Two main purposes divided this Thesis into two parts, taking into account that the need of understanding current climatic fluctuations is still an important request of population living in the 21st century and the enormous wide range of responses observed to these changes depending on regions, ecosystems and/or species. The first main objective is to assess how climate and atmospheric CO2 concentration changes are affecting Iberian pine forests. The second aim is to extract the climatic signal registered by the studied stands with the aim of reconstructing past climate. Therefore, we will use the relationship between trees and climate in both directions: assessing the effects of climate on the forests, and afterwards, using these results to estimate climatic conditions before the existence of instrumental records. The methodology proposed is based on the study of width and delta-13C tree-ring chronologies established at different sites along the north and east of the Iberian Peninsula.Significant changes in tree-growth variability in a network of thirty-eight forests and in their climatic sensitivity (Chapter 1), as well as an increase in water use-efficiency of five selected stands (Chapter 2) in the Iberian Peninsula during the second half of the 20th century are unusual relative to the past. Growth pattern changes were related to recent warming and precipitation variability increase, while water-use efficiency trends were related to the rise of atmospheric CO2 concentration. Delta-13C values reflected drought stress signal during summer season better than ring width in tree-ring chronologies of five Spanish pine forests (Chapter 3). Summer precipitation reconstructions in Spain for the last 400 years were performed based on three width and Delta-13C tree-ring chronologies and significant links with large-scale atmospheric phenomenon as NAO and ENSO were established (Chapter 4). In addition to the well-known application of dendrochronological techniques to reconstruct past climate, our results highlight the enormous potential of combining different kind of tree-ring proxies in climatic research. / L'estudi realitzat es fonamenta en el fet que la necessitat d'entendre les fluctuacions del clima actual encara representa una important demanda de la població del segle XXI, així com en el gran ventall de respostes observades a aquests canvis en funció de regions, ecosistemes i/o espècies. La metodologia utilitzada es basa en l'estudi de cronologies de gruix i de Delta-13C dels anells dels arbres establertes en diferents localitats al llarg del nord i est de la Península Ibèrica. En primer lloc, aquesta tesi proporciona informació sobre la interacció entre el clima i els ecosistemes forestals, així com l'impacte que el canvi climàtic està tenint sobre ells. Canvis en el patró de creixement i en la sensibilitat climàtica d'una xarxa de 38 cronologies a la segona meitat del segle XX van ser relacionats amb el recent augment de les temperatures i de la variabilitat de les precipitacions. Per altra banda, un augment en l'eficiència de l'ús de l'aigua en cinc boscos seleccionats es va relacionar amb l'augment en la concentració del CO2 atmosfèric. En segon lloc, un cop demostrada i establerta la relació entre els boscos i el clima, es va extreure el senyal climàtic enregistrat en els arbres dels boscos estudiats amb la intenció de reconstruir el clima del passat anterior a l'existència de dades climàtiques instrumentals. Els valors de Delta-13C dels anells dels arbres van reflectir un senyal d'estrès hídric estival millor que el gruix d'aquests. Finalment, es van realitzar reconstruccions preliminars de la precipitació estival a España pels darrers 400 anys basades en cronologies d'anells dels arbres de gruix i de Delta-13C, establint relacions significatives entre elles, així com amb fenòmens atmosfèrics com la NAO i l'ENSO. Addicionalment, a la ben coneguda aplicació de les tècniques dendrocronològiques per a reconstruir el clima del passat, els nostres resultats destaquen l'enorme potencial de combinar diferents variables dels anells dels arbres en les investigacions climàtiques. / El estudio realizado parte del hecho que la necesidad de entender las fluctuaciones del clima actual todavía representa una importante demanda de la población del siglo XXI, así como del enorme rango de respuestas observadas a estos cambios dependiendo de regiones, ecosistemas y/o especies. La metodología utilizada se basa en el estudio de cronologías de grosor y de Delta-13C de los anillos de los árboles establecidas en diferentes localidades a lo largo del norte y este de la Península Ibérica. En primer lugar, esta tesis proporciona información sobre la interacción entre el clima y los ecosistemas forestales, así como el impacto que el cambio climático está teniendo sobre ellos. Cambios en el patrón de crecimiento y en la sensibilidad climática de una red de 38 cronologías en la segunda mitad del siglo XX fueran relacionados con el reciente aumento de las temperaturas y de la variabilidad de las precipitaciones. Por otro lado, un aumento en la eficiencia del uso del agua en cinco rodales seleccionados se relacionó con un aumento en la concentración del CO2 atmosférico. En segundo lugar, una vez demostrada y establecida la relación entre los bosques y el clima, se extrajo la señal climática registrada en los árboles de los bosques estudiados con la intención de reconstruir el clima del pasado anterior a la existencia de datos climáticos instrumentales. Los valores de Delta-13C de los anillos de los árboles reflejaron una señal de estrés hídrico estival mejor que el grosor de éstos. Finalmente, se realizaron reconstrucciones preliminares de la precipitación estival en España para los últimos 400 años basadas en cronologías de anillos de los árboles de grosor y de Delta-13C, estableciendo relaciones significativas entre ellas, así como con fenómenos atmosféricos como la NAO y el ENSO. Adicionalmente, a la bien conocida aplicación de las técnicas dendrocronológicas para reconstruir el clima del pasado, nuestros resultados destacan el enorme potencial de combinar diferentes variables de los anillos de los árboles en las investigaciones climáticas.

Una característica propia de las precipitaciones en el área del Mediterráneo Occidental es la torrencialidad. En el marco de unas precipitaciones anuales no muy abundantes, típicas del clima mediterráneo, se registran fenómenos de precipitaciones torrenciales intensas en muchas zonas del Mediterráneo Occidental que provocan grandes daños económicos e incluso, en ocasiones, víctimas. La cuenca mediterránea está conformada por un mar profundo y semicerrado rodeado por una serie de cadenas montañosas, especialmente en su mitad occidental. Esta configuración favorece el desarrollo de una dinámica atmosférica propia con algunos comportamientos particulares de esta región. Uno de los factores que pueden ser importantes en la génesis y desarrollo de las precipitaciones torrenciales es la interacción entre el mar y la atmósfera con intercambios de humedad y calor que pueden inestabilizar la masa de aire que se desplaza sobre el mar. El Mediterráneo es un mar semicerrado con una circulación propia y poco intercambio de masas de agua con otros mares u océanos. A partir de datos de satélites se ha elaborado una climatología de la temperatura superficial del Mediterráneo y se ha estudiado sus patrones de distribución espacial en las diferentes épocas del año. Como resultado de este análisis, se ha determinado la existencia de dos regímenes principales de distribución de la temperatura superficial de mar en las épocas invernal y estival, con dos periodos de transición entre ambas en primavera y otoño. A partir del conocimiento de la climatología de la temperatura superficial del mar y, especialmente, de su distribución espacial se han seleccionado tres eventos de precipitaciones torrenciales en la Comunidad Valenciana para estudiar el efecto de las diferentes distribuciones de temperatura del mar en la simulación de las lluvias torrenciales. Para ello, se ha seleccionado episodios de lluvia correspondientes a los regímenes invernal, estival y de transición en otoño. Para todos los eventos se ha realizado una simulación de control con los datos de temperatura superficial del mar originales que actúa como simulación de control. Posteriormente se ha realizado simulaciones de cada evento en las que se perturbaba la temperatura superficial del mar en las zonas por las que se desplazaba la masa de aire que originaba las lluvias torrenciales a lo largo de su trayectoria en los días previos. Se ha comprobado en los resultados del modelo meteorológico que la variación de la temperatura superficial del mar en determinadas zonas, indicadas por su régimen de distribución espacial, provoca importantes cambios en la precipitación acumulada. Se ha podido identificar, por tanto, la existencia de áreas de recarga donde la interacción mar-atmósfera favorece el desarrollo de precipitaciones torrenciales en diferentes puntos de la cuenca mediterránea, en este caso la Comunidad Valenciana. / Torrentiality is a known feature of rainfall in the Western Mediterranean. As part of a typical Mediterranean climate, heavy rain events are recorded in many areas of the Western Mediterranean that cause major economic damage and even sometimes human casualties. The Mediterranean basin is formed by a deep and almost closed sea and surrounded by a series of mountain ranges, especially in its western basin. This configuration favors the development of its own atmospheric dynamic behavior. A main factor in the genesis and development of torrential rainfall are the ocean and atmosphere exchanges of moisture and heat that can destabilize the air mass that travels over the sea. The Mediterranean is a semi-enclosed sea with its own oceanic circulation and little exchange of water masses with other seas. A surface temperature climatology of the Mediterranean has been built from satellite data so its spatial distribution patterns have been studied. As a result of this analysis, we have determined the existence of two main distribution modes for sea surface temperature in winter and summer, with transitional periods in spring and autumn. From the knowledge of sea surface temperature climatology and, especially, from its spatial distribution three heavy precipitation events have been selected in Valencia to study the effect of different sea temperature distributions in the simulation of torrential rains. To this end, we selected rainfall events for winter and summer regimes and for fall transition. For all events a simulation with the unperturbed sea surface temperature data was performed as control simulation. Then, simulations of each event were run in which sea surface temperature was modified in areas along the air mass path. It has been found that the variation of sea surface temperature in certain areas, indicated by its spatial distribution scheme, causes significant changes in the precipitation accumulated in the simulation. Therefore, the existence of recharge areas where the air-sea interaction favors the development of torrential rainfall in different parts of the Mediterranean, in this case Valencia, has been shown.

El fenomen atmosf��ric de les brises marines adopta a l���illa de Mallorca caracter��stiques protot��piques, i la seva efectivitat permet una f��cil constataci�� com�� i la subseq��ent verificaci�� cient��fica. Operant simult��niament des de les diferents costes, les brises adquireixen un car��cter unitari i centr��pet que ocasiona converg��ncies d���aire a ��rees de l���interior, a on la precipitaci�� estival tendeix a focalitzar-se. L���espai agrari de Mallorca s���ha conformat hist��ricament amb el massiu desplegament territorial d���infrastructures de base cereal��stica, fonamentalment eres de batre. El principal factor de la seva localitzaci�� ��s la disponibilitat de vent, tot constituint unitats de significaci�� e��lica susceptibles d���interpretar-se en clau clim��tica. La seva georeferenciaci�� per fotointerpretaci�� de l���ortofotografia de l���any 1956 s���ha tradu��t en un mapa sint��tic d���eres, m��s una metodologia in��dita per a determinar indirectament les direccions del vent a cada empla��ament. El model ���anemogr��fic��� resultant s���ajusta amb relativa bondat amb les simulacions del sistema de brises precedents. / El fen��meno atmosf��rico de las brisas marinas adopta en la isla de Mallorca caracter��sticas protot��picas, y su efectividad permite una f��cil constataci��n com��n y la subsiguiente verificaci��n cient��fica. Operando simultaneamente desde las diferentes costas, las brisas adquieren un car��cter centr��peto que ocasiona convergencias de aire en ��reas del interior, donde la precipitaci��n estival tiende a focalizarse. El espacio agrario de Mallorca se ha conformado hist��ricamente con el masivo despliegue territorial de infraestructuras de base cereal��stica, fundamentalmente eras de trillar. El principal factor de su localizaci��n es la disponibilidad de viento, constituyendo unidades de significaci��n e��lica susceptibles de interpretarse en clave clim��tica. Su georeferenciaci��n por fotointerpretaci��n de la ortofotografia del a��o 1956 se traduce en un mapa sint��tico de eras, m��s una metodolog��a in��dita para determinar indirectamente las direcciones del viento en cada emplazamiento. El modelo ���anemogr��fico��� resultante se ajusta con relativa bondad con las simulaciones del sistema de brisas precedentes. / In Mallorca, sea breeze presents prototypical characteristics. It is so consistent that its effectiveness allows for easy common as well as scientifc verification. Daytime breezes operate simultaneously from different coasts, and penetrate inland. Its centripetal nature causes wind convergences in certain inland areas, where summer rainfall tend to focus. The agricultural area has historically made with massive territorial deployment of cereal production infrastructure, mainly threshing floors, the main factor of its location being the quantity of the wind resources available. These are small circular spaces that can be interpreted in relation to climate. A synthetic chart of threshing floors and a methodology designed to indirectly determine the dominant wind directions at each site have been developed, based on their geo-referencing by photo-interpretation of the ortho-photographs of 1956. The resulting ���anemographic��� model fits nicely with the main features of the sea breezes identifed by the theoretical-experimental and numerical simulations already tested.