulación regional con el modelo MM5 llevada a cabo utilizando condiciones de contorno de la simulación ERIK1 a lo largo del periodo 1500 a 2100 (1991-2100 bajo escenarios A2 y B2). En este proyecto se llevará a cabo una segunda realización del periodo 1500 a 1990 con el modelo MM5 forzado por condiciones de contorno extraídas de la simulación ERIK2.
Indicador
3.1 Número de experimentos realizado (años de integración).
3.2 Número de artículos publicados.
3.3 Número de grupos que utilicen las simulaciones.
Las actividades que se plantean son:
3.1 Análisis de las simulaciones globales y regionales existentes.
3.2 Realización de una simulación MM5 para la P. Ibérica para el periodo 1500 a 1990 AD.
3.3 Análisis de las relaciones a entre la gran escala y el clima regional reproducidas por las simulaciones global y regional en el periodo 1750 a 1850 en comparación con otros períodos de interés climático (e. g. LIA, período instrumental).
3.4 Comparación de simulaciones regionales y datos proxy para el período 1750-1850.
Análisis de simulaciones ECHO-G (Responsable: UCM)
En esta fase se estudiará el comportamiento de la variabilidad atmosférica a gran escala en el Atlántico Norte y zona de influencia del clima en la Península Ibérica. Se analizarán los cambios en el período de interés del proyecto (1750-1850) en relación a otros períodos críticos en las simulaciones (OM, LIA, Siglo XX y escenarios A2 y B2 en Siglo XXI).
Se analizará el papel que la circulación oceánica ha podido tener en el intervalo 1750-1850 en la variabilidad simulada.
Se analizará el comportamiento de los modos de variabilidad a gran escala en periodos de alta y baja actividad solar y volcánica. Los resultados se compararán con reconstrucciones de campos de variables climáticas a gran escala en Europa (Luterbacher et al 2006, Kuettel et al 2008 com. personal).
La UCM facilitará el acceso a los datos a la UM para la realización de la siguiente tarea.
Simulación MM5 para la P. Ibérica (Responsable: UM)
La regionalización dinámica aumentará los aproximadamente 300 Km de resolución horizontal del ECHO-G a 30 Km mediante el uso de una versión de la UM del modelo MM5 en modo climático (Grell et al., 1994, Montávez et al., 2006). La configuración espacial utilizada consistirá en dos dominios anidados bidireccionalmente con resolución de 90 y 30km respectivamente y 23 niveles sigma con el tope en 100 mb. En cuanto a la configuración física del modelo, se utilizará: el esquema de humedad implícita Simple Ice parametrización de cúmulos de Grell, el modelo no local de capa límite MRF, el modelo radiativo RRTM y el modelo completo de suelo NOAH (Fernández et al 2007).
Las condiciones de frontera, semidiarias, se extraerán de las simulaciones ECHO-G. El forzamiento radiativo utilizado en la integración regional será el mismo que el utilizado en las integraciones globales.
Se realizará una segunda simulación regional para el período 1500 a 1990 forzada por las condiciones de contorno proporcionadas por la simulación ERIK2.
Análisis de las simulaciones ECHO-G y MM5 (Responsable: UCM, UM)
Se analizarán comparativamente las simulaciones regionales y globales con especial énfasis en: a) estabilidad temporal de las relaciones entre la dinámica a gran escala simulada por ECHO-G y la peninsular de mayor resolución proporcionada por MM5, b) efecto de los cambios en variabilidad solar sobre las variables a escala regional, c) detección/discriminación de posibles zonas de sensibilidad a clima extremo y mecanismos de circulación a gran escala asociados, d) comparación del comportamiento en el período crítico 1750-1850 con intervalos temporales de interés (LIA, Siglo XX, Siglo XXI).
Todos estos se analizarán evaluando las incertidumbres cualitativas y, si procede, cuantitativas introducidas por las diferentes condiciones iniciales en cada simulación.
Comparación simulación y reconstrucciones proxy 1750-1850 (Responsable: UCM, UM; con la participación del resto de participantes)
La UM facilitará el acceso a las simulaciones regionales para el período 1750-1850. Se derivarán estrategias de comparación entre simulaciones y reconstrucciones climáticas, composites de circulación a gran escala asociados a valores extremos en el modelo y las reconstrucciones. Se segregarán los datos geográficamente y por estaciones del año para una mejor comparación entre simulaciones y observaciones.
HITO 4: GENERACIÓN DE UNA BASE DE DATOS INSTRUMENTALES, PROXIES Y SALIDAS DE MODELOS DE LIBRE ACCESO PARA EL PERIODO 1750-1850
Participantes: UCM, UVIGO
Duración: 18 meses Fecha inicio: 1/7/2010 Fecha finalización: 31/12/2011
En este hito los datos y simulaciones generados en los hitos 1-3 se incluirán en una única base de datos. La misma contendrá una importante sección de metadata para permitir su uso posterior a los investigadores ajenos al proyecto. En la misma se especificarán: archivo y colección origen de los datos, métodos de obtención, variable, resolución espacial, resolución temporal, cobertura temporal y cobertura espacial.
La base de datos permitirá obtener la información mediante diferentes criterios: geográficos, temporal, tipo de variable etc…
Para facilitar su acceso estará disponible en la Web del proyecto y se conectará a otras bases de datos internacionales como WCDC y MedClivar. Será interactiva permitiendo la inclusión de nuevas series incluso después de la finalización del proyecto.
Indicador
Existencia de la red operativa
Actividades a realizar:
4.1 Recopilación de datos generados en los hitos 1-3.
4.2 Definición del conjunto y la estructura de los metadata.
4.3 Definición de la interface de consulta e inclusión de nuevas series.
4.4 Construcción de la Web.
4.5 Acceso operativo y abierto de la base de datos.
HITO 5: ANÁLISIS CONJUNTO DE LA VARIABILIDAD CLIMÁTICA (CAUSAS Y CONSECUENCIAS EN LA SALUD PÚBLICA) A PARTIR DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN LOS APARTADOS ANTERIORES
Participantes: UCM, UEX, UAL, UB, UM, UVIGO, UPO, UZ
Duración: 18 meses Fecha inicio: 1/7/2010 Fecha finalización: 31/12/2011
Actividades a realizar:
Con los datos observacionales, proxies y salidas de modelos obtenidos en los tres apartados anteriores, se realizarán diferentes estudios que analizarán distintos aspectos de la variabilidad climática en el periodo 1750-1850. En concreto se desarrollarán las siguientes actividades.
5.1 Identificación de extremos térmicos y de precipitación.
5.2 Caracterización de los patrones sinópticos de circulación dominantes.
5.3 Análisis de la estacionareidad de la relación entre el clima peninsular y las teleconexiones.
5.4 Evaluación del impacto del forzamiento solar en el clima peninsular.
5.5 Estudio del impacto de la variabilidad climática en la salud pública.
5.1 Identificación de extremos térmicos y de precipitación: En este apartado se analizarán las series de observaciones, proxies y modelos para identificar la distribución espacio- temporal de extremos térmicos y de temperatura. En particular se estudiarán olas de calor y frío, sequías y períodos de precipitación elevada; se analizará su distribución espacial y temporal, a fin de identificar los patrones de variabilidad decadal más relevantes en el siglo de referencia, comparándolos con los registrados en periodo instrumental, para ello se utilizarán técnicas de análisis espectral avanzadas, así como la teoría GEV (distribución generalizada de valores extremos) (Coles, 2004). Es bien conocido que la distribución espacial de la precipitación en España es muy compleja, dado el gran peso que en la misma tienen los factores locales. Por ello se analizará la distribución espacial mediante técnicas de análisis espacial, tal como las componentes principales rotadas (RPCA, Wilks 2006), comparando sus resultados con los descritos en la abundante literatura existente para el periodo observacional (Trigo et al., 2006).
5.2 Caracterización de los patrones sinópticos de circulación dominantes: En la actualidad existen reconstrucciones a escala mensual de los campos de presión, temperaturas y precipitación en superficie para el periodo completo de estudio (Luterbacher et al 2002, 2004, Xoplaki et al 2005) que abarcan Europa y parte del Hemisferio Norte. Estas están basadas en una combinación de proxies documentales y naturales. Sin embargo, trabajos recientes (Trigo et al 2008, Kuettel et al 2008, com. personal) han demostrado que existe un gran campo de mejora de las mismas y que, en lo que respecta a la Península Ibérica su representatividad es cuestionable (Trigo et al 2008) dada la baja densidad de proxies de baja resolución actualmente disponibles en la literatura para nuestro país (Luterbacher et al 2006). A modo de ejemplo, la figura 4 muestra resultados inéditos sobre el cambio de los patrones de presión en superficie como resultado de la inclusión de nuevos proxies como los datos de diarios de navegación procedentes del proyecto CLIWOC (García-Herrera et al., 2005), así como nuevas series de presión procedentes del proyecto ACRE.
Figura 4. Reconstrucción del Campo de presión en Superficie para el invierno de 1752 usando como predictores proxies naturales (fila superior), proxies documentales y naturales (fila intermedia) y una combinación de datos del proyecto CLIWOC junto con proxies naturales y documentales. La primera columna indica la localización de los proxies, la segunda el campo de presiones reconstruido y la tercera el valor de la reconstrucción, (>0 indica mayor valor que la climatología).
Los datos obtenidos gracias a los hitos 1-3 de la presente solicitud se integrarán junto con los disponibles por el grupo de la Universidad de Berna, con quien se viene colaborando en dicho tema, mediante el uso de técnicas como la Regresión Espacial Ortogonal (Gallego et al., 2005), ello permitirá obtener nuevos patrones sinóptico que representen de forma más realista la circulación en superficie sobre la Península Ibérica para el periodo completo y una mejor caracterización e interpretación dinámica de las anomalías detectadas en el mínimo de Dalton.
5.3 Análisis de la estacionareidad de la relación entre el clima peninsular y las teleconexiones: Existe una abundante literatura que describe el impacto de diferentes teleconexiones como la Oscilación del Atlántico Norte (NAO), el patrón Escandinavo e incluso ENSO (El Niño-Oscilación del Sur) (Trigo et al., 2006), así como de patrones de gran escala como el bloqueo (Barriopedro et al., 2006). Una de las principales conclusiones que se puede obtener de dichos estudios previos es que esas relaciones son no estacionarias y que presentan una gran dependencia de la ventana temporal elegida. En esta actividad se reexaminará el impacto de dichas teleconexiones y patrones a gran escala durante el periodo completo. Para ello se utilizarán los nuevos campos de presión superficial obtenidos en el punto anterior, que permitirán calcular nuevos índices NAO y del Patrón East Atlantic, así como proxies ya existentes de los citados índices. Por lo que respecta al bloqueo, se desarrollará un nuevo algoritmo basado en Barriopedro et al. (2006) que permitirá caracterizar la frecuencia de bloqueo a partir de los nuevos campos existentes. La incidencia de El Niño se obtendrá a partir de la nueva serie documental de eventos Niño recientemente desarrollada (García-Herrera et al., 2008). Tomando como variables independientes estas series, se analizará la variabilidad asociada a los mismos de los campos de temperatura y precipitación en la Península y el área circundante. Para ello se utilizarán análisis de composites.
5.4 Evaluación del impacto del forzamiento solar en el clima Peninsular: Tal y como se ha señalado previamente, el mínimo de Dalton se caracterizó por importantes anomalías térmicas en la Península, por otra parte, se han propuesto diferentes mecanismos que explicarían la influencia del ciclo solar en el clima de la troposfera como los cambios en el patrón de NAO y sus trenes de ondas asociados que explicarían los cambios en los patrones sinópticos prevalentes o los cambios en la localización del bloqueo asociados a la fase solar. En este apartado se analizarán las anomalías termopluviométricas identificadas para el mínimo de Dalton en el apartado 5.1 y su relación con los patrones e índices de circulación desarrollados en 5.2 y 5.3 a fin de verificar el papel de cada uno de los diferentes mecanismos de influencia solar propuestos durante este periodo.
5.5 Estudio del impacto de la variabilidad climática en la salud pública: Con el objetivo de realizar una primera experiencia en el estudio de la influencia del clima sobre la salud publica para el periodo de estudio a través de documentos históricos, se realizará una recopilación de datos en archivos históricos hospitalarios de Madrid, Barcelona y Cádiz. La evaluación combinada de la información climática y la sanitaria permitirá obtener resultados en los siguientes aspectos: interrelación variabilidad climática y episodios epidémicos severos (malaria 1786, fiebre amarilla 1801 y 1824), impacto de las olas de calor y de frío en la población, incidencia de enfermedades infecciosas en ciudades densamente pobladas, impacto de determinados desastres naturales en la salud pública.