Analysis of the effect of atmospheric oscillations on physical condition of pre–reproductive bluefin tuna from the Strait of Gibraltar

Análisis del efecto de las oscilaciones atmosféricas en la condición física del atún rojo del estrecho de Gibraltar antes de su reproducción El objetivo de este estudio fue explorar los posibles efectos de las oscilaciones atmosféricas, la oscilación del Atlántico Norte (NAO) y la oscilación del Ártico (AO), en la condición física del atún rojo (Thunnus thynnus). Para ello, estimamos un índice de condición física para cada clase de talla y año a partir de 3.501 pares de datos de talla–peso de atunes capturados en la pesca de cebo vivo antes de la temporada de desove (enero, febrero y marzo). Con el fin de obtener un valor único del índice de condición física (K–mean) por año calculamos el promedio de todas las clases de talla. Además, calculamos el índice de condición física de Le Cren (KLC). Observamos correlaciones positivas significativas entre las oscilaciones atmosféricas y los dos índices decondición física. En el caso del K–mean, la AO explicó un 75% de la variabilidad observada. En relación con el KLC, la NAO explicó aproximadamente un 73% de la variabilidad observada, mientras que la AO explicó un 70% de la variabilidad observada. El aumento de la prevalencia de fuertes vientos de componente oeste podría intervenir en la mejora de la condición física del atún rojo asociada con una fase positiva de las oscilaciones atmosféricas. Llegamos a la conclusión de que el aumento de la prevalencia de fuertes vientos de componente oeste, ya sea por una AO o una NAO positiva, favorece el viaje de los atunes que llegan desde el Atlántico hasta el Mediterráneo porque, por un lado, reduce los costes energéticos de la migración y, por otro, aumenta la cantidad de nutrientes en superficie al mezclar las capas de agua profundas y superficiales en zonas locales como el estrecho de Gibraltar.The aim of this study was to explore the possible effects of atmospheric oscillations: North Atlantic Oscillation (NAO) and Arctic Oscillation (AO), on the physical condition of bluefin tuna (Thunnus thynnus). We estimated a fitness ratio from 3,501 pairs of length–weight data based on bluefin tuna caught in bait–boat fisheries before the spawning season (January, February and March), for each length class and year. In order to obtain a single fitness ratio (K–mean) per year we determined the average for all length classes. We also evaluated Le Cren’s condition index (KLC). We observed significant positive correlations between the atmospheric oscillations and both physical condition indexes. In the case of K–mean, the AO explained 75% of the observed variability. Regarding KLC, the NAO explained approximately 73% of the observed variability, while the AO explained 70% of the observed variability. The increase in physical conditions of bluefin tuna in association with positive atmospheric oscillations could be mediated by the increase in the prevalence of strong trade winds. We concluded that the increase in the prevalence of strong westerly winds, mediated by a positive AO or NAO, favours the trip from the Atlantic to the Mediterranean by reducing energy costs due to migration and by increasing the supply of nutrients at the surface by the mixing of deep water and surface water in local areas such as the Strait of Gibraltar.Análisis del efecto de las oscilaciones atmosféricas en la condición física del atún rojo del estrecho de Gibraltar antes de su reproducción El objetivo de este estudio fue explorar los posibles efectos de las oscilaciones atmosféricas, la oscilación del Atlántico Norte (NAO) y la oscilación del Ártico (AO), en la condición física del atún rojo (Thunnus thynnus). Para ello, estimamos un índice de condición física para cada clase de talla y año a partir de 3.501 pares de datos de talla–peso de atunes capturados en la pesca de cebo vivo antes de la temporada de desove (enero, febrero y marzo). Con el fin de obtener un valor único del índice de condición física (K–mean) por año calculamos el promedio de todas las clases de talla. Además, calculamos el índice de condición física de Le Cren (KLC). Observamos correlaciones positivas significativas entre las oscilaciones atmosféricas y los dos índices decondición física. En el caso del K–mean, la AO explicó un 75% de la variabilidad observada. En relación con el KLC, la NAO explicó aproximadamente un 73% de la variabilidad observada, mientras que la AO explicó un 70% de la variabilidad observada. El aumento de la prevalencia de fuertes vientos de componente oeste podría intervenir en la mejora de la condición física del atún rojo asociada con una fase positiva de las oscilaciones atmosféricas. Llegamos a la conclusión de que el aumento de la prevalencia de fuertes vientos de componente oeste, ya sea por una AO o una NAO positiva, favorece el viaje de los atunes que llegan desde el Atlántico hasta el Mediterráneo porque, por un lado, reduce los costes energéticos de la migración y, por otro, aumenta la cantidad de nutrientes en superficie al mezclar las capas de agua profundas y superficiales en zonas locales como el estrecho de Gibraltar

Characterization of a winter upwelling event in the Northern Galician Rias

II International Symposium in Marine Sciences = II Simposio internacional de Ciencias del Mar, Vigo, 27-30 abril 2009N

Assessing the response of exploited marine populations in a context of rapid climate change: the case of blackspot seabream from the Strait of Gibraltar

Evaluación de la respuesta de las poblaciones marinas explotadas en un contexto de cambio climático rápido: el caso del besugo de la pinta en el estrecho de Gibraltar Existe una creciente preocupación por la disminución de la pesca y la posibilidad de que esta disminución se acelere debido al cambio climático. Los estudios sobre la pesca a pequeña escala podrían ayudar a mejorar nuestra comprensión de los efectos del clima en la ecología de las poblaciones explotadas. El estrecho de Gibraltar es una importante zona de pesca para la flota artesanal. En esta zona, el besugo de la pinta (Pagellus bogaraveo) es la especie más importante para la pesca artesanal en vista de su volumen de descarga. Los objetivos de este estudio consisten en estudiar los posibles efectos de dos oscilaciones atmosféricas: la oscilación del Atlántico Norte (NAO) y la oscilación del Ártico (AO), en la captura del besugo de la pinta en el estrecho de Gibraltar con objeto de determinar su relación con las condiciones oceanográficas, y mejorar nuestro conocimiento sobre los posibles efectos del cambio climático en la ecología de la pesca, para poder mejorar la gestión de la actividad pesquera. Utilizamos dos tipos de datos de diferentes fuentes: (i) los desembarques por unidad de esfuerzo registrados por un segundo grupo de trabajo entre Marruecos y España sobre el besugo de la pinta en la zona del estrecho de Gibraltar, para el período 1983–2011, y (ii) los desembarques registrados de besugo de la pinta obtenidos de las estadísticas anuales de pesca publicadas por la Junta de Andalucía. Nuestros resultados indican que el desembarque a largo plazo del besugo de la pinta en el estrecho de Gibraltar está íntimamente relacionado con las oscilaciones atmosféricas. Por lo tanto, los períodos prolongados de tendencias positivas en la NAO y la AO podrían favorecer altos rendimientos pesqueros. En contraste, las tendencias negativas de la NAO y la AO reducen drásticamente el rendimiento pesquero.There is a growing concern over the decline of fisheries and the possibility of the decline becoming worse due to climate change. Studies on small–scale fisheries could help to improve our understanding of the effect of climate on the ecology of exploited stocks. The Strait of Gibraltar is an important fishery ground for artisanal fleets. In this area, blackspot seabream (Pagellus bogaraveo) is the main species targeted by artisanal fisheries in view of its relevance in landed weight. The aims of this study were to explore the possible effects of two atmospheric oscillations, the North Atlantic Oscillation (NAO) and the Arctic Oscillation (AO), on the capture of blackspot seabream in the Strait of Gibraltar, to determine their association with oceanographic conditions, and to improve our knowledge about the possible effects of climate change on fisheries ecology so that fishery management can be improved. We used two types of data from different sources: (i) landings per unit of effort reported from a second working group between Morocco and Spain on Pagellus bogaraveo in the Gibraltar Strait area, for the period 1983–2011, and (ii) the recorded blackspot seabream landings obtained from the annual fisheries statistics published by the Junta de Andalucía (Andalusian Regional Government). Our results indicate that the long–term landing of blackspot seabream in the Strait of Gibraltar is closely associated with atmospheric oscillations. Thus, prolonged periods of positive trends in the NAO and AO could favour high fishery yields. In contrast, negative trends in NAO and AO could drastically reduce yield.Evaluación de la respuesta de las poblaciones marinas explotadas en un contexto de cambio climático rápido: el caso del besugo de la pinta en el estrecho de Gibraltar Existe una creciente preocupación por la disminución de la pesca y la posibilidad de que esta disminución se acelere debido al cambio climático. Los estudios sobre la pesca a pequeña escala podrían ayudar a mejorar nuestra comprensión de los efectos del clima en la ecología de las poblaciones explotadas. El estrecho de Gibraltar es una importante zona de pesca para la flota artesanal. En esta zona, el besugo de la pinta (Pagellus bogaraveo) es la especie más importante para la pesca artesanal en vista de su volumen de descarga. Los objetivos de este estudio consisten en estudiar los posibles efectos de dos oscilaciones atmosféricas: la oscilación del Atlántico Norte (NAO) y la oscilación del Ártico (AO), en la captura del besugo de la pinta en el estrecho de Gibraltar con objeto de determinar su relación con las condiciones oceanográficas, y mejorar nuestro conocimiento sobre los posibles efectos del cambio climático en la ecología de la pesca, para poder mejorar la gestión de la actividad pesquera. Utilizamos dos tipos de datos de diferentes fuentes: (i) los desembarques por unidad de esfuerzo registrados por un segundo grupo de trabajo entre Marruecos y España sobre el besugo de la pinta en la zona del estrecho de Gibraltar, para el período 1983–2011, y (ii) los desembarques registrados de besugo de la pinta obtenidos de las estadísticas anuales de pesca publicadas por la Junta de Andalucía. Nuestros resultados indican que el desembarque a largo plazo del besugo de la pinta en el estrecho de Gibraltar está íntimamente relacionado con las oscilaciones atmosféricas. Por lo tanto, los períodos prolongados de tendencias positivas en la NAO y la AO podrían favorecer altos rendimientos pesqueros. En contraste, las tendencias negativas de la NAO y la AO reducen drásticamente el rendimiento pesquero

CFD investigation of a complete floating offshore wind turbine

This chapter presents numerical computations for floating offshore wind turbines for a machine of 10-MW rated power. The rotors were computed using the Helicopter Multi-Block flow solver of the University of Glasgow that solves the Navier-Stokes equations in integral form using the arbitrary Lagrangian-Eulerian formulation for time-dependent domains with moving boundaries. Hydrodynamic loads on the support platform were computed using the Smoothed Particle Hydrodynamics method. This method is mesh-free, and represents the fluid by a set of discrete particles. The motion of the floating offshore wind turbine is computed using a Multi-Body Dynamic Model of rigid bodies and frictionless joints. Mooring cables are modelled as a set of springs and dampers. All solvers were validated separately before coupling, and the loosely coupled algorithm used is described in detail alongside the obtained results

Percolation thresholds in chemical disordered excitable media

The behavior of chemical waves advancing through a disordered excitable medium is investigated in terms of percolation theory and autowave properties in the framework of the light-sensitive Belousov-Zhabotinsky reaction. By controlling the number of sites with a given illumination, different percolation thresholds for propagation are observed, which depend on the relative wave transmittances of the two-state medium considered

SPH study of the evolution of water–water interfaces in dam break flows

The mixing process of upstream and downstream waters in the dam break flow could generate significant ecological impact on the downstream reaches and influence the environmental damages caused by the dam break flood. This is not easily investigated with the analytical and numerical models based on the grid method due to the large deformation of free surface and the water-water interface. In this paper, a weakly compressible Smoothed Particle Hydrodynamics (WCSPH) solver is used to study the advection and mixing process of the water bodies in two-dimensional dam-break flows over a wet bed. The numerical results of the mixing dynamics immediately after the release of the dam water are found to agree satisfactorily with the published experimental and numerical results. Then further investigations are carried out to study the interface development at the later stage of dambreak flows in a long channel. The analyses concentrate on the evolution of the interface at different ratios between the upstream and downstream water depths. The potential capabilities of the mesh-free SPH modelling approach for predicting the detailed development of the water-water interfaces are fully demonstrated.The first author acknowledges the Jafar Studentship during her PhD study at the University of Cambridge. The other authors acknowledge the support of the Major State Basic Research Development Program (973) of China (No. 2013CB036402), Open Fund of the State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering, Sichuan University (SKHL1404; SKHL1409), Start-up Grant for the Young Teachers of Sichuan University (2014SCU11056) and National Science and Technology Support Plan (2012BAB0513B0).This is the accepted manuscript. The final version is available at http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11069-015-1726-6

From bore-soliton-splash to a new wave-to-wire wave-energy model

We explore extreme nonlinear water-wave amplification in a contraction or, analogously, wave amplification in crossing seas. The latter case can lead to extreme or rogue-wave formation at sea. First, amplification of a solitary-water-wave compound running into a contraction is disseminated experimentally in a wave tank. Maximum amplification in our bore–soliton–splash observed is circa tenfold. Subsequently, we summarise some nonlinear and numerical modelling approaches, validated for amplifying, contracting waves. These amplification phenomena observed have led us to develop a novel wave-energy device with wave amplification in a contraction used to enhance wave-activated buoy motion and magnetically induced energy generation. An experimental proof-of-principle shows that our wave-energy device works. Most importantly, we develop a novel wave-to-wire mathematical model of the combined wave hydrodynamics, wave-activated buoy motion and electric power generation by magnetic induction, from first principles, satisfying one grand variational principle in its conservative limit. Wave and buoy dynamics are coupled via a Lagrange multiplier, which boundary value at the waterline is in a subtle way solved explicitly by imposing incompressibility in a weak sense. Dissipative features, such as electrical wire resistance and nonlinear LED loads, are added a posteriori. New is also the intricate and compatible finite-element space–time discretisation of the linearised dynamics, guaranteeing numerical stability and the correct energy transfer between the three subsystems. Preliminary simulations of our simplified and linearised wave-energy model are encouraging and involve a first study of the resonant behaviour and parameter dependence of the device

Use of MeteoGalicia wind data to monitor oil spills off the Galician coast: Comparison with QuikSCAT data

10 pages, 4 figures, 2 tables[EN] The Galician coast has suffered the periodic impact of oil spills. Predicting the spill extension, the most probable points of impact and the arrival time is a process that should be carried out immediately to decrease the effect on marine life. In these situations, the use of particle tracking models is very important because they allow a fast execution taking into account different scenarios. These models, where the main forcing is the wind provided by meteorological models, depend to a great extent on the accuracy of meteorological predictions. The prediction provided by MeteoGalicia is compared with real data measured by the QuikSCAT satellite, showing a high correlation between both databases, although QuikSCAT data are slightly higher (about 15%) in magnitude[ES] La costa gallega se ha visto afectada regularmente por el vertido de hidrocarburos. La determinación de los puntos de arribada del hidrocarburo así como el tiempo transcurrido desde el vertido es un proceso que debe realizarse de forma casi inmediata para minimizar su efecto sobre los ecosistemas. Es ahí donde cobran especial relevancia los modelos de dispersión de partículas para el seguimiento del crudo, ya que permiten tanto una rápida ejecución como el análisis de diferentes escenarios. Estos modelos, donde el principal forzamiento es el eólico proporcionado por modelos meteorológicos, dependen en gran medida de la precisión de las predicciones meteorológicas. Las predicciones suministradas por MeteoGalicia se comparan con los datos reales medidos por el satélite QuikSCAT, mostrando una alta correlación entre ambas fuentes, aunque los datos de QuikSCAT son de una magnitud ligeramente mayor en alrededor de un 15%Peer reviewe

The state of climate in NW Iberia

Since 1974, there has been a significant increasing trend in land and sea surface temperatures of 0.5 and 0.24 degrees C decade(-1), respectively, in the NW Iberian Peninsula. Over the same period, annual precipitation does not show any trend, although some tendencies have been detected at seasonal scales. A significant positive trend, on average of 2 cm decade(-1), was also observed in sea level rise from 1943 onwards. Ekman transport perpendicular to the coast (upwelling index) showed a decrease from 1975 to 2008 at both annual and seasonal scales. In addition, the flow of the Mino River (the main river in the area) has also decreased at a mean rate of 18 m(3) s(-1) decade(-1) since 1970. At a synoptic scale, winter cyclone frequency and winter and spring blocking activity have decreased since the 1950s, which may partially explain the winter precipitation decline and the winter and spring temperature increases. These changes in synoptic systems are also in agreement with reported trends in the dominant variability modes of atmospheric circulation affecting NW Iberia, particularly a pronounced positive trend in the North Atlantic Oscillation from the 1970s to the 1990s