La recherche proposée s'intéresse à l'autoroute 55 située au sud du Québec entre la frontière américaine (Rock Island) et l'autoroute 20 (Drummondville) et totalisant 128 kilomètres. Ce segment d'autoroute a la particularité d'avoir une section (66,5 km) possédant deux voies de circulation non séparées et une seconde section (61,5 km) possédant quatre voies de circulation séparées. Les objectifs de cette recherche sont: 1) caractériser les accidents survenus sur ces deux sections pour la période de 1982-1992 en brossant un portrait général de la situation de l'insécurité routière et 2) vérifier les relations existant entre les caractéristiques physiques de l'environnement routier et les caractéristiques des accidents en comparant les deux sections. Les caractéristiques physiques de l'environnement routier comprennent les composantes de géométrie de la route (largeurs des voies et d'accotements, inclinaison) et les caractéristiques de la circulation (débits journalier annuel et estival, pourcentage de camion). Les caractéristiques des accidents comprennent les variables relatives aux circonstances des accidents (lieu, moment, genre, conditions climatiques), celles relatives aux conducteurs (sexe, âge, expérience) et aux véhicules impliqués (nombre, type, âge) et celles relatives aux victimes (âge, sexe, résidence, gravité des blessures). La méthodologie utilisée repose sur deux types d'analyses: descriptives et multivariées. Les premières vont permettre de dresser un portrait de l'insécurité routière de l'autoroute 55 pour chaque section étudiée. Les secondes vont identifier et mesurer les liens entre les caractéristiques environnementales et les accidents. Les résultats démontrent que la section à deux voies contiguës présentent les indices de gravité d'accidents et de victimes les plus forts. Les variables d'environnement qui jouent un rôle dans l'explication des taux d'accidents et des indices de gravité sont la largeur des voies (nombre de voies) et le pourcentage de camions qui circulent sur les segments. D'autres variables de l'environnement ont de très bons liens avec certaines variables explicatives mais ne ressortent pas directement dans les modèles de régression.

Waters from mines (acid mine drainage-AMD), contain elevated concentrations of SO-24, Fe and other contaminant metals, which can persist in the environment during centuries. The purpose of AMD treatments is to retain metals and to neutralize the acidity. One of the employed treatment systems is the anoxic limestone drainage (ALD), characterized by low maintenance and cost. The efficiency of the ALD is however limited by secondary mineral precipitation (ppt) causing the passivation (pass) of the limestone grains and the pores clogging. The presence of aqueous sulfate leads to gypsum (gyp) ppt, which contributes to pass and affects the ALD¿s efficiency. This PhD study is focused on the loss of reactivity of calcite (cal), aragonite (ar) and dolomite (dol) due to grain coating or clogging of porosity. To this end, three types of experiments were conducted: column, batch and in-situ AFM experiments. Columns experiments were carried out injecting synthetic acidic solutions (sulfate with Fe(III) or Al pH 2-3, H2SO4) at constant flow (6x10-4 and 1x10-3 L m-2 s-1) in the columns packed with cal, ar or dol grains. The columns worked efficiently removing aqueous metals as long as cal dissolved and buffered the solution pH. However, Ca released from dissolving cal and the sulfate in solution, promoted gyp ppt on the cal surfaces preventing his dissolution (diss). This pass process limited the efficiency of the columns. Larger input sulfate concentrations or higher pH led to shorter pass times. Observations with X-ray microtomography and X-ray microdiffraction showed the coating of gyp on the cal and secondary oxyhydroxides between the grains. This favored the formation of preferential flow paths, isolating regions of non-reacted grains. An improved experimental design (mixing limestone grains and glass beads) minimized the formation of these preferential flow paths. Experimental results have been modeled with the CrunchFlow reactive transport code. Fitting of the results required a decrease in the reactive surface area of cal, which is consistent with the pass process. Batch experiments (pH 2 H2SO4 solution equilibrated with respect to CaSO4¿2H2O) were performed to study the coupled reactions of diss of cal, ar and dol and ppt of gyp. The three carbonate minerals acted as carbonate substrates on which gyp grew. Along the experiments three stages were distinguished: gyp ppt induction time, diss of the carbonate substrate coupled with gyp ppt, and achievement of equilibrium with respect to the carbonate mineral. The induction time was similar during diss of cal and ar (same diss rate). During diss of the carbonate minerals the pH raised from 2 to ~7, decreasing the carbonate mineral diss rate and stopping the gyp ppt as equilibrium with respect to CaCO3 was approached. The gyp ppt rates were similar when cal and ar dissolved, regardless the morphology of substrate. In-situ atomic force microscopy (AFM) experiments were performed to study the cal and dol diss and gyp ppt in Na2SO4 and CaSO4 solutions (pH 2-6). The carbonate diss took place at the (104) cleavage surfaces in sulfate-rich solutions undersaturated with respect to gyp, by the formation of characteristic rhombohedral-shaped etch pits. Rounding of the etch pit corners was observed as solutions approached close-to-equilibrium conditions with respect to cal. The calculated diss rates of cal at pH 4.8 and 5.6 agreed with the values reported in the literature. When using solutions previously equilibrated with respect to gyp, gyp ppt coupled with cal diss showed short gyp nucleation induction times. The gyp precipitate quickly coated the cal surface, forming arrow-like forms parallel to the crystallographic orientations of the cal etch pits. Gyp ppt coupled with dol diss was slower than that of cal, indicating the diss rate to be the rate-controlling step. The resulting gyp coating partially covered the surface during the experimental duration of a few hours. / Las aguas que proceden de minas (en ingles acid mine drainage-AMD) contienen altas concentraciones de SO4 y metales contaminantes que pueden perdurar siglos en el medio ambiente. El objetivo de los tratamientos de AMD es retener los metales y neutralizar la acidez de las AMD. Uno de los sistemas de tratamiento usado, es el drenaje anóxico a través de caliza (clz) (en inglés anoxic limestone drainage, ALD) que necesita escaso mantenimiento y bajo presupuesto. La eficiencia de los ALD está limitada por la precipitación (ppt) de minerales secundarios (yeso e Me-hydroxidos) que causa el recubrimiento de los granos de clz (pasivación, pass) y la colmatación de los poros reduciendo la reactividad de la clz y su poder tampón. Esta tesis esta enfocada en los procesos que afectan a los minerales carbonatos usados en el ALD y en la pérdida de reactividad de la calcita (cal), aragonita (arag) y dolomita (dol) debido a la pass. Con este fin se llevaron a cabo tres tipos de experimentos (25 °C, 1 atm): de columna, batch e in situ con microscopio de fuerza atómica (AFM). Experimentos de columnas: Se inyectaron soluciones ácidas sintéticas (pH2) ricas en Fe (III) o Al con flujo constante de 6x10-4 o 1x10-3 L m-2 s-1 en columnas rellenadas con granos de cal, arag o dol. Las columnas han retenido los metales durante la disolución (diss) de los carbonatos, aumentado el pH e promoviendo la ppt (ppt) de oxihidróxidos de los metales. El Ca liberado durante la diss, junto con el sulfato, ha precipitado como yeso causando el recubrimiento de la superficie de los granos. El recubrimiento impide la diss de los carbonatos y limita la eficiencia de las columnas. Altas concentraciones de sulfato y pH más ácidos produjeron tiempos de pass más rápidos. Mediante micro-tomografía de rayos X (mCT) y micro-difracción de rayos X (mXRD), se mostró que el recubrimiento de los granos de carbonatos se debe a la ppt de yeso y que los oxihidróxidos precipitan entre los granos, la cual cosa favoreció la formación de flujos preferenciales, aislando regiones donde no se producen reacciones entre solución circulante y granos. El flujo preferencial se ha visto reducido cuando se han mezclado los carbonatos con esferas de vidrio. Los resultados experimentales se han modelado con el código CrunchFlow ajustando el valor de del área reactiva de la cal en el modelo con los datos experimentales, corroborando el proceso de pass en los experimentos. Se realizaron experimentos de tipo batch para estudiar la diss de cal, dol y arag (granulometria: 100-300 mm;1-2 mm, y 1.5 x 1.2 x 0.5 cm) y la ppt de yeso sobre la superficie de los carbonatos y a pH 2 (solución de H2SO4 equilibrada respecto al CaSO4¿2H2O). A lo largo de los experimentos se han distinguido tres fases: tiempo de inducción para la nucleación del yeso; fase de diss de los carbonatos con la simultánea ppt de yeso; equilibrio alcanzado entre la solución y el mineral carbonatado. Durante la diss de carbonatos, el pH subió de 2 a ~7, ralentizando la cinética de diss y la velocidad de ppt de yeso hasta llegar a cero una vez alcanzado el equilibrio con CaCO3. Además resultó que independientemente del sustrato la velocidad de ppt del yeso fue similar. Los experimentos in situ AFM se realizaron con soluciones de Na2SO4 y CaSO4 y pH entre 2-6 para estudiar el proceso acoplado de la diss de cal o dol con la ppt de yeso. La diss de los carbonatos tuvo lugar en las superficies de exfoliación (104). Se han observado distintas formas de diss (etch pits), con estructura típica romboédrica y el redondeo de los bordes de los etch pits conforme se aproximaban a condiciones de equilibrio con respecto a la cal. El yeso precipitado recubrió rápidamente la superficie de la cal, con morfología de flecha y ejes paralelos a las orientaciones cristalográficas de los etch pits de la cal. La ppt del yeso en el caso de la diss de dol fue más lento y parcial, lo que indica que la velocidad de diss controla la velocidad de las reacciones. / Les aigües que procedeixen de l'activitat minera, conegudes com aigües àcides de mina (en anglès acid mine drainage, AMD) contenen normalment altes concentracions de sulfat, ferro i altres metalls contaminants associats. Aquests contaminants poden perdurar en el medi ambient fins a segles després del cessament de l'activitat minera. Els principals objectius dels tractaments AMD són la retenció de metalls (precipitació dels metalls contaminants) i la neutralització de l'acidesa de les aigües. Un dels possibles sistemes de tractament passiu, i dels més utilitzats, és el drenatge anòxic amb calcària (en anglès, anoxic limestone drainage, ALD), o sistemes derivats (per exemple, la reducció i els sistemes de producció d'alcalinitat), que es caracteritzen pel poc manteniment requerit i el baix cost. No obstant, l'eficiència dels sistemes d'ALD està limitada per la precipitació de minerals secundaris que causa la passivació (recobriment) dels grans de calcària i l'obstrucció dels porus entre ells, reduint així la reactivitat de la calcària i, per tant, el poder tampó. La presència de sulfat aquós indueix la precipitació de guix, que contribueix en gran mesura a la passivació de la calcària i afecta l'eficiència dels sistemes de tractament. Aquesta Tesi té com a objectiu principal millorar els nostres coneixements sobre el funcionament de minerals carbonats utilitzats en ALD i la pèrdua de la reactivitat de la calcita, aragonita i dolomita a causa del recobriment dels grans o l'obstrucció dels porus entre grans. Amb aquesta finalitat, es s’han dut a terme tres tipus d'experiments: (1) experiments de columna, (2) de tipus batch i (3) experiments in situ amb AFM. (1) Els experiments de columnes emplenades amb grans de calcita, aragonita o dolomita (de diàmetre 1-2 mm) es van realitzar per estudiar el comportament dels sistemes de tractament passiu emprats en el drenatge àcid de mines (AMD). Es van injectar solucions àcides sintètiques (principalment a pH2, H2SO4) rica en ferro (Fe (III)) o alumini. Durant els experiments, el flux de la solució d'entrada es va mantenir constant a la velocitat de Darcy de 6x10-4 a 1x10-3 L m-2 s-1. Les columnes han eliminat eficientment el ferro i l’alumini aquosos mentre que la dissolució dels carbonats ha tamponat el pH de la solució (augment del pH i inducció de la precipitació d’oxihidróxids de Fe (III) - o d'Al). No obstant, el Ca alliberat en solució pels minerals carbonats, juntament amb el sulfat aquós, va induir la precipitació de guix, que és la principal causa de recobriment (passivació) a les superfícies dels grans. Aquest recobriment ha impedit conseqüentment la dissolució de calcita limitant l'eficiència de les columnes. Concentracions més altes del sulfat d'entrada i pH més àcids van originar temps de passivació més ràpids. La caracterització de l'estructura dels porus i de la composició química dels sòlids mitjanament la per micro-tomografia de raigs X (MCT) i micro-difracció de raigs X (mXRD), va mostrar que el recobriment dels grans de carbonats és degut a la precipitació de guix i que els oxihidróxids secundaris tendeixen a precipitar entre els grans. La precipitació de minerals secundaris va afavorir la formació de fluxos preferents, aïllant regions on no es produeixen reaccions entre la solució circulant i els grans. L'efecte de la formació del flux preferent s'ha reduït utilitzant un disseny diferent a les columnes (barrejant els grans de carbonats amb esferes de vidre inerts). Els resultats experimentals s'han modelitzat amb el codi de transport reactiu CrunchFlow. Per tal que les dades experimentals i les del model coincidissin s'ha ajustat al valor de l'àrea reactiva de la calcita en el model, consistentment amb el procés de passivació en els experiments. (2) Es van dur a terme experiments de tipus batch a 25 ° C, pressió atmosfèrica i pH 2 (solució de H2SO4 equilibrada respecte al CaSO4 • 2H2O) per estudiar les reaccions de dissolució de la calcita i aragonita acoblades a la precipitació de guix. Es van utilitzar tres tipus de mostra sòlida (pols (100-300 μm), grans (1-2 mm) i fragments (1.5 x 1.2 x 0.5 cm)) que van actuar com a substrats de mineral carbonat en què va créixer el guix. Al llarg dels experiments s'han distingit tres fases: temps d'inducció de la precipitació del guix, dissolució del substrat de mineral carbonat, juntament amb la precipitació de guix, i l'assoliment de l'equilibri de la solució respecte el mineral carbonat. El temps d'inducció va ser similar durant la dissolució de calcita i aragonita, ja que tots dos minerals dissolen amb la mateixa velocitat de dissolució. Durant la dissolució de minerals carbonats, el pH va pujar de 2 a aproximadament 7, alentint tant la velocitat de dissolució dels carbonats com la taxa de precipitació de guix per arribar a zero un cop assolit l'equilibri amb CaCO3 (calcita o aragonita) va ser aconseguit. La velocitat de precipitació del guix va ser similar independentment del substrat (calcita o aragonita), tot i la morfologia del mateix substrat. 3) Es van realitzar experiments in-situ amb el microscopi de força atòmica (AFM) per estudiar el procés global de la dissolució de calcita i dolomita i la precipitació de guix en solucions Na2SO4 i CaSO4 amb valors de pH entre 2 i 6 i temperatura ambient (23 ± 1 ° C). La dissolució dels minerals carbonats va tenir lloc a les superfícies de clivatge (104) usant solucions riques en sulfat i subsaturades respecte al guix. Es va observar la formació de forats de dissolució (etch pits) amb les típiques formes romboèdriques. També s’observa l'arrodoniment de les vores dels etch pits quan les solucions s’acostaven a a les vores l'equilibri respecte de la calcita. Les velocitats de dissolució de la calcita calculades a pH 4.8 i 5.6 va coincidir amb els valors de la literatura. En solucions prèviament equilibrades amb el guix, la precipitació de guix acoblada a la dissolució de calcita s’aconseguí amb temps d'inducció més curts. El guix precipitat va recobrir ràpidament la superfície de la calcita, amb morfologia de fletxa i eixos paral·lels a les orientacions cristal·logràfiques dels etch pits de la calcita. La precipitació de guix, juntament amb la dissolució de dolomita, va ser més lenta que la de calcita, la qual cosa indica que la velocitat de dissolució va ser el procés que controla la velocitat. El revestiment de guix ha cobert parcialment la superfície de la calcita durant l’experiment.

Introducció Els dipòsits quaternaris litorals són nombrosos a Mallorca i han estat estudiats per científics des de mitjans del segle passat. El coneixement dels canvis eustàtics pleistocens de la Mediterrània occidental inicialment documentats a partir de les alçades dels jaciments i la seva cronologia relativa, s’ha vist actualitzat per estudis més precisos a partir de la datació absoluta d’espeleotemes freàtics i la seva alçada sobre el nivell de la mar actual. La interpretació cronològica de molts del jaciments, sobretot del Pleistocè superior, s’ha vist millorada amb aquests nous coneixements. Hi ha fòssils marins en molts de dipòsits què procedeixen d’espècies d’aigües més càlides que les actuals, que es varen desplaçar des de la costa atlàntica d’Àfrica fins al Mediterrani en diferents episodis interglacials. Contingut de la tesi La tesi consta d’una sèrie de capítols introductoris i cal destacar el de geomorfologia litoral, el del context geològic, on es parla breument del Quaternari de la resta de les Illes Balears, el de les variacions del nivell de la mar i el dels fòssils dels dipòsits litorals. A continuació hi ha un inventari i descripció dels jaciments litorals del Quaternari marí i continental de l’Illa de Mallorca, així com d’una actualització del registre paleontològic de cada jaciment a partir de la revisió de les col·leccions de la Societat d’Història Natural de les Balears (SHNB). La majoria de les localitats venen documentades amb un tall geològic i fotografies. També s’ha realitzat un llistat amb la nomenclatura actualitzada del tàxons i es comenten les espècies bioindicadores cronològiques marines i continentals. Conclusions Es descriuen 292 jaciments del Quaternari. Del Pleistocè inferior-mitjà, 43 jaciments; del Pleistocè superior, 241 jaciments; de l’Holocè, 8 jaciments. Dels 201 jaciments del Pleistocè superior que presenten fòssils marins, 83 jaciments presenten fauna termòfila, i d’aquests, 56 presenten un nivell del MIS 5e. Només 10 jaciments presenten dues platges fòssils sobreposades. Referent als fòssils marins , Potamides conicus és cita nova al Pleistocè mitjà balear. Els Gastropoda marins del Pleistocè superior, citats posteriorment a Cuerda (1987) i que amplien la llista del mol·luscs del Pleistocè de les Illes Balears, són Karnekampia sulcata, Ensis sp., Cymbula safiana, Alvania geryonia, Rissoa auriscalpium, Rissoa decorata, Turitella sp., Erosaria spurca, Monoplex trigonus, Muricopsis diadema, Cantharus pictus, Nassarius mutabilis, Tarantinaea lignaria, Bela laevigata, Raphitoma bicolor, Raphitoma echinata i Ovatella firminii; i de crustacea: Lophozozymus incisus. Són cites de Gastropoda continentals o d’aigües dolces del Pleistocè superior i que amplien la llista del coneguts: Xerocrassa claudinae, Lauria cylindracea i Ancylus sp. aff. fluviatilis. La cita de Bithynia sp. i de Bithynia tentaculata probablement es correspongui amb l’endemisme Bithynia majorcina. Rumina decollata s’ha citat a tres localitats. S’ha descrit una nova espècie per a la ciència, Oestophora cuerdai Quintana, Vicens et Pons, 2006. És un gastropoda endèmic i extint del Pleistocè superior de Mallorca. Referent al vertebrats, s’ha citat el tauró Carcharodon carcharias; la baldritja, Puffinus mauretanicus, de la classe Aves, va ser cita nova per al Quaternari de Mallorca i era la primera vegada que es trobaven restes d'aus fòssils en un dipòsit no càrstic a les Illes Balears. Posteriorment s’ha trobat a un dipòsit de platja del MIS 5e, un os de corb marí, Phalacrocorax aristotelis. També s’ha trobat un fragment de crani de vell marí, Monachus monachus, probablement holocè. S’ha incrementat el nombre de tàxons del registre paleontològic de gairebé tots els jaciments clàssics amb fòssils marins gràcies a la revisió de les col·leccions paleontològiques de la SHNB. / Introducción Los depósitos cuaternarios litorales son abundantes en Mallorca y han sido estudiados por los científicos des de mediados del siglo pasado. El conocimiento de los cambios eustáticos Pleistocenos del Mediterráneo occidental inicialmente han sido documentados a partir de las cotas de los yacimientos y su cronología relativa, se ha visto actualizado por estudios mas precisos a partir de la datación absoluta de espeleotemas freáticos y su cota sobre el actual nivel del mar. La interpretación cronológica de muchos yacimientos, sobre todo del Pleistoceno superior, se ha visto mejorada con estos nuevos conocimientos. En muchos depósitos hay fósiles marinos que proceden de especies de aguas más cálidas que las actuales, que se desplazaron desde la costa africana atlántica hasta el Mediterráneo en diferentes episodios interglaciares. Contenido de la tesis La tesis consta de una serie de capítulos introductorios y cabe destacar el de geomorfología litoral, el del contexto geológico, en donde se comenta brevemente el Cuaternario del resto de les Illes Balears, el de les variaciones del nivel de la mar y el de los fósiles de los depósitos litorales. A continuación se presenta un inventario y descripción de los yacimientos litorales del Cuaternario marino y continental de la isla de Mallorca, así como una actualización del registro paleontológico de cada yacimiento a partir de la revisión de las colecciones de la Societat d’Història Natural de les Balears. La mayoría de las localidades vienen documentadas con un corte geológico y fotografías. También se ha realizado un listado con la nomenclatura actualizada de los taxones y se comentan las especies bioindicadoras cronológicas marinas y continentales. Conclusiones Se describen 292 yacimientos del Cuaternario. Del Pleistoceno inferior-medio, 43 yacimientos; del Pleistoceno superior, 241 yacimientos; del Holoceno, 8 yacimientos. De los 201 yacimientos del Pleistoceno superior que presentan fósiles marinos, 83 yacimientos presenten fauna termófila, y de estos, 56 presentan un nivel del MIS 5e. Solo 10 yacimientos presentan dos playas fósiles superpuestas. Referente a los fósiles marinos , Potamides conicus es cita nueva del Pleistoceno medio balear. Los Gastropoda marinos del Pleistoceno superior, citados posteriormente a Cuerda (1987) y que amplían la lista de moluscos del Pleistoceno de las Illes Balears, son Karnekampia sulcata, Ensis sp., Cymbula safiana, Alvania geryonia, Rissoa auriscalpium, Rissoa decorata, Turitella sp., Erosaria spurca, Monoplex trigonus, Muricopsis diadema, Cantharus pictus, Nassarius mutabilis, Tarantinaea lignaria, Bela laevigata, Raphitoma bicolor, Raphitoma echinata y Ovatella firminii; y de crustacea: Lophozozymus incisus. Son citas de Gastropoda continentales o d’aguas dulces del Pleistoceno superior y que amplían la lista de los conocidos: Xerocrassa claudinae, Lauria cylindracea y Ancylus sp. aff. fluviatilis. La cita de Bithynia sp. y de Bithynia tentaculata probablemente se corresponda con el endemismo Bithynia majorcina. Rumina decollata se ha citado en tres localidades. Se ha descrito una nueva especie pera la ciencia, Oestophora cuerdai Quintana, Vicens et Pons, 2006. Es un gastropoda endémico y extinto del Pleistoceno superior de Mallorca. Referente a los vertebrados, se ha citado el tiburón Carcharodon carcharias; la pardela balear, Puffinus mauretanicus, de la classe Aves, fue cita nueva para el Cuaternario de Mallorca y era la primera vez que se hallaban restos de aves fósiles en un depósito no cárstico en las Illes Balears. Posteriormente se ha hallado en un depósito de playa del MIS 5e, un hueso de cormorán, Phalacrocorax aristotelis. También se ha hallado un fragmento de cráneo de foca monje, Monachus monachus, probablemente del Holoceno. Se ha incrementado el nombre de taxones del registre paleontológico de la mayoría de los yacimientos clásicos con fósiles marinos gracias a la revisión de les colecciones paleontológicas de la SHNB. / Introduction Coastal Quaternary deposits are abundant in Mallorca and have been studied by scientists from middle of the last century. Knowledge of eustatic changes during the Pleistocene in the western Mediterranean has been documented from the sea level of the sites and their relative chronology has been documented for more precise studies from the absolute dating of groundwater speleothems and his coat on the current sea level. The chronological interpretation of many fields, especially in the Pleistocene, has been enhanced with this new knowledge. In many paleontological sites there are marine fossil species that come from warmer waters than at present, who traveled from the Atlantic coast of Africa to the Mediterranean in different interglacial episodes. Contents of the thesis The thesis consists of a introductory chapters and include the coastal geomorphology, the geological context, where we briefly discuss the Quaternary the rest of the Balearic Islands, the variations of them sea level and of fossil of coastal deposits. Below is an inventory and description of coastal marine and continental deposits of the Quaternary of the island of Mallorca, as well as an update of the fossil record of each site from the review of the collections of the Natural History Society of the Balearics . Most of the locations are documented with photographs and geological section. Has also performed with the updated list of taxa and chronological bioindicator of marine species and nomenclature are discussed. Conclusions 292 Quaternary paleontological sites are described. 43 sites of the Lower-middle Pleistocene,; 241 sites of the Upper Pleistocene and 8 sites of the Holocene. Of the 201 sites of Upper Pleistocene marine fossils, 83 sites have thermophilic fauna and of these, 56 have a level of MIS 5e. Only 10 have two overlapping fields fossil beaches. Regarding marine fossils, Potamides conicus is new appointment Balearic Middle Pleistocene. The Upper Pleistocene marine Gastropoda subsequently cited by Cuerda (1987) and extend the list of molluscs Pleistocene of the Balearic Islands, are Karnekampia sulcata, Ensis sp., Cymbula safiana, Alvania geryonia, Rissoa auriscalpium, Rissoa decorata, Turitella sp ., Erosaria spurca, Monoplex trigonus, Muricopsis diadema, Cantharus pictus, Nassarius mutabilis, Tarantinaea lignaria, Bela laevigata, Raphitoma bicolor, Raphitoma echinata and Ovatella firminii; and crustacea: Lophozozymus incisus. About terrestrial or freshwater Gastropoda of the Upper Pleistocene are new records: Xerocrassa claudinae, Lauria cylindracea and Ancylus sp. aff. fluviatilis. The appointment of Bithynia sp. and Bithynia tentaculata and probably corresponds to endemism Bithynia majorcina. Rumina decollata snail has been cited in three locations. Also, is described a new species Oestophora cuerdai Quintana, Vicens et Pons, 2006. It is an endemic gastropoda and extinct Pleistocene of Mallorca. Regarding vertebrates, it has been cited shark Carcharodon carcharias; the Balearic Shearwater, Puffinus maretanicus, the classe Aves was reschedule the Quaternary of Mallorca and was the first fossil remains of birds were in a non-karst reservoir in the Balearic Islands. It was later found on a beach deposit MIS 5e, a bone of Phalacrocorax aristotelis. It has also found a fragment of skull monk seal, Monachus monachus, probably Holocene. It has increased the taxa name paleontological record of most classical sites with marine fossils by reviewing them SHNB paleontological collections, the most important collection of the Balearic Islands.

El objetivo inicial de los estudios sobre prehistoria siempre ha sido la observación del comportamiento humano intentando comprender como se adaptaron al medio y evolucionaron hasta la actualidad. Para lograr analizar el comportamiento humano los investigadores nos acercamos desde distintos puntos de vista o desde diferentes análisis del registro.

Hi ha arquitectures on les relacions vinculades amb l’habitabilitat i establertes entre els seus diferents elements, son sempre produïdes a partir de criteris funcionals, i en cap cas ni formal ni espacialment, condicionades per criteris compositius. Arquitectures com a resultat i conseqüència de la necessitat i de l’escassetat de recursos, i que sempre han transformat l’excedent en possibilitat. De proximitat en quan han estat realitzades amb les pròpies mans i amb materials propers producte dels processos derivats de la transformació del medi; i arquitectures on l’inventiva i per força la curiositat a partir d´un primer gest espontàni sempre les ha caracteritzat, emprant tècniques molt essencials, senzilles i austeres que s´han anat perfeccionant per decantació en el temps, derivant en les conegudes arquitectures vernacles, populars o més recentment en les que trobem en els entorns periurbans d´algunes grans ciutats i que se les coneix per arquitectures informals. Per tant, en aquest treball de recerca utilitzo el terme espontani per a referir-me a aquelles arquitectures que des del període Neolític com a origen del medi agrari i de la domesticitat de la natura, han treballat a partir d’una tradició oral allunyada dels centres cultes i de poder, i en un temps clarament pre-industrial, el qual no exclou tal i com s’ha mencionat, que actituds i maneres de fer molt similars s´hagin mantingut fins els nostres díes en entorns on part de les condicions abans mencionades encara són vigents. Dins d’aquest grup o conjunt genèric que acabo d’introduir, la tesi es centra en un cas d´estudi concret i en una geografía molt determinada: la península del Cap de Creus i les seves aproximadament 10.000Ha de superfície terrestre. Entesa com a una topografía en el temps a cavall de les dinàmiques naturals i de la intervenció humana, aquesta geografía ha estat sistemàticament intervinguda, i molt concretament i amb gran intensitat quan la nostra espècie s´ha vist amb la necessitat de construïr una suma de grans extensions de plà horitzontal per a poder conrear, en una topografia prèvia molt accidentada i en una condició de límit molt potent en la trobada del pre-Pirineu amb el mar Mediterrani. La construcció d´aquesta gran infraestructura agrícola s’ha materialitzat únicament amb la pedra del lloc, generant tot un sistema de condicions vinculades a la habitabilitat i de les que s’en deriven diferents tipus i solucions que ens parlen del més essencial en arquitectura. És objecte de la tesi rastrejar, mesurar, registrar, descriure i comparar una realitat de la que no se’n té plena consciència de la seva dimensió i abast, utilitzant fonamentalment el dibuix com a instrument per a construir i mostrar-ne un rostre parcialment amagat durant molt anys, i que expectant , ens parla d´un territori materialitzat en una successió de temps, en el seu moment presents, però sempre com a esperança i opció de futur. Preguntant i reflexionant en diferents parts del treball sobre constants vinculades a les condicions específicament funcionals de l´arquitectura, la tesi va de la geografía al territori per a concloure demostrant, com determinades associacions espontànies entre els diferents elements arquitectònics que formen part d´aquesta gran antropització i els sistemes naturals, han construït determinats enclaus del Cap de Creus que, paradoxalment, la societat actual segueix interpretant com a una geografía vinculada a un paisatge natural. És una tesi també produïda per decantació en el temps al llarg dels anys, i plantejada com un procés obert tant en relació amb el passat com amb el futur. La seva presentació, vol ser un interval en aquest procés, i un lloc on es sintetitzen les hipòtesis establertes fins el moment, però que indefectiblement, és una recerca que igualment es projecta cap al futur. / There are architectures where relations connected with habitability and established between its different elements, are always produced from functional criteria, and under no circumstances formal or spatially conditioned by compositional criteria. Architectures as a result and consequence of the need and the scarcity of resources, and they have always transformed the surplus possibility. Proximity architectures, as have been made with their own hands and with surrounding materials derived from the processes of transformation of the environment, and where the inventiveness and curiosity force from a first spontaneous gesture always been characterized. Architectures that have used very basic, simple and austere techniques have been refined by decanting in time, resulting in the familiar vernacular architecture, popular or most recently in which we find in peri-urban environments and large cities are known and informal architectures. Therefore, in this research I use the term spontaneous to refer to those architectures that from the Neolithic period as the origin of the agricultural environment and the domestication of nature, have worked from a remote oral tradition of worship centers and of power, in a clearly per-industrial time, which does not exclude as mentioned, that attitudes and ways of doing similar have remained to this day, in environments where some of the conditions mentioned above are still in force. Within this group or generic set that just entered, the thesis focuses on a specific case study and a specific geography: the Cap de Creus peninsula and its approximately 10000Ha of Earth’s surface. Understood as a topography in time somewhere between the natural dynamics and human interventions, this geography has been systematically intervened very strongly and specifically, when our species has seen the need to build a sum of large areas of horizontal plane to cultivate in a previous very rugged topography and a powerful boundary condition in the meeting of the pre-Pyrenees to the Mediterranean Sea. The construction of this great agricultural infrastructure has materialized only with the local stone, creating a whole system of conditions attached to the livability and different types and solutions that speak of the most essential architecture is derived. The object of the thesis track, measure, record, discover and compare a reality that you do not have full awareness of its size and scope. Mainly using the drawing as a tool to build and display a face partially hidden for many years and expectant, tells of a territory materialized in a series of times, present at the time, but always with hope and future option. Asking and reflecting on different parts of the work on the constant linked to specific functional requirements for the architecture, geography thesis goes to the territory to conclude demonstrating, as different spontaneous associations between different architectural elements that are part of this great antropitzación and natural systems have built certain enclaves of Cap de Creus, paradoxically, the current society is playing as a geography linked to a natural landscape. It is also produced by decantation thesis in time over the years and raised as an open both in relation to the past and the future process. His presentation wants to be a gap in this process and a place where hitherto established approaches are synthesized, but it is still an investigation that also projects into the future.

No description available.

The thesis focuses on the experimental and theoretical aspects of the process of cracking in drying soils. The results and conclusions were drawn from an exhaustive experimental campaign characterised by innovative multidisciplinary aspects incorporating Fracture Mechanics and classical Soil mechanics, aided with image analysis techniques. A detailed study of the previous works on the topic showed the absence of large scale fully monitored laboratory tests, while the existing studies were performed on already cracked soil, rather than focusing on the process of cracking. Also, the absence of a multidisciplinary approach was strongly felt. The soil used in the present work is a Barcelona silty clay, extensively studied previously for its Thermo-Hydro-Mechanical (THM) behaviour. Tensile strength and fracture toughness are two important fracture parameters that were not characterized previously and which were determined for the soil used in the investigation. The effect of moisture content on tensile strength and fracture toughness was established. The variation of tensile strength with the degree of saturation was theoretically explored considering the concept of unsaturated cohesion, while the concepts of activation energy and rate process theory were used to explain the relation between the fracture toughness and moisture content. Preliminary desiccation tests were conducted to gain basic knowledge of the cracking behaviour of Barcelona soil. Further experiments were conducted in a controlled laboratory environment with rectangular holding trays of similar geometry with five different surface areas. Crack initiation, temporal evolution of cracks resulting in the final crack pattern, meeting and bifurcation of cracks resulting in intersections, etc. were studied in detail. One of the objectives of the desiccation tests with similar geometry was to check the applicability of fracture mechanics. The results of the experiments showed existence of size-effect in soil cracking, thus justifying the use of fracture mechanics as a framework to model crack propagation. A novel equipment capable of simulating the different combinations of climatic conditions with monitoring by sensors and a digital camera was designed and constructed. This enivironmental chamber can hold large specimens up to 80 cm in diameter and 20 cm thick. The results from experiments carried out with the environmental chamber have provided new knowledge about the process and mechanisms of desiccation cracking. Some observations made during the experiments prompted more detailed experiments on some aspects of crack formation. The morphology of cracks, fissures, and the presence of spiral and ripple-like cracks on the bottom surface demanded to explore a different theoretical point of view into the mechanism of cracking in soils. The possibility of using a theory based on either classical or unsaturated soil mechanics is critically examined, with emphasis on the importance of surrounding ambient conditions and seasonal variations. Finally, detailed macro-morphology analysis of the crack patterns was performed. A theory was developed based on the morphology of crack patterns to explain the crack formation as a result of successive domain divisions or hierarchical nature of crack formation. To test the proposed theory, temporal evolution of cracks and crack pattern were studied in detail, showing the existence of hierarchy very clearly. An attempt has been made to explore a new way of analysing the cracking in soils as a process in transition from a disordered (at crack initiation) to a deterministic behaviour (at the end of drying resulting in a complex pattern). Finally, the possible mechanisms for the formation of cracks at the bottom of the specimens were examined, with emphasis on curling and synaeresis processes. / La tesis se centra en los aspectos teóricos y experimentales del proceso de agrietamiento de suelos por desecación. Los resultados y las conclusiones fueron extraídos de una exhaustiva campaña de experimentación caracterizada por su aspecto multidisciplinario, incorporando las bases de la mecánica de fractura y la mecánica del suelo con la ayuda de técnicas de análisis de imagen. Un estudio detallado de los trabajos anteriores sobre el tema puso de manifiesto la ausencia de experimentos a gran escala monitorizados en el laboratorio. Los estudios existentes se han realizado sobre suelos agrietados en lugar de centrarse en suelos en proceso de agrietamiento. Es remarcable, además, la ausencia de un enfoque multidisciplinario. El suelo utilizado en el presente trabajo es una arcilla limosa de Barcelona, ampliamente estudiada por su comportamiento Termo-Hidro-Mecánico (THM). Se recopilaron las características geológicas y geotécnicas reportadas en anteriores tesis doctorales y se determinaron dos nuevos importantes parámetros de fractura tales como la resistencia a tracción y la tenacidad de fractura del suelo estudiado. Fueron utilizados equipos específicos para cada parámetro. Se estableció el efecto del contenido de humedad en el suelo sobre la resistencia a tracción y tenacidad de fractura. Se estudió de forma teórica la variación de la resistencia a tracción con el grado de saturación, teniendo en cuenta el concepto de cohesión no saturada. Los conceptos de energía de activación y teoría de tasa de proceso se utilizaron para explicar la relación entre la tenacidad de fractura y el contenido de humedad. Para conocer el comportamiento del suelo estudiado en cuanto a desecación y agrietamiento se realizaron unos ensayos preliminares. Adicionalmente, se realizó otra serie de experimentos con bandejas de geometría similar pero con diferente superficie, estudiando con precisión detalles como la iniciación y la evolución temporal de las grietas, sus intersecciones y el patrón final de agrietamiento. En general los resultados de los ensayos de desecación confirmaron los datos conocidos, excepto algunas observaciones que no correspondían a ningún resultado de estudios previos publicados. Uno de los objetivos de los ensayos de desecación con geometrías similares fue el de estudiar la aplicabilidad de la teoría de Mecánica de Fractura. Los experimentos demostraron la existencia del efecto del tamaño en el agrietamiento del suelo, justificando el uso de la mecánica de fractura como marco teórico de referencia para modelar el proceso de propagación de las fisuras en suelos. Se diseñó y construyó un nuevo equipo especial para el estudio del fenómeno del agrietamiento por desecación, la cámara ambiental, capaz de simular las diferentes combinaciones de condiciones climáticas con control por sensores y una cámara fotográfica digital integrada. En ella se pudieron estudiar muestras de gran tamaño, hasta 80 cm de diámetro y 20 cm de espesor. Algunas observaciones llevadas a cabo durante los experimentos mostraron la necesidad de realizar estudios ms detallados y de cambiar el punto de vista teórico del mecanismo de agrietamiento de suelos. Especialmente, teniendo en cuenta la presencia de grietas en forma de espiral en la superficie inferior de la muestra. La posibilidad de utilizar teorías basadas tanto en la mecánica de suelos clásica como en la no saturada fue examinada desde un punto de vista crítico, con énfasis en la importancia de las condiciones ambientales y las variaciones estacionales. Por último, se llevó a cabo un estudio sobre la macro-morfología detallada del patrón de agrietamiento. Una teoría basada en la morfología de las grietas fue desarrollada para explicar la formación de las grietas como resultado de las sucesivas divisiones de áreas integrales o de la naturaleza jerárquica de la formación de grietas. Para probar la nueva teoría, se estudió la evolución temporal de las grietas y el patrón de fisuras en detalle y los resultados mostraron la existencia de una jerarquía clara. Se realizó un intento de explorar una nueva forma de enfocar el agrietamiento de suelos como una conducta desordenada o determinista. Finalmente, los posibles mecanismos para la formación de grietas en la parte inferior de la muestra fueron examinados, dando importancia a los fenómenos de deformación por flexión y sinéresis. / La tesis es centra en els aspectes teòrics i experimentals del procés d’esquerdament en sòls per dessecació. Els resultats i les conclusions varen ser extretes d’una exhaustiva campanya d’experimentació caracteritzada pel seu aspecte multidisciplinari, incorporant les bases de la mecànica de fractura i la mecànica del sòl amb l’ajuda de tècniques d’anàlisis d’imatge. Un estudi detallat dels treballs anteriors sobre el tema va posar de manifest l’absència d’experiments a gran escala monitoritzats al laboratori. Els estudis existents s’han realitzat sobre sols esquerdats en comptes de centrar-se en sòls en procés d’esquerdament. És remarcable, a més, l’absència d’un enfocament multidisciplinar. El sòl utilitzat en el present treball és una argila llimosa de Barcelona, àmpliament estudiada pel seu comportament Termo-Hidro-Mecànic (THM). Es varen recopilar les característiques geològiques i geotècniques descrites en anteriors treballs i es varen determinar dos nous importants paràmetres de fractura tals com la resistència a tracció i la tenacitat de fractura del sòl estudiat. Van ser necessaris equips específics per a cada un dels paràmetres. Es va establir l’efecte del contingut d’humitat del sòl sobre la resistència a tracció i la tenacitat de fractura. Es va explorar de forma teòrica la variació de la resistència a tracció amb el grau de saturació, tenint en compte el concepte de cohesió no saturada. Els conceptes d’energia d’activació i la teoria de velocitat dels processos es varen utilitzar per a explicar la relació entre la tenacitat de fractura i el contingut d’humitat. Per a conèixer el comportament del sòl estudiat en quan a dessecació i esquerdament es varen realitzar uns assaigs preliminars. Addicionalment, es varen realitzar una altra sèrie d’experiments amb safates de geometria similar però amb diferents superfícies, estudiant amb precisió detalls com l’inici i l’evolució temporal de les esquerdes, llurs interseccions i el patró final d’esquerdament. En general els resultats dels assaigs de dessecació varen confirmar les dades conegudes, exceptuant algunes observacions que no corresponien a cap resultat d’estudis previs publicats. Un dels objectius dels assaigs de dessecació amb geometries similars va ser el d’estudiar l’aplicabilitat de la teoria de mecànica de fractura. Els experiments varen demostrar l’existència del efecte del tamany en l’esquerdament de sòls, justificant l’ús de la teoria de la mecànica de fractura com a marc de referència per a un model teòric de propagació d’esquerdes en sòls. Es va dissenyar i construir un nou equip especial per a l’estudi del fenomen d’esquerdament per dessecació, la cambra ambiental, capaç de simular diferents combinacions de condicions climàtiques amb control per sensors i una càmera digital integrada. Amb ella es varen poder estudiar mostres de gran tamany, fins a 80 cm de diàmetre i 20 cm d’espessor. Algunes observacions dutes a terme durant els experiments varen mostrar la necessitat de realitzar estudis més detallats i de canviar el punt de vista teòric del mecanisme de d’esquerdament en sòls. Especialment, tenint en compte la presència d’esquerdes en forma d’espiral a la superfície inferior de la mostra. La possibilitat d’utilitzar teories basades tant en la mecànica de sòls clàssica com en la no saturada va ser examinada des d’un punt de vista crític, emfatitzant la importància de les condicions ambientals i les variacions estacionals. Per últim, es va estudiar la macro-morfologia detallada del patró d’esquerdament. Una teoria basada en la morfologia de les esquerdes va ser desenvolupada per explicar la formació de les esquerdes com a resultat de les successives divisions d’àrees integrals o de la naturalesa jeràrquica de la formació d’esquerdes. Per a provar la nova teoria, es va estudiar l’evolució temporal de les esquerdes i el patró d’esquerdament en detall i les resultats varen mostrar l’existència d’una jerarquia clara. Es va realitzar un intent d’explorar una nova manera d’observar l’esquerdament de sòls com una conducta desordenada o determinista. Finalment, els possibles mecanismes per a la formació d’esquerdes a la part inferior de la mostra varen ser examinats, donant importància als fenòmens de deformació per flexió i la sinèresi.

The development and population prosperity in the transition zone between the Sahara desert in the north and the tropical humid savannah in the south, known as Sahel, depends to a great extent on the rainfall regime. The climate is defined by a long and dry season and a short season with rains between the months of June and September. Rainfalls are determined by a strong north to south gradient with small and variable precipitation in the north, which translates into continuous change of vegetation species and life forms that range from sparse thorny shrubs in between grass in the north to a greater amount of vegetal cover and ligneous species in the south. The vegetation growth shows a considerable inter-annual fluctuation that generates a generalized concern in the predominantly rural population, since their way of life is mainly based on dry land agriculture and pasturing. The severe droughts that happened during the 1970¿s, which were extended until the middle of the following decade, have been widely studied because of their serious consequences on the population, and because it is considered as one of the first signs of global climatic changes. Sahel is the region that has shown greater precipitation and vegetation variations in the last three to four decades. Technological advances in remote sensing have allowed constant monitoring of ecosystems, mainly because of the availability of improved spatial, time and spectral data. The present thesis investigates the time and spatial vegetation patterns and the precipitation variability in Sahel through interrelations based on the analysis of temporary series from the normalized vegetation difference index (NDVI) for the period 1983-2012 and rainfall satellite estimations. Whereas the precipitation emerges as a dominant cause from the increase of the vegetation, there is evidence of other anthropogenic factors overlapping the climatologic trend. Measuring rainfall in the semi-arid regions continues to be a pivoting point because of great spatial and weather variability. On top of this, note that the number of available weather stations in Sahel is quite limited. Satellite data, along with meteorological stations measurements, are currently the best source of information with regards to spatial-temporary precipitation in Sahel. Three temporary series of precipitation have been analyzed to cover the period between 1983 and 2012: GPCC, ARC2 and TAMSAT. These series have been compared with more recent ones to provide better quality estimations: RFE2, TRMM 3B42 and GPCP-1dd. The result shows a good correlation between series GPCC, ARC2, RFE2 and TRMM 3B42. The analysis of 30 years of precipitation data shows a recovering of the annual precipitation, although the trends in the annual temporary distribution have changed: nowadays it rains more but during less time. There are NDVI data available coming from the AVHRR sensor since 1981, as well as from its newer GIMMS3g version. Nevertheless, there are aspects in the design and processing of the sensor data that result in noise. There are data sets of the most recent NDVI coming from the sensors VEGETATION and MODIS installed in the SPOT and Terra satellites respectively, which are considered to be an improvement on the AVHRR GIMMS3g data. These sensors provide the possibility of evaluating the accuracy of the tendency analysis of the series of time of the AVHRR GIMMS3g in the period of time in which data overlap, from 2001 to 2012. This evaluation shows that the AVHRR GIMMS3g data set is correct in temporary studies of the vegetation in areas that do not record rainfalls greater than 1,000 mm, whereas the temporary tendencies in more humid zones should be interpreted with reservations. / Al Sahel, la zona de transició entre el desert del Sàhara al nord i la sabana humida tropical al sud, el desenvolupament i la prosperitat de la població depenen en gran mesura del règim de pluges. El clima es caracteritza per una estació seca i llarga i una temporada curta de pluges entre els mesos de juny i setembre. La precipitació està determinada per un fort gradient de nord a sud amb pluges escasses i variables al nord, cosa que es tradueix en una gran diversitat d'espècies de vegetació i formes de vida: des d'arbustos espinosos de cobertura molt escassa intercalats entre pastures al nord a més quantitat de cobertura vegetal i espècies llenyoses al sud. El creixement de la vegetació mostra fluctuacions interanuals considerables, la qual cosa suscita una preocupació generalitzada en la població -predominantment rural-, ja que el seu modus vivendi es basa principalment en l'agricultura de secà i el pasturatge. Les greus sequeres que van tenir lloc durant la dècada de 1970 i que es van allargar fins a mitja dècada de 1980, han estat àmpliament estudiades no només per les greus conseqüències sobre la població, sinó perquè es consideren un dels primers signes de canvi climàtic global. El Sahel és la regió on s'han evidenciat les grans variacions de precipitació i vegetació al llarg de les últimes tres o quatre dècades. Els avenços tecnològics en el camp de la teledetecció han permès la vigilància dels ecosistemes gràcies a la disponibilitat de dades amb resolucions espacials, temporals i espectrals cada vegada més acurades. En aquesta tesi s'investiguen els patrons temporals i espacials de la vegetació i la variabilitat de les precipitacions al Sahel a partir de les interrelacions basades en l'anàlisi de sèries temporals de l'índex de vegetació normalitzat (NDVI) en el període 1983-2012 i de les estimacions de precipitació procedents de satèl·lit. Mentre que la precipitació emergeix com una causa dominant de l'augment de la vegetació, hi ha evidències d'altres factors de caràcter antropogènic superposats a la tendència del clima. Mesurar la precipitació en les regions semiàrides continua sent una feina crítica a causa de la seva gran variabilitat espacial i temporal; d'altra banda, cal afegir que al Sahel el nombre d'estacions meteorològiques disponibles és molt escàs. Les dades de satèl·lit, en combinació amb els mesuraments de les estacions meteorològiques, són actualment el millor mitjà per adquirir informació espaciotemporal de la precipitació a la regió. S'han analitzat tres sèries temporals de precipitació que cobreixen el període comprès entre 1983 i 2012: GPCC, ARC2, TAMSAT. Aquestes sèries s'han comparat amb altres de més recents i que proporcionen estimacions de més qualitat: RFE2, TRMM 3B42 i GPCP-1dd. El resultat mostra una bona correspondència entre les sèries GPCC, ARC2, RFE2 i TRMM 3B42. L'anàlisi de 30 anys de precipitació mostra que la precipitació anual s'ha recuperat, tot i que la tendència en la distribució temporal anual ha canviat: ara plou més però durant menys temps. Des de 1981 es disposa de dades del NDVI procedents del sensor AVHRR en la seva versió GIMMS3g. No obstant això, hi ha aspectes en el disseny i processament de les dades del sensor que hi introdueixen soroll. Hi ha conjunts de dades del NDVI més recents procedents dels sensors VEGETATION i MODIS -embarcats en els satèl·lits SPOT i Terra, respectivament- que es consideren una versió millorada respecte de les dades AVHRR GIMMS3g. A més, aquests productes ofereixen la possibilitat d'avaluar l'exactitud en l'anàlisi de la tendència de les sèries temporals de l'AVHRR GIMMS3g en el període de temps en què les dades se solapen, de 2001 a 2012, i a partir d'això s'observa que el conjunt de dades AVHRR GIMMS3g és adequat en estudis temporals de la vegetació en àrees que no reben més de 1.000 mm de precipitació, mentre que la interpretació de les tendències temporals en les zones més humides s'ha de fer amb certes reserves. / En el Sahel, la zona de transición entre el desierto del Sahara en el norte y la sabana húmeda tropical en el sur, el desarrollo y la prosperidad de la población depende en gran medida del régimen de lluvias. El clima se caracteriza por una estación seca y larga y una corta temporada de lluvias entre los meses de junio y septiembre. La lluvia está determinada por un fuerte gradiente de norte a sur con una precipitación escasa y variable en el norte, que se traduce en un continuo cambio de especies de vegetación y formas de vida que van desde arbustos espinosos de cobertura muy escasa intercalados entre pastos en el norte a una mayor cantidad de cobertura vegetal y especies leñosas en el sur. El crecimiento de la vegetación muestra fluctuaciones interanuales considerables que generan una preocupación generalizada en la población, predominantemente rural, ya que su modo de vida se basa principalmente en la agricultura de secano y el pastoreo. Las graves sequías ocurridas durante la década de 1970, que se alargaron hasta mediados de la década siguiente, han sido ampliamente estudiadas tanto por sus graves consecuencias sobre la población, como porque se considera uno de los primeros signos de cambio climático global. El Sahel es la región donde se han evidenciado las mayores variaciones de precipitación y vegetación en las últimas tres o cuatro décadas. Los avances tecnológicos en el campo de la teledetección han permitido la vigilancia de los ecosistemas gracias a la disponibilidad de datos con resoluciones espaciales, temporales y espectrales cada vez mejores. En esta tesis se investigan los patrones temporales y espaciales de la vegetación y la variabilidad de las precipitaciones en el Sahel a través de las interrelaciones basadas en el análisis de series temporales del índice de vegetación normalizado (NDVI) en el periodo 1983-2012 y las estimaciones de precipitación procedentes de satélite. Mientras que la precipitación emerge como una causa dominante del aumento de la vegetación, hay evidencias de otros factores de carácter antropogénico superpuestos a la tendencia del clima. Medir la precipitación en las regiones semiáridas sigue siendo un punto crítico por la gran variabilidad espacial y temporal de la misma, a esto hay que añadir que el número de estaciones meteorológicas disponibles es muy escaso en el Sahel. Los datos de satélite, en combinación con las mediciones de las estaciones meteorológicas, son actualmente el mejor medio de adquisición de información espacio-temporal de la precipitación en el Sahel. Se han analizado tres series temporales de precipitación que cubren el periodo comprendido entre 1983 y 2012: GPCC, ARC2, TAMSAT. Estas series se han comparado con otras más recientes y que proporcionan estimaciones de mejor calidad: RFE2, TRMM 3B42 y GPCP-1dd. El resultado muestra una buena correspondencia entre las series GPCC, ARC2, RFE2 y TRMM 3B42. El análisis de 30 años de precipitación muestra que la precipitación anual se ha recuperado, aunque la tendencia en la distribución temporal anual ha cambiado: ahora llueve más pero durante menos tiempo. Desde 1981 se dispone de datos del NDVI procedentes del sensor AVHRR y en su versión GIMMS3g. Sin embargo, hay aspectos en el diseño y procesado de los datos del sensor que introducen ruido en los datos. Existen conjuntos de datos del NDVI más recientes procedentes de los sensores VEGETATION y MODIS embarcados en los satélites SPOT y Terra, respectivamente, que se consideran una mejora sobre los datos AVHRR GIMMS3g, y estos productos ofrecen la posibilidad de evaluar la exactitud en el análisis de la tendencia de las series de tiempo del AVHRR GIMMS3g en el periodo de tiempo en el que los datos se solapan, de 2001 a 2012, a partir de lo cual se observa que el conjunto de datos AVHRR GIMMS3g es adecuado en estudios temporales de la vegetación en áreas que no reciben más de 1.000 mm de precipitación, mientras que en la interpretación de las tendencias temporales en las zonas más húmedas debe de hacerse con ciertas reservas.

Huge modifications have been made to landscape or urban watersheds, especially in twentieth century, caused by increases in urbanization have led to progressive increases in runoff flows and therefore sediment production. These conditions are exacerbated in climates with high rainfall intensities and short duration, such as those occurring in the Mediterranean Coast. These sediments especially coarse sediments can cause erosion problems and obstruction of drainage systems which in turns reduce hydraulic capacity. For these reasons, it is more and more important to study of sediment production by water erosion in header urban watershed. One way of doing this is by modeling the processes that transform rainfall rate, as well as production, transport and depos ilion of sediments. The objective of this work is to develop a model to estimate production and transport of sediments, which are useful for predicting the behavior of sediments in header urban watersheds. For this reason, it is proposed a new distributed physically based model applicable to watersheds with rainfall conditions similar to those in Mediterranean Coast (high intensity, short duration). The model is successfully applied to two basins with totally different validation conditions . / Las grandes modificaciones sufridas en el paisaje de las cuencas urbanas –especialmente en el siglo XX-, causadas por el incremento de los asentamientos urbanos han conducido al aumento progresivo de los caudales de escorrentía y por tanto a una mayor producción de sedimentos. Estas condiciones se ven agravadas en climas con precipitaciones con altas intensidades y corta duración, como las que se presentan en el Litoral Mediterráneo. Estos sedimentos especialmente los gruesos, pueden causar problemas de erosión y lo que generará obstrucciones en la red de drenaje reduciendo la capacidad hidráulica. Por estas razones, cada vez cobra más importancia el estudio de los sedimentos generados por la erosión hídrica en zonas urbanas, especialmente en las cuencas de cabecera. Una manera de realizarlo es mediante la modelación de los procesos que transforman la lluvia en caudal, así como de los procesos de producción, transporte y depositación de sedimentos. El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo para estimar la producción y el transporte de sedimentos, el cual sirva para predecir el comportamiento de este en cuencas urbanas de cabecera. Por tal motivo se propone un nuevo modelo en base física distribuido aplicable a cuencas con condiciones pluviométricas similares a las del Litoral Mediterráneo (alta intensidad y corta duración). El modelo es aplicado exitosamente en dos cuencas con condiciones de validación totalmente diferentes

There is a growing concern about the combined effect of climate change and groundwater overexploitation on the availability of water resources in the Upper Guadiana basin (UppGb) in central Spain. General Circulation Models (GCMs) are used to evaluate the possible impact of climate change based on future scenarios of greenhouse gas emissions. However, the output of these models cannot be applied directly to hydrological models because their spatial resolution is coarse and because their simulated precipitation is highly biased. A stochastic downscaling method for generating daily spatial rainfall fields was developed. The model termed Stochastic Rainfall Generating Process (SRGP) incorporates two major non-stationarities -- changes in the frequencies of different precipitation generating mechanisms (frontal and convective), and spatial non-stationarities caused by the interactions of meso-scale atmospheric circulation patterns (ACP) with topography (orographic effects). SRGP was developed to incorporate good climate outputs simulated by GCMs (i.e. ACP), and actual observations. These capabilities enabled us to (1) use SRGP as a downscaling method for climate change impact study, and (2) generate stochastic rainfall fields conditioning to the information of rain gauges. The latter capability was used to investigate the effect of rainfall spatial variability (RSV) on the hydrological response in the UppGb. RSV exerted a major influence on the response of the system especially on the groundwater recharge and the aquifer related responses.GCMs considered in the fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change were used to evaluate the impact of climate change. The RCP8.5 future emission scenario (GCM-RCP8.5) and the GCM historical control (GCMH) were selected. The climate change was assumed to be the accumulated effects of increases in Temperature, changes in annual and climatological ACP frequency, and changes in probability and volume of rain. Transformations were applied to correct the bias in the temperature, probability and volume of rain, whereas the ACP sequences were used directly. The SRGP method was employed as a rainfall downscaling method for the GCMs. GCMH was used to evaluate the hydrological response obtained with GCMs as driving climate variables, introducing the concept of stochastic equivalence. This evaluation was based on the comparison of the hydrological response obtained with actual observations and transformed (bias correction and SRGP) GCMH. Although an exact stochastic equivalence response was not totally achieved, the seasonal variations were well captured and some response reported very good agreements. The combined effect of climate change and groundwater overexploitation in the UppGb was evaluated in two stages: (1) comparing the hydrological response of the system simulated under natural conditions (absence of pumping), using GCMH and GCM-RCP8.5 as climate driving variables. (2) Groundwater pumping was applied using the same GCM climate driving variables and again the responses were compared. Climate change led to reductions of 14% and 25% in the number of rainy days and volume of rain respectively and an increase of 20% in potential evapotranspiration. Under natural conditions because of climate change, soil moisture and the actual evapotranspiration were reduced by 20% and groundwater recharge, runoff generation, groundwater-river exchange and river discharge were reduced by 40%. As a result of the combined effects of pumping and climate change, all variables were reduced; soil moisture and actual evapotranspiration were reduced by 20% and recharge was reduced by 50%. Moreover, the aquifer related responses yielded annual average reductions of approximately 60%. In general, the results showed an increase in the dry season from April to October. / El efecto conjunto del cambio climático y la sobreexplotación de las aguas subterráneas podría llegar a ser crítico para la disponibilidad de recursos hídricos en la cuenca del Alto Guadiana (CAG) en el centro de España. Los modelos de circulación general del clima (GCM) son utilizados para evaluar el posible impacto del cambio climático en base a futuros escenarios de emisión de gases de efecto invernadero. No obstante, la salida de estos modelos no puede aplicarse directamente en modelos hidrológicos porque: (1) la resolución espacial es demasiado grande, y (2) el gran sesgo con que simulan la precipitación. Por tanto, se desarrolló un modelo para el downscaling diario de campos espaciales de precipitaciones. El modelo denominado Stochastic Rainfall Generating Process (SRGP) incorpora dos importantes no-estacionaridades: (1) cambios en la frecuencia de los mecanismos de generación de precipitación (frontal y convectivo), y (2) no estacionaridades espaciales causadas por la interacción de patrones de circulación atmosférica (ACP) con la topografía (efecto orográfico). El SRGP se diseñó para que incorpore variables simuladas por los GCMs con sesgo reducido (ACP), así como también observaciones. Estas prestaciones permiten: (1) utilizar el SRGP como un método de downscaling para el estudio del cambio climático, (2) poder generar múltiples realizaciones de campos de precipitación condicionando a la información de estaciones meteorológicas. Esta última función fue utilizada para investigar el efecto de la variabilidad espacial de la precipitación (RSV) en la respuesta hidrogeológica en la CAG. Se constató que la RSV afecta fuertemente la respuesta hidrológica especialmente para la recarga de agua subterránea y las respuestas asociadas al acuífero. GCMs utilizados en el quinto informe de evaluación del Panel Intergubernamental del Cambio Climático fueron empleados para evaluar el efecto del cambio climático. En todos los casos se consideraron las simulaciones correspondientes al periodo histórico (GCMH) (escenario de control) y el escenario futuro de emisiones RCP8.5 (GCM-RCP8.5). El cambio climático se evaluó como el efecto acumulado en el incremento de las temperaturas, cambios en la frecuencia climatológica anual de los ACP y cambios en la probabilidad y volumen de precipitación. Se aplicaron transformaciones para corregir el sesgo en la temperatura, probabilidad y volumen de precipitación, mientras que se utilizó de forma directa los ACP. Se aplicó el SRGP como método de downscaling de precipitaciones. El GCMH se utilizó para evaluar la respuesta hidrológica obtenida, introduciendo el concepto de equivalencia estocástica. Esta evaluación se basó en comparar la respuesta hidrológica obtenida al aplicar como forzantes la salida transformada (corrección del sesgo y SRGP) de los GCMH, en relación a la obtenida con observaciones. Se comprobó que no se alcanza una respuesta estocástica equivalente exacta para todas las respuestas, pero sí, reproducir variaciones estacionales. El efecto conjunto del cambio climático y la sobreexplotación por bombeo en la CAG se realizó en dos etapas: (1) Se simuló en condiciones naturales (sin bombeo) comparando la respuesta hidrológica obtenida de aplicar como forzantes la salida de GCMH y GCM-RCP8.5. (2) con los mismos forzantes se incorporó los bombeos y nuevamente se compararon las respuestas. Se determinó que el efecto del cambio climático produce una reducción de 14% y 25% en el número de días de lluvia y en el volumen de precipitación respectivamente. Mientras que un incremento del 20% en la evapotranspiración potencial. En condiciones naturales esto se tradujo en una reducción relativa del 20% para la humedad de suelo y la evapotranspiración real. En tanto que, para la recarga de agua subterránea, generación de escurrimiento, intercambio río-acuífero y caudal en el río la reducción fue del 40%. Finalmente, el efecto conjunto de los bombeos y cambio climático, resultó en una reducción para todas las variables, siendo la reducción relativa de un 20% tanto para la humedad del suelo y al evapotranspiración real y del 50% para la recarga. Para las respuestas asociadas al acuífero, la reducción fue del 60 %. Los resultados mostraron un incremento de la estación seca, extendiéndose de Abril a Octubre. / L'efecte conjunt del canvi climàtic i la sobreexplotació de les aigües subterrànies podria arribar a ser crític per a la disponibilitat de recursos hídrics en la conca de l'Alt Guadiana (CAG) en el centre d'Espanya. Els models de circulació general del clima (GCM) són utilitzats per avaluar el possible impacte del canvi climàtic sobre la base de futurs escenaris d'emissió de gasos d'efecte hivernacle. No obstant això, la sortida d'aquests models no pot aplicar-se directament en models hidrològics perquè: (1) la resolució espacial és massa gran, i (2) el gran biaix amb què simulen la precipitació. Per tant, es va desenvolupar un model pel downscaling diari de camps espacials de precipitacions. El model denominat Stochastic Rainfall Generating Process (SRGP) incorpora dos importants no-estacionaritats: (1) canvis en la freqüència dels diferents mecanismes de generació de precipitació (frontal i convectivo), i (2) no estacionaritats espacials causades per la interacció de patrons de circulació atmosfèrica (ACP) amb la topografia (efecte orogràfic). El SRGP es va dissenyar perquè pugui incorporar variables simulades pels GCMs amb biaix reduït (ACP), així com també observacions. Aquestes prestacions permeten: (1) utilitzar el SRGP com un mètode de downscaling per a l'estudi del canvi climàtic, (2) poder generar múltiples realitzacions de camps de precipitació condicionant a la informació d'estacions meteorològiques. Aquesta última funció va ser utilitzada per investigar l'efecte de la variabilitat espacial de la precipitació (RSV) en la resposta hidrogeologic en la CAG. Es va constatar que la RSV afecta fortament la resposta hidrològica especialment para la recarrega d'aigua subterrània i les respostes associades a l'aqüífer. GCMs utilitzats en el cinquè informe d'avaluació del Panell Intergovernamental del Canvi Climàtic van ser emprats per avaluar l'efecte del canvi climàtic. En tots els casos es van considerar les simulacions corresponents al període històric (GCMH) (escenari de control) i l'escenari futur d'emissions RCP8.5 (GCM-RCP8.5). El canvi climàtic es va avaluar com l'efecte acumulat en l'increment de les temperatures, canvis en la freqüència climatològica anual dels ACP i canvis en la probabilitat i volum de precipitació. Es van aplicar transformacions per corregir el biaix en la temperatura, probabilitat de pluja i volum de precipitació, mentre que es va utilitzar de forma directa els ACP. Es va aplicar el SRGP com a mètode de downscaling de precipitacions. El GCMH es va utilitzar per avaluar la resposta hidrològica obtinguda amb els GCMs, introduint el concepte d'equivalència estocàstica. Aquesta avaluació es va basar a comparar la resposta hidrològica obtinguda en aplicar com forçants la sortida transformada (correcció del biaix i SRGP) dels GCMH, en relació a l'obtinguda amb observacions. Es va comprovar que no s'aconsegueix una resposta estocàstica equivalent exacta per a totes les respostes, però sí, reproduir variacions estacionals. L'efecte conjunt del canvi climàtic i la sobreexplotació per bombament en la CAG es va realitzar en dues etapes: (1) Es va simular en condicions naturals (sense bombament) comparant la resposta hidrològica obtinguda d'aplicar com forçants la sortida de GCMH i GCM-RCP8.5. (2) amb els mateixos forçants es va incorporar els bombaments i novament es van comparar les respostes. Es va determinar que l'efecte del canvi climàtic produeix una reducció de 14% i 25% en el nombre de dies de pluja i en el volum de precipitació respectivament. Mentre que un increment del 20% en la evapotranspiració potencial. En condicions naturals això es tradueix en una reducció relativa del 20% per a la humitat de sòl i la evapotranspiració real. Mentre que, per la recarrega d'aigua subterrània, generació de escolament, intercanvio riu-aqüífer i cabal en el riu la reducció va ser del 40%. Finalment, l'efecte conjunt dels bombaments i canvi climàtic, va resultar en una reducció per a totes les variables, sent la reducció relativa d'un 20% tant per a la humitat del sòl i al evapotranspiració real i del 50% para la recarrega. Pel les respostes associades a l'aqüífer, la reducció arriba fins al 60 %. Els resultats van mostrar un increment de l'estació seca estenent-se d'Abril a Octubre.