Spain Accession to the EMU - A Long and Hilly Road

Europe has been the driving force of economic policy in Spain over the last four decades and the key factor behind the modernisation and globalisation of the Spanish Economy. Being a founding member of the Economic and Monetary Union (EMU) marked the achievement of one of the key goals in the process of European integration. This process was carried out in several stages. First, trade openness, which was bolstered by Spanish accession to the EEC in 1986 and the single market in 1992, and foreign direct investment abroad and portfolio investment, which grew exponentially in the run-up to Euro membership. Second, the process of nominal convergence, which allowed a more stable macroeconomic framework. Lower inflation and fiscal consolidation have resulted in higher sustainable growth. However, the process of real integration could have been even more successful. Spain’s income per capita still lies at 84 per cent of the European average. The slow pace of reform, in particular in the labour market, with high labour costs leading to persistent unemployment, and an inappropriate policy-mix in the late 1980s prevented Spain from reaping the full benefits of integration and of EMU. Achieving real convergence is the key challenge facing the Spanish economy in the future and Europe will remain a focal point in this venture.

Effects of Torulaspora delbrueckii and Metschnikowia pulcherrima on Oenococcus oeni and malolactic fermentation

Oenococcus oeni és el principal microorganisme responsable de la fermentació malolàctica (FML) del vi. Aquest bacteri làctic s'imposa a les difícils condicions enològiques per acabar la FML, que normalment succeeix després de la fermentació alcohòlica, tradicionalment portada a terme inoculant Saccharomyces cerevisiae. L'interès actual en els llevats no-Saccharomyces obre un nou horitzó on les interaccions entre aquests i O. oeni són encara desconegudes. L'objectiu d'aquesta tesi va ser l'avaluació dels efectes dels no-Saccharomyces, concretament Torulaspora delbrueckii i Metschnikowia pulcherrima, en O. oeni i la FML. En primer lloc es va comprovar que en condicions de celler l'ús de no-Saccharomyces va reduir la durada de la FML i va modular els atributs organolèptics dels vins. D'aquests atributs, la composició polifenòlica va ser potenciada per l'ús de T. delbrueckii. Després es va avaluar el comportament de la FML en contacte amb lies de diferents espècies, i es va obtenir un rendiment superior en vins amb lies de T. delbrueckii. Amb això es va confirmar la utilitat de les manoproteïnes en l’adaptació d’O. oeni al vi. Els gens relacionats amb aquest metabolisme es van sobreexpressar en condicions enològiques i el consum de manoproteïnes va augmentar en aquells vins amb concentracions més altes. També es va utilitzar un enfocament òmic combinat per identificar els mecanismes moleculars activats en O. oeni pels no-Saccharomyces. Aquests canvis es relacionaven sobretot amb el metabolisme d'aminoàcids i carbohidrats. També es va observar un complex metabolisme aminoacídic, on els pèptids van jugar un paper fonamental, afectat per les no-Saccharomyces. Els resultats d'aquesta tesi contribueixen a comprendre millor l'impacte global de les no-Saccharomyces en O. oeni i com el bacteri respon a ells a nivell molecular. A més, aquesta tesi assenyala els elements i metabolismes claus a considerar en la selecció de combinacions llevat - O. oeni adequades per la vinificació.Oenococcus oeni es el principal microorganismo responsable de la fermentación maloláctica (FML) del vino. Esta bacteria láctica se impone a las difíciles condiciones enológicas para terminar la FML, que normalmente ocurre tras la fermentación alcohólica, tradicionalmente llevada a cabo inoculando Saccharomyces cerevisiae. El actual interés en las levaduras no-Saccharomyces abre un nuevo horizonte donde las interacciones entre ellas y O. oeni son todavía desconocidas. El objetivo de esta tesis fue la evaluación de los efectos de las no-Saccharomyces, particularmente Torulaspora delbrueckii y Metschnikowia pulcherrima, en O. oeni y la FML. En primer lugar, se vio que en condiciones de bodega el uso de no-Saccharomyces redujo la duración de la FML y moduló los atributos organolépticos de los vinos. Entre ellos, la composición polifenólica fue potenciada por el uso de T. delbrueckii. Después se evaluó el comportamiento de la FML en contacto con lías de diferentes especies, obteniéndose un rendimiento superior con lías de T. delbrueckii. Con ello, se confirmó la utilidad de las manoproteínas en la adaptación de O. oeni al vino. Los genes relacionados con el metabolismo de manoproteínas se sobreexpresaron en condiciones enológicas y su consumo fue mayor en aquellos vinos con las concentraciones más altas. También se utilizó un enfoque ómico combinado para identificar los mecanismos moleculares activados en O. oeni por las no-Saccharomyces. Los principales cambios observados fueron los relacionados con el metabolismo de aminoácidos y carbohidratos. También se observó un complejo metabolismo aminoacídico, donde los péptidos jugaron un papel fundamental, afectado por las no-Saccharomyces. Los resultados de esta tesis contribuyen a comprender mejor el impacto global de las no-Saccharomyces en O. oeni y cómo la bacteria responde a ellos a nivel molecular. Además, esta tesis señala los elementos y metabolismos claves a considerar en la selección de combinaciones levadura – O. oeni adecuadas para vinificación.Oenococcus oeni is the main agent responsible of wine malolactic fermentation (MLF). This lactic acid bacterium overcomes difficult and harsh wine conditions in order to finish MLF, which usually takes place after alcoholic fermentation, traditionally undergone inoculating Saccharomyces cerevisiae. In this sense, the current interest in non-Saccharomyces yeasts open a new scenario where the interactions between them and O. oeni are still unknown. The aim of this thesis was to evaluate the effects of non-Saccharomyces, particularly Torulaspora delbrueckii and Metschnikowia pulcherrima, on O. oeni and MLF. Firstly, these effects were studied under real winemaking conditions, where the use of non-Saccharomyces reduced the MLF duration and modulated the wine organoleptic attributes. From those, polyphenolic composition was enhanced by the use of T. delbrueckii. Then, the performance of MLF was evaluated under lees of different yeast species, resulting an improvement in those wines with T. delbrueckii lees. From this, the use of mannoproteins was related with a useful metabolism of O. oeni to face wine conditions. The genes related with this metabolism responded to these conditions and consumption of mannoproteins was increased in wines with the highest mannoprotein content. Also, a combined omic approach was used to identify those molecular changes activated in O. oeni by non-Saccharomyces. These changes were mainly related with amino acid and carbohydrate metabolisms. Moreover, a complex metabolism of amino acids affected by non-Saccharomyces was observed, in which peptides are the key nitrogen compound in O. oeni. The results of this thesis contribute to better understand the general impacts of non-Saccharomyces in O. oeni and how the bacterium respond to those changes at molecular level. In addition, this thesis points the main key elements and metabolisms to consider in the selection of suitable yeast- O. oeni strain tandem for winemaking

Data assimilation for initialization of seasonal forecasts

This article reviews the requirements for a data assimilation system from the perspective of initializing seasonal forecasts. It provides a historical perspective of the developments in ocean data assimilation and ocean observing systems. It also discusses the differences between state estimation and initialization, and presents a brief assessment of different initialization strategies. The value of assimilating ocean data to estimate the ocean state and to initialize seasonal forecasts is demonstrated. However, it is also shown that the assumption of unbiased models in conventional data assimilation methods is not suitable for the production of long temporal records of ocean initial states. This is due to the combined effect of model-forcing error and the changing nature of the observing system. Bias correction algorithms are therefore important in the estimation of long records of ocean states. In the equatorial ocean, the delicate balance between the mass and the velocity fields should be preserved in order to maintain realistic circulations. The most common approach for initializing seasonal forecasts is the so-called full uncoupled initialization, which basically consists of producing an ocean reanalysis by assimilating ocean observations into an ocean model driven by atmospheric fluxes. Alternative approaches are the so-called anomaly initialization, which only attempts to initialize the anomalous state without any attempt of correcting mean; the latter is usually conducted in coupled mode, but coupled and anomaly initialization are not synonymous, and there are approaches where the initialization of the full state is done in coupled mode. The relative value of the approaches is system dependent, but as a long-term strategy the full initialization in coupled mode is more promising

Quantum Control at the Boundary

Mención Internacional en el título de doctorEl principal objetivo de esta tesis es presentar y probar la viabilidad de un método no estándar para controlar el estado de un sistema cuántico, cuya dinámica está gobernada por la ecuación de Schrödinger, modificando sus condiciones de frontera en lugar de interaccionar con el sistema a través de campos externos para dirigir su estado. El control del estado de sistemas cuánticos está volviéndose más y más significativo dado el asombroso avance experimental que está teniendo lugar motivado por la carrera para alcanzar tecnologías cuánticas efectivas. Un requisito natural para cualquier procesador de información cuántico es el control de los estados de un cúbit. Por ejemplo, los cúbits basados en espín pueden controlarse a través de puertas universales basadas en la rotación del espín un cierto ángulo sobre un eje dado [60]. Una demostración de la viabilidad del control y de la lectura de alta fidelidad de un cúbit basado en espín puede encontrarse en [55, 59]. El marco matemático necesario para trabajar con el control de sistemas cuánticos basados en el espín es la Teoría de Control Geométrica (véase [19] para un repaso de este enfoque). También puede mencionarse [15, 56], dónde se realiza un estudio del control de sistemas cuánticos de espín utilizando dicha teoría. Una revisión del estado de la cuestión en control (óptimo) de sistemas cuánticos puede verse en [31]. Sin embargo, la Teoría de Control Geométrica encuentra problemas serios a la hora de tratar sistemas infinito dimensionales provenientes de las dificultades intrínsecas a la geometría en dimensión infinita. Éste constituye un problema estándar que se aborda también, por ejemplo, en Teoría de Campos y puede por lo tanto ser sorteado. Sin embargo, lo cierto es que tan sólo un pequeño número de resultados han aparecido en las fuentes bibliográficas, sobre todo referentes a la controlabilidad de sistemas bilineales (cf. sec. 3.2). Véanse por ejemplo los trabajos de Beauchard et al. [11, 12] y Chambrion et al. [18]. El enfoque habitual del control de sistemas cuánticos se basa en el uso de campos externos para manipular el estado del sistema. Desde un punto de vista tecnológico, aparecen dificultades al intentar controlar un sistema cuántico de este modo que tienen que ver con las complicaciones para manipular un sistema hecho de unas pocas partículas mientras se intenta mantener las correlaciones cuánticas. Como consecuencia, el sistema cuántico debe mantenerse a muy baja temperatura y las interacciones debe producirse muy rápidamente [5], lo cual es inconveniente para las aplicaciones. El paradigma de Control Cuántico en la Frontera aborda el control de sistemas cuánticos de una forma diametralmente opuesta al enfoque estándar. En lugar de buscar el control del sistema cuántico interactuando directamente con el sistema a través de un campo externo, el control se consigue manipulando las condiciones de contorno del sistema. El espectro de un sistema cuántico, por ejemplo un electrón moviéndose en un pozo de potencial, depende de las condiciones de contorno (típicamente Dirichlet o Neumann). Por lo tanto, modificando dichas condiciones de contorno puede modificarse el estado del sistema, lo cual permitiría en última instancia controlarlo [34]. Este tipo de interacción, que es más débil en cierto sentido, hace esperar que sea más sencillo mantener las correlaciones cuánticas. Llamamos sistema (cuántico) de control en la frontera a los sistemas definidos dentro de este paradigma de control. El marco establecido por el Control Cuántico en la Frontera ha sido usado para mostrar cómo generar estados entrelazados en sistemas compuestos modificando las condiciones de frontera del sistema [38]. La relación entre dicho paradigma y la topología del sistema ha sido explorada en [58] y recientemente usada para describir las propiedades físicas de sistemas con paredes móviles [25–28,30]. Sin embargo, a pesar del interés intrínseco que tiene, problemas básicos como la controlabilidad de sistemas sencillos dentro de este paradigma no ha sido aún estudiada. La mayoría de los sistemas cuánticos que aparecen en las aplicaciones para desarrollar ordenadores cuánticos, tales como las trampas de iones o los circuitos superconductores, son infinito dimensionales. Mientras tanto, los modelos usados para describirlos son aproximaciones finito dimensionales [49, 70], lo que introduce errores en dicha descripción. Es por tanto natural buscar mejores modelos matemáticos para estos sistemas. Buenos candidatos para estos modelos pueden construirse a partir de lo que llamamos Circuitos Cuánticos, una generalización de los grafos cuánticos (esto es, grafos métricos equipados con un operador diferencial en sus aristas junto con condiciones de contornos apropiadas que definan una extensión autoadjunta de dicho operador [46,47]). Por un lado, los Circuitos Cuánticos comparten con los dispositivos físicos la estructura tipo grafo y la dinámica en ellos está gobernada por operadores diferenciales (en concreto, consideraremos el operador de Laplace-Beltrami y Laplacianos magnéticos junto con algunos potenciales que representan campos magnéticos y eléctricos en los Circuitos Cuánticos). Por otro lado, los Circuitos Cuánticos son suficientemente sencillos como para encontrar soluciones de la ecuación de evolución numéricamente (o incluso analíticamente). Todo esto hace interesante considerar la dinámica y la controlabilidad de sistemas definidos en Circuitos Cuánticos. Algunos ejemplos concretos de Circuitos Cuánticos pueden encontrarse al final del Capítulo 6, véase la Figura 6.1. Más aún, los grafos cuánticos pueden verse como un caso concreto de Circuito Cuántico, por lo que los resultados presentados en esta tesis pueden aplicarse directamente a ellos. Y, además de el interés matemático de estudiar la dinámica de sistemas definidos en grafos cuánticos, creemos que éstos pueden ser utilizados para modelizar circuitos superconductores. Más concretamente, es sabido que las junturas de Josephson (que son un dispositivo fundamental en los circuitos superconductores, cf. [22, 70, 71]) pueden modelizarse usando condiciones de frontera [48,68]. Nótese que los circuitos superconductores son una de las prometedoras nuevas tecnologías en el desarrollo de ordenadores cuánticos. Para mostrar la viabilidad del método de Control Cuántico en la Frontera, definimos una familia de sistemas de control cuántico en la frontera sobre Circuitos Cuánticos. Para ello, utilizamos la caracterización de las extensiones autoadjuntas del operador de Laplace-Beltrami desarrolladas en [37], que parametriza las extensiones autoadjuntas en función de operadores unitarios actuando en el espacio de datos en la frontera. Estos operadores unitarios son adecuados para representar los grupos de simetría de la variedad subyacente [36], hecho que fue usado en [8] para caracterizar las condiciones de frontera compatibles con las estructuras de grafo que consideramos aquí. Antes de poder abordar el problema de controlabilidad, es necesario afrontar el problema de existencia de soluciones de la ecuación de Schrödinger con condiciones de contorno dependientes del tiempo, problema que tiene su propia importancia. Situaciones similares a la que presentaremos han sido consideradas anteriormente para algunos sistemas cuánticos concretos [21, 23, 58]. La dependencia temporal del dominio del Hamiltoniano del sistema añade dificultades extra a las habituales complicaciones que surgen de la naturaleza discontinua de los operadores no acotados, lo que compromete la existencia de soluciones para la ecuación de Schrödinger. En este sentido, los resultados más generales de que disponemos son debidos a J. Kisyński [44]. Basándose en una idea aproximativa de K. Yosida [72], Kisyński propone condiciones suficientes para la existencia de operadores de green para problemas de Cauchy abstractos en espacios de Banach, incluyendo el caso en el que los operadores que definen la evolución tienen dominios dependientes del tiempo. Estos resultados pueden ser aplicados al caso concreto de la ecuación de Schrödinger, tal y como hace el propio Kisyński, cf. [44, Sec. 8]. Más concretamente, proporciona condiciones suficientes para la existencia de propagadores unitarios para sistemas cuánticos cuyos Hamiltonianos tienen dominio dependiente del tiempo pero no así las formas sesquilineales asociadas a éstos. Este caso también fue estudiado por B. Simon [65], cuyo enfoque se basa en el mismo método aproximativo de Yosida, pero abordado el problema de manera ligeramente distinta. Para simplificar la exposición, en lugar de aplicar los resultados más generales de Kisyński directamente a nuestros sistemas cuánticos de control en la frontera, introduciremos una familia de sistemas de control estándar relacionada que llamamos sistemas de inducción cuántica, cuyos Hamiltonianos tendrán dominio de forma constante. La relación entre estas dos familias de sistemas es usada frecuentemente en la discusión, lo que nos permite probar resultados primero para los sistemas de inducción cuántico y transferirlos a los sistemas de control en la frontera. Siguiendo esta estrategia, usaremos los resultados de Simon y de Kisyński para Hamiltonianos con dominio de forma constante para proporcionar condiciones suficientes para que ambos sistemas tengan dinámica bien definida. En el estudio de las propiedades dinámicas de los Hamiltonianos dependientes del tiempo con dominio de forma constante, la escala de espacios de Hilbert asociada a el Hamiltoniano, H+ ⊂ H ⊂ H−, aparece como una herramienta básica tanto en el desarrollo de Simon como en el de Kisyński. A través de esta tesis, usamos nociones como la existencia de dinámica o la controlabilidad tanto en H como en H−; por ello, usaremos los adjetivos fuerte y débil para referirnos a las nociones en H y en H− respectivamente. Una vez resuelto el problema de la existencia de soluciones de la ecuación de Schrödinger, podremos abordar el problema de controlabilidad. Usaremos como una herramienta útil para este fin el Teorema 4.3.4, un resultado de estabilidad que generaliza los resultados de A.D. Sloan [66] constituyendo uno de los resultados originales principales expuestos e esta tesis. Que sepamos, esta generalización es el resultado de estabilidad más general en el contexto de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo. La demostración de este teorema se basa en las técnicas usadas por Simon y, en la prueba de dicho resultado, obtenemos una ligera generalización de algunos resultados en [65] (cf. Lemma 4.3.7). La importancia de este resultado de estabilidad no reside tan solo en su papel a la hora de demostrar la controlabilidad de los sistemas de control bajo estudio permitiendo demostrar la viabilidad del Control Cuántico en la Frontera; tiene consecuencias de mayor alcance para la Teoría de Control Cuántico ya que permite obtener cotas a priori del error cometido al controlar el estado del sistema. Demostramos la controlabilidad aproximada de los sistemas de inducción cuántica basándonos en un resultado de T. Chambrion et al. in [18], donde estudian la controlabilidad de una clase de sistemas de control cuántico bilineales con controles constates a trozos. La estructura que tienen los sistemas de inducción cuántica es similar, pero no exactamente igual, a la de los problemas estudiados por Chambrion et al. Por ello, definimos un sistema auxiliar para el cual el teorema de Chambrion et al. asegura controlabilidad aproximada y después, usando el resultado de estabilidad, mostramos que esta controlabilidad aproximada se extiende al sistema de inducción cuántica original. Si embargo, la clase de controles considerada por Chambrion et al. no puede ser llevada automáticamente a sistemas con Hamiltonianos cuyos dominios dependen del tiempo, ya que las soluciones de la ecuación de Schrödinger (en el sentido fuerte) podrían no existir. Por lo tanto, la controlabilidad aproximada obtenida para los sistemas de inducción cuántica usando este procedimiento es en el sentido débil (es decir, en H−). Usando de nuevo el resultado de estabilidad podemos demostrar controlabilidad aproximada en sentido fuerte para los sistemas de inducción cuántica con controles suaves, y ésta puede ser transferida a los sistemas de control cuántico en la frontera usando la relación entre ambos. Estos resultados de controlabilidad, demostrados en el Capítulo 7, junto con los resultados de estabilidad en el Capítulo 4 constituye las contribuciones originales más relevantes de esta tesis. Por último, remarcamos el hecho de que la caracterización de las extensiones autoadjuntas que usamos aquí puede ser aplicada a otros operadores diferenciales como el operador de Dirac [35, 40, 57], por lo que los resultados presentados en esta tesis podrían extenderse a tales casos. Más aún, dicha caractrerización está adaptada al cálculo numérico [39, 51], por lo que podrían desarrollarse algoritmos con aplicaciones al control óptimo de éstos sistemas a partir de los resultados aquí mostrados.This work was partially supported by the “Ministerio de Economía, Industria y Competitividad” research project MTM2017-84098-P, the QUITEMAD project P2018/TCS-4342 funded by “Comunidad Autónoma de Madrid” and by “Universidad Carlos III de Madrid” through its Ph.D. program grant PIPF UC3M 01-1819 and through its mobility grant in 2020.Programa de Doctorado en Ingeniería Matemática por la Universidad Carlos III de Madrid.Presidente: Fernando Lledó Macau.- Secretario: Paolo Facchi.- Vocal: Thomas Chambrio

Historical reconstruction of the Atlantic Meridional Overturning Circulation from the ECMWF operational ocean reanalysis

A reconstruction of the Atlantic Meridional Overturning Circulation (MOC) for the period 1959–2006 has been derived from the ECMWF operational ocean reanalysis. The reconstruction shows a wide range of time-variability, including a downward trend. At 26N, both the MOC intensity and changes in its vertical structure are in good agreement with previous estimates based on trans-Atlantic surveys. At 50N, the MOC and strength of the subpolar gyre are correlated at interannual time scales, but show opposite secular trends. Heat transport variability is highly correlated with the MOC but shows a smaller trend due to the warming of the upper ocean, which partially compensates for the weakening of the circulation. Results from sensitivity experiments show that although the time-varying upper boundary forcing provides useful MOC information, the sequential assimilation of ocean data further improves the MOC estimation by increasing both the mean and the time variability

Quality Polarization and International Trade

This paper builds a model that examines firm heterogeneity across two dimensions: productivity and quality. We show that when firms are able to choose their input quality and there exists a negative relationship between a firm's product quality and their marginal cost, this can lead to a non-unimodal distribution of quality across firms. Trade liberalization, represented by reductions in trade costs, and stronger vertical linkages, represented by an increase in the cost share of intermediate goods, shift the distribution of firms towards the modes of the distribution, which we call quality polarization. With this approach, we are able to explain empirical trade patterns relating to firm size, prices, and quality of exported goods