{"id":136738,"date":"2013-08-20T05:04:24","date_gmt":"2013-08-20T04:04:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/matematicas\/?p=136738"},"modified":"2013-08-19T14:04:54","modified_gmt":"2013-08-19T13:04:54","slug":"queremos-dibujar-el-paisaje-invisible-del-mar-abierto","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/matematicas\/2013\/08\/20\/136738","title":{"rendered":"\u201cQueremos dibujar el paisaje invisible del mar abierto\u201d"},"content":{"rendered":"

En el segundo n\u00famero del ICMAT Newsletter <\/a>entrevistamos a Francesco d\u2019Ovidio, investigador del Centro Nacional de Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica de Francia (CNRS), con motivo de su visita al centro dentro de un congreso de procesos no lineales en fluidos oce\u00e1nicos y atmosf\u00e9ricos. D\u2019Ovidio trabaja en la interfaz de la f\u00edsica y la biolog\u00eda y su investigaci\u00f3n se centra en la relaci\u00f3n entre la turbulencia de las corrientes marinas y las estructuras de los ecosistemas en el oc\u00e9ano abierto. Mediante herramientas matem\u00e1ticas trata de identificar los mecanismos f\u00edsicos (transporte ca\u00f3tico, mezcla, segregaci\u00f3n, etc.) y las estructuras principales que forman el paisaje invisible al que se ha de adaptar la vida y el comportamiento de los organismos marinos. Recuperamos la entrevista dentro de \u201cSelecci\u00f3n de los ICMAT Newsletter\u201d del blog, en el que se destacan algunos contenidos de la publicaci\u00f3n trimestral del ICMAT.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>
Francesco d\u2019Ovidio<\/figcaption><\/figure>\n

\u00c1gata A. Tim\u00f3n\/\/ Segundo trimestre 2013.<\/em><\/p>\n

\u00bfCu\u00e1les son sus principales intereses como investigador?<\/strong><\/p>\n

En este momento estudio la relaci\u00f3n entre el transporte y los ecosistemas en el oc\u00e9ano abierto.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo lleg\u00f3 a estos temas?<\/strong><\/p>\n

Yo parto de una formaci\u00f3n de f\u00edsico. Me interesaban los sistemas complejos, por lo que hab\u00eda estudiado din\u00e1mica no lineal, teor\u00eda de sistemas din\u00e1micos\u2026 Empec\u00e9 a trabajar en modelizaci\u00f3n para la biolog\u00eda y despu\u00e9s, con una estancia postdoctoral en el Instituto de F\u00edsica Interdisciplinaria y Sistemas Complejos<\/a> (IFISC) en Palma de Mallorca, comenc\u00e9 a interesarme por el transporte y mezcla ca\u00f3ticos en el oc\u00e9ano. A partir de entonces esta ha sido la l\u00ednea que ha tenido m\u00e1s importancia en mis carrera.<\/p>\n

\u00bfEn qu\u00e9 sentido habla de \u2018mezcla\u2019?<\/strong><\/p>\n

 <\/p>\n

El oc\u00e9ano es un sistema turbulento, lo que se puede apreciar a distintas escalas espaciotemporales. Hay un sistema especialmente interesante en la escala de los 10 a los 100 kil\u00f3metros en el que en el campo de corriente se observan estructuras de flujo turbulento en rotaci\u00f3n. Son los llamados \u2018v\u00f3rtices de mesoescala\u2019, resultado de corrientes energ\u00e9ticas, que pueden tener un efecto de mezcla.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo afectan estas estructuras a la din\u00e1mica del oc\u00e9ano?<\/strong><\/p>\n

Los mismos contrastes que encontramos en la atm\u00f3sfera a escalas de miles de kil\u00f3metros aparecen tambi\u00e9n en el oc\u00e9ano a escalas de cientos de kil\u00f3metros. Vemos estructuras del campo de velocidad similares a un v\u00f3rtice que probablemente determinan, por ejemplo, la distribuci\u00f3n de clorofila, pero que influyen tambi\u00e9n en muchos m\u00e1s elementos del ecosistema. Mi trabajo consiste en encontrar las relaciones entre las corrientes (por tanto, su velocidad) y la distribuci\u00f3n de ciertos factores de inter\u00e9s ecol\u00f3gico que van desde la clorofila a un tipo espec\u00edfico de fitoplancton, o tambi\u00e9n las estrategias de caza de los predadores.<\/p>\n

Las corrientes son el equivalente a las monta\u00f1as y a los r\u00edos en el oc\u00e9ano abierto.<\/p><\/blockquote>\n

\u00bfInfluyen tambi\u00e9n en el comportamiento de los habitantes del oc\u00e9ano?<\/strong><\/p>\n

Se puede hacer una analog\u00eda con la ecolog\u00eda terrestre: las caracter\u00edsticas f\u00edsicas de un paisaje (una monta\u00f1a, un rio\u2026) estructuran el entorno. Los seres vivos que lo ocupan deber\u00e1n adaptar su comportamiento de caza a las caracter\u00edsticas diversas de ese ambiente. En el oc\u00e9ano pasa algo similar: las corrientes \u2013sobre todo las de mesoescala- son el equivalente a las monta\u00f1as y a los r\u00edos. La idea es dibujar este paisaje invisible de la superficie del mar abierto. Se tiene la idea de que el oc\u00e9ano es uniforme, pero en absoluto es as\u00ed.<\/p>\n

\u00bfC\u00f3mo es este paisaje oce\u00e1nico?<\/strong><\/p>\n

En el oc\u00e9ano abierto las estructuras son cambiantes. Cerca de las costas hay una\u00a0 topograf\u00eda fija que impone una estructura f\u00edsica. Pero los animales que viven en el oc\u00e9ano abierto est\u00e1n en un paisaje din\u00e1mico en el que las monta\u00f1as se mueven con una velocidad que no es en mucho inferior a la suya. Si el animal se queda quieto, puede estar en un valle y unas semanas despu\u00e9s encontrarse en un desierto. Vivir en un sistema turbulento es una situaci\u00f3n muy particular.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 conclusiones han obtenido de sus an\u00e1lisis?<\/strong><\/p>\n

Las grandes preguntas detr\u00e1s de nuestra investigaci\u00f3n est\u00e1n relacionadas con la ecolog\u00eda de la conservaci\u00f3n. Queremos identificar las estructuras clave de la interacci\u00f3n entre animales y oc\u00e9ano para hacer un seguimiento en torno al cambio clim\u00e1tico y proteger las zonas que corren m\u00e1s peligro.<\/p>\n

\u00a0Queremos identificar las estructuras claves de la interacci\u00f3n entre animales y oc\u00e9ano, para hacer un seguimiento en torno al cambio clim\u00e1tico y proteger las zonas que corren m\u00e1s peligro.<\/p><\/blockquote>\n

\u00bfC\u00f3mo se estudian estas estructuras?<\/strong><\/p>\n

Una posibilidad es utilizar la din\u00e1mica no lineal. Desde el punto de vista matem\u00e1tico, la idea inicial es la de considerar el campo de velocidad (la corriente del oc\u00e9ano) como un sistema din\u00e1mico. En este sistema hay regiones hiperb\u00f3licas y el\u00edpticas, y se localizan estructuras de transporte, como barreras, o zonas de confluencia de masas de agua, que se pueden identificar como estructuras matem\u00e1ticas. Por ejemplo, las variedades inestables de los puntos hiperb\u00f3licos en el campo de velocidad juegan el papel de barrera de transporte.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 ventajas da este lenguaje?<\/strong><\/p>\n

Las matem\u00e1ticas funcionan como gafas que permiten reconocer estructuras del campo de velocidad. Extraen cierta informaci\u00f3n interesante que muy dif\u00edcilmente se pueden ver sin ellas. As\u00ed puedes entender c\u00f3mo ciertos movimientos o distribuciones de los organismos marinos pueden estar correlacionados con las estructuras de transporte y mezcla generados por los campos de velocidad. [1]<\/a>\u00a0 Estas t\u00e9cnicas no las he inventado yo: existen en los sistemas din\u00e1micos. Lo que nosotros intentamos desarrollar es la interfaz entre la comunidad de sistemas din\u00e1micos y la oceanogr\u00e1fica.<\/p>\n

Lo que nosotros intentamos desarrollar es la interfaz entre la comunidad de sistemas din\u00e1micos y la oceanogr\u00e1fica.<\/p><\/blockquote>\n

\u00bfActualmente trabaja con matem\u00e1ticos?<\/strong><\/p>\n

Estoy intensificando el contacto con ellos para buscar c\u00f3mo aplicar las herramientas matem\u00e1ticas que nos ayuden a entender c\u00f3mo cambian los v\u00f3rtices en relaci\u00f3n al agua que tienen alrededor.<\/p>\n

\u00bfEn que se puede aplicar esta investigaci\u00f3n?<\/strong><\/p>\n

Es una cuesti\u00f3n muy importante en ecolog\u00eda. El fitoplancton es la base de la cadena tr\u00f3fica del oc\u00e9ano y est\u00e1 disperso por todas partes. Sin embargo, hay zonas en las que est\u00e1 confinado, como en los v\u00f3rtices, lo que parece determinar el comportamiento de los animales.<\/p>\n

Por lo tanto, \u00bflas matem\u00e1ticas ayudan tambi\u00e9n a entender el comportamiento de los animales?<\/strong><\/p>\n

S\u00ed, en cierta manera. Las matem\u00e1ticas son \u00fatiles para describir la conducta de los animales a trav\u00e9s de las series temporales: cu\u00e1ndo est\u00e1n en fase de b\u00fasqueda, cu\u00e1ndo encuentran alimento, etc.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 le ha parecido este workshop [en referencia\u00a0 2nd International Workshop on Nonlinear Processes in Oceanic and Atmospheric Flows, organizado el pasado verano en el ICMAT]<\/strong>?<\/strong><\/p>\n

Muy interesante, porque sirve de interfaz entre la din\u00e1mica no lineal y la geof\u00edsica. Es un punto de encuentro en el que profundizar en las cuestiones sobre las que se est\u00e1 trabajando actualmente y donde analizar cu\u00e1les son las herramientas matem\u00e1ticas que podr\u00edan ser m\u00e1s \u00fatiles.<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

\u201cDin\u00e1mica de fluidos para entender el oc\u00e9ano austral\u00bb<\/span><\/strong><\/p>\n

En su faceta m\u00e1s experimental, Francesco d\u2019Ovidio recoge las observaciones de sat\u00e9lites de las corrientes oce\u00e1nicas, o de los tipos de fitoplancton, pero tambi\u00e9n ha participado en campa\u00f1as oceanogr\u00e1ficas que le han llevado hasta el oc\u00e9ano Ant\u00e1rtico en busca de mediciones in situ. Una vez sobre el modelo, los instrumentos principales provienen de la din\u00e1mica no lineal y la teor\u00eda de sistemas din\u00e1micos.<\/p>\n

Recientemente D’Ovidio ha participado en una investigaci\u00f3n, algunos de cuyos resultados fueron publicados en la revista Nature el a\u00f1o pasado, en la que un equipo de investigadores internacionales describ\u00eda la respuestas de los ciclos biogeol\u00f3gicos y del ecosistema del oc\u00e9ano austral a la fertilizaci\u00f3n natural con hierro. Con este sistema se pretende fomentar la floraci\u00f3n de fitoplancton, que sirve para captar el CO2<\/sup> de la atm\u00f3sfera y llevarlo al fondo oce\u00e1nico. Aunque es una t\u00e9cnica que se utiliza habitualmente, sigue siendo muy debatida dentro de la comunidad cient\u00edfica y las escalas de tiempo de la captura del carbono no est\u00e1n del todo claras.<\/p>\n

Por ello estos investigadores han hecho un seguimiento de las part\u00edculas depositadas desde la superficie del oc\u00e9ano hasta su lecho en la zona de la corriente ant\u00e1rtica circumpolar. Seg\u00fan sus resultados, una parte sustancial de la floraci\u00f3n de biomasa se hunde m\u00e1s all\u00e1 de los 1.000 metros, donde se queda aislada de la atmosfera durante cientos o miles de a\u00f1os.<\/p>\n

La campa\u00f1a oceanogr\u00e1fica KEOPS2, en la que se realiz\u00f3 la investigaci\u00f3n, se alcanzaron estos resultados utiliz\u00f3 un nuevo sistema de muestreo basado en el reconocimiento en tiempo real de estructuras de transporte a trav\u00e9s del an\u00e1lisis de datos de sat\u00e9lite y de boyas de superficie. Con esta investigaci\u00f3n el equipo busca identificar nichos de la din\u00e1mica de fluidos que ofrezcan un entorno natural aislado para estudiar la evoluci\u00f3n en el tiempo de procesos biof\u00edsicos, como son el crecimiento de plancton estimulado por el hierro o la exportaci\u00f3n de CO2<\/sup> atmosf\u00e9rico a trav\u00e9s del hundimiento del fitoplancton.<\/p>\n

M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong><\/p>\n

P\u00e1gina personal de Francesco d\u2019Ovidio. http:\/\/www.locean-ipsl.upmc.fr\/~dovidio\/<\/a><\/p>\n

P\u00e1gina del 2nd International Workshop on Nonlinear Processes in Oceanic and Atmospheric Flows.<\/p>\n

http:\/\/ifisc.uib-csic.es\/nloa2012\/<\/a><\/p>\n

\u2014<\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Bolet\u00edn ICMAT<\/strong><\/p>\n

El Instituto de Ciencias Matem\u00e1ticas<\/em> (ICMAT) lanza este bolet\u00edn con el que quiere mostrar a la comunidad cient\u00edfica y a todos aquellos interesados en el avance de esta disciplina la actividad investigadora de excelencia que se lleva a cabo en el centro. En \u00e9l se incluir\u00e1n, adem\u00e1s, contenidos matem\u00e1ticos divulgativos dirigidos al p\u00fablico general. El bolet\u00edn quiere ser un reflejo de lo que ocurre en el ICMAT y, de manera m\u00e1s amplia, en un centro de excelencia de investigaci\u00f3n matem\u00e1tica. Se presentar\u00e1n temas de inter\u00e9s relacionados con la investigaci\u00f3n matem\u00e1tica actual, la actividad cient\u00edfica del centro y algunos de los perfiles desatacados de la comunidad cient\u00edfica.<\/p>\n

Los autores de estos art\u00edculos son los propios investigadores del Instituto u otros matem\u00e1ticos que colaboren con el ICMAT, adem\u00e1s de un equipo especial dedicado a la comunicaci\u00f3n de las matem\u00e1ticas.<\/p>\n

Puede suscribirse a la lista de distribuci\u00f3n en este enlace<\/a><\/p>\n

Puede descargar los n\u00fameros publicados hasta ahora:<\/p>\n

Primer n\u00famero. Primer trimestre 2013<\/a><\/p>\n

Segundo n\u00famero. Segundo trimestre 2013<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En el segundo n\u00famero del ICMAT Newsletter entrevistamos a Francesco d\u2019Ovidio, investigador del Centro Nacional de Investigaci\u00f3n Cient\u00edfica de Francia (CNRS), con motivo de su visita al centro dentro de un congreso de procesos no lineales en fluidos oce\u00e1nicos y atmosf\u00e9ricos. D\u2019Ovidio trabaja en la interfaz de la f\u00edsica y la biolog\u00eda y su investigaci\u00f3n se centra en la relaci\u00f3n entre la turbulencia de las corrientes marinas y las estructuras de los ecosistemas en el oc\u00e9ano abierto. 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