Projects

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Current projects

ACCWA

Accounting for Climate Change in Water and Agriculture management

  • 2019-2022.
  • Horizon 2020. H2020-MSCA-RISE-2018 (Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange).
  • EP-210504967
  • https://accwa.isardsat.space/

The Mediterranean and Sahel regions are among the most sensitive areas to climate change as demonstrated in many studies (IPCC, 2013).

Increased rainfall variability and ET rates will compromise irrigation potential and expansion plans and increased competition and conflict over limited water resources. There are significant knowledge gaps and uncertainties about how much water will be available for a complete growing season, how much should be used for scheduling irrigation efficiently and extracted from these regions. More information regarding water use is necessary to improve agricultural planning and to manage water more efficiently at different scales: farm and catchment/irrigation district level.

Over both regions, the temperature increase will cause higher evaporation and transpiration rates, decreasing soil moisture and increasing crop water requirements. The expected impact in rainfed agriculture is a decrease in yield due to heat and water stress and an increase in the likeliwood of crop failure in rainfed crops for maize, millet and sorghum (Parkes et al. 2018). Ongoing changes in the socio-economic and environmental background of rainfed farmers combined with the expected population growth make timely and reliable information on rainfed crop yield and its spatial variability essential in decision-support for improving food security and livelihoods. To this end, both understanding of the long term changes (interannual variability) and short-term changes (intra-annual variability) are needed.

Temperature and precipitation changing patterns will also increase hazards linked to environmental conditions such as droughts, floods or crop pests like locust swarms. ACCWA aims to develop the remote sensing based monitoring tools for agriculture and water and management that help risk guidance in a climate change context.

Doctorat Industrial 2016

Estimació de les reserves d'aigua de les superfícies continentals per teledetecció microones multicaptor

  • 2017-2019.
  • Doctorat industrial de la Generalitat de Catalunya.
  • isardSAT S.L.
  • 2016 DI 078.
  • More information.

Els processos hidrològics de les superfícies continentals a escala regional i global són crítics en el modelatge del balanç d'aigua, sobretot en relació amb el canvi climàtic. En aquest context, la caracterització dels estats de la superfície, com a paràmetres d'entrada als models de procés és essencial per a una millor precisió de la simulació. Aquestes mesures de llarg s'han basat tradicionalment en mesures in-situ. Les mesures in-situ no són capaces de restaurar la variabilitat espacial i temporal d'aquests paràmetres i no estan disponibles en moltes parts del món a causa de les dificultats d'accés o la manca de recursos per exemple en els països en vies de desenvolupament. La teledetecció ha demostrat en els últims trenta anys un gran potencial per satisfer aquesta necessitat. L'estimació de les reserves d'aigua (contingut d'aigua lliure i humitat del sòl) és especialment necessària per a una descripció exacta dels processos hidrològics i en general el cicle de l'aigua a les superfícies continentals. En aquest context, s'han desenvolupat diversos enfocaments en els últims anys, que permeten una estimació dels recursos hídrics (nivell d'aigua superfícies d’aigua (llacs, rius) i el contingut d'aigua en el sòl (monitoratge de l'estat de hídric) amb diferents tipus de sensors (altímetre, radiometria de microones, SAR …). amb l'arribada dels satèl·lits Sentinel (Sentinel 1, 2 i 3), apareix una dinàmica científica que desenvolupa enfocaments més operatius per satisfer les necessitats identificades anteriorment. Malgrat els diferents avenços metodològics, diferents temes científics segueixen sense resoldre.

L'objectiu d'aquesta tesi és, doncs, per enriquir el treball iniciat al voltant de la Missió SENTINEL i millorar l'estimació dels recursos hídrics (nivelld'aigua de la superfície i la humitat del sòl) mitjançant l'ús de diversos sensors ja disponibles o previstos en propers llançaments (Sentinel-1, 2,3, …).

HUMID

Hydrological Understanding and Modeling of Iberian Drought

  • 2018-2020.
  • Programa Estatal De Investigación, Desarrollo E Innovación Orientada A Los Retos De La Sociedad En El Marco Del Plan Estatal De Investigación Científica Y Técnica Y De Innovación 2013-2016. Convocatoria 2017.
  • CGL2017-85687-R

Drought is a major climatic risk resulting from complex interactions between the atmosphere, the continental surface and water resource management. Droughts have large socioeconomic impacts in Spain due to the scarcity and the high level of use of water resources. Recent studies show that drought is increasing in frequency and is more severe. Future climate scenarios show that drought will continue to increase in intensity, severity and duration, causing more competition for water resources.

In this context, it is essential to have the best possible tools to understand drought processes and to have a better capacity for diagnosis, monitoring and planning. These tools must be capable of faithfully reproducing the state of the system and its evolution, in all its complexity, including the processes of meteorological, hydrological and agronomic drought, their propagation, their feedbacks and the direct influence of human society through, mainly, reservoirs and irrigation.

Currently, in Spain, drought is being monitored using indexes calculated from observed variables, such as reservoir or piezometric levels. These empirical indices can be supplemented with model or satellite data, which can give us a global overview of the state of the system, accessing variables that are not usually observed in situ, such as soil moisture. In recent years, there have been significant advances in the simulation of continental surface processes using LSMs (land-surface models) and, also, in Earth observation, which should be integrated into the tools available for decision-making.

HUMID will study the utility of LSM models in a context of drought. The project will assess whether these models adequately reproduce the processes and characteristics of drought, both when operating independently (offline) and when used within a regional climate model (coupled). In addition, the SASER model, a distributed and physically based hydrological model for the Iberian Peninsula, based on the SURFEX LSM, will be improved. In this case, reservoirs will be introduced in the model to study the impact of these on drought processes. To this aim, models will be developed to reproduce the management rules of the main irrigation reservoirs of the Ebro basin.

In collaboration with an innovative company, HUMID will also use state-of-the-art remote sensing products, mainly soil moisture, to assess the usefulness of this information for drought monitoring. It will be evaluated how remote sensing data can be used to validate and to complement LSMs, by means of indices and, if possible, by means of data assimilation.

HUMID, in collaboration with stakeholders, will develop useful drought indices for managers, based on the observed data already in use, in combination with modelling and remote sensing data, ensuring that the results of the project will have a real impact on society.

PIRAGUA

  • 2018-2020.
  • POCTEFA 2014-2020

El objetivo central del proyecto es mejorar la adaptación de los territorios al cambio climático. Para ello PIRAGUA aborda, mediante la cooperación transfronteriza, la EVALUACIÓN DEL CICLO HIDROLÓGICO EN EL PIRINEO en el contexto del CAMBIO CLIMÁTICO, unificando y homogeneizando la información existente, prospectando los escenarios futuros, desarrollando indicadores y proponiendo estrategias de adaptación con impacto sobre el territorio POCTEFA, con el fin último de apoyar la inversión destinada a la adaptación al cambio climático con relación al recurso AGUA.

Objetivos específicos del proyecto son:

OE 1: Caracterizar los RECURSOS HÍDRICOS superficiales y subterráneos de los Pirineos y su EVOLUCIÓN RECIENTE (1951–2015; 1985–2015), y evaluar los recursos hídricos FUTUROS (horizontes 2030 y 2050) a partir de proyecciones de cambio climático y de los usos futuros del agua.

OE 2: Cuantificar el impacto sobre los recursos hídricos superficiales y subterráneos de las principales actividades económicas en el territorio pirenaico, y prospectar OPCIONES DE ADAPTACIÓN.

OE 3: Promover la DIFUSIÓN DEL CONOCIMIENTO de los impactos del cambio climático sobre los recursos hídricos y su gestión entre la población y la COLABORACIÓN con las agencias responsables de la gestión de los recursos hídricos en el territorio POCTEFA.

More information.

Past Projects

eartH2Observe

  • 2014-2017
  • European Project (FP7)

The project eartH2Observe brings together the findings from European FP projects DEWFORA, GLOWASIS, WATCH, GEOWOW and others. It will integrate available global earth observations (EO), in-situ datasets and models and will construct a global water resources re-analysis dataset of significant length (several decades).

The resulting data will allow for improved insights on the full extent of available water and existing pressures on global water resources in all parts of the water cycle.

The project will support efficient and globally consistent water management and decision making by providing comprehensive multi-scale (regional, continental and global) water resources observations.

It will test new EO data sources, extend existing processing algorithms and combine data from multiple satellite missions in order to improve the overall resolution and reliability of EO data included in the re-analysis dataset.

The usability and operational value of the developed data will be verified and demonstrated in a number of case-studies across the world that aim to improve the efficiency of regional water distribution. The case-studies will be conducted together with local end-users and stakeholders.

Regions of interest cover multiple continents, a variety of hydrological, climatological and governance conditions and differ in degree of data richness (e.g. the Mediterranean and Baltic region, Ethiopia, Colombia, Australia, New Zealand and Bangladesh).

In this project, I participate in the Mediterranean case study. The case study will focus on two Mediterranean countries which can be considered as data-rich (Spain) and data-poor (Morocco). It will be determined how the global EO products and model results can contribute to drought prediction and management. Data products and tools for operational water management will be developed for both countries.

I also will collaborte in the organisation of eartH2Observe stakeholder sessions in the annual HyMeX workshops.

The eartH2Observe data will be disseminated though an open data Water Cycle Integrator portal to ensure increased availability of global water resources information on both regional and global scale. The data portal will be the European contributor to the existing GEOSS water cycle platforms and communities. Project results will be actively disseminated using a combination of traditional methods (workshops, papers, website and conferences) and novel methods such as E-learning courses and webinars that promote the use of the developed dataset.

MARCO

Modelización avanzada para el análisis de riesgos hidrolimáticos en escenarios regionalizados de cambio climático (CGL2013-47261-R, 2014/2017)

  • 2014-2017
  • Plan Estatal.

Los sesgos e incertidumbres existentes en la simulación de muchos extremos hidroclimáticos con modelos climáticos regionales demandan nuevos análisis y mejoras de los modelos. La importancia de interacciones y realimentaciones entre componentes del sistema climático a escala regional es la base de mejoras esperadas en este área, usando modelos regionales del sistema climático (RCSMs) en la generación de escenarios de cambio climático.

Los objetivos generales del proyecto MARCO son por lo tanto:

  1. Generar escenarios regionalizados de cambio climático mejorados como parte de un programa internacional (HyMeX/Med-CORDEX), con un modelo regional del sistema climático mejorado
  2. Avanzar en la comprensión de los procesos e interacciones que conducen a extremos hidroclimáticos, sobre la región mediterránea y con énfasis sobre España, con el fin de incrementar laconfianza en la sensibilidad de nuestro modelo regional del sistema climático al cambio climático.

FLOOD-UP.

FLOOD-UP Explorando nuestra resiliencia frente a las inundaciones (FCT-14-8681)

  • 2014-2015.
  • FECYT.

El proyecto tiene como objetivo promocionar el conocimiento y participación ciudadana (citizen scientist) respecto a los procesos y consecuencias de las lluvias intensas e inundaciones. Pretende, por tanto, acercar a la ciudadanía las ciencias de la Tierra, en particular, las vinculadas con la meteorología y la hidrología, y a su vez darle herramientas para poder corresponsabilizarse de la mejora de la prevención y resiliencia. El punto de partida para ello será la realidad más próxima de los usuarios/as como sus calles, parques o edificios, así como lugares a los que se desplace. Mediante una aplicación para dispositivos móviles desarrollada en este proyecto se les invitará a explorar el entorno mediante el envío de fotografías e información sobre los efectos (ya acaecidos o futuros, en caso de zonas de riesgo) de las lluvias e inundaciones, tanto sobre el entorno urbano, rural o natural. Para hacerlo de manera adecuada se acompañará de guías y pautas didácticas. El proyecto quiere capacitar a la población para conocer y convivir con este fenómeno, mediante el método científico, en el que la persona que participa se sienta además como miembro del proceso al colaborar con la recogida crítica de información. Es por ello, que el proyecto se completa con una plataforma colaborativa on line que muestre los resultados de la participación mediante la aplicación y que permita ampliar conocimientos. También habrá un espacio para conocer más a fondo el uso de modelos meteorológicos e hidrológicos, con acceso a un portal de modelización hidrometeorológica desarrollado en un entorno GRID, dentro del proyecto europeo DRIHM (Distributed Research Infrastructure for Hydro-Meteorology) de la convocatoria de proyectos e-Infrastructure.

The Geophysical Observatory of Livingston Island (Antarctica)

  • 2011-2014.
  • Spanish Plan Nacional de I+D.

The Observatori de l'Ebre is very active on the Spanish base in Antarctica making ionospheric and geomagnetic observations. This is not my main theme of research, but I help my colleagues of the Ebro Observatory.

SMOSCat

  • 2010-2013.
  • Project financed by the Catalan Government.

The aim of the SMOScat project is to disaggregate SMOS soil moisture in order to provide soil moisture maps at high spatial resolution (up to 500m). In this project, I will use the SURFEX land-surface model to simulate the soil-moisture in Catalonia. Then, we will do an intercomparison between the satellite product, the simulation and in-situ observations.

CyPrim

My PhD Thesis included a study of the impact of climate change on French Mediterranean basins. This study was done within the context of CYPRIM, a French project that focused on cyclogenesis and intense precipitation in the Mediterranean region.

Research Programs

HyMeX

HyMeX (HYdrological cycle in the Mediterranean EXperiment) aims at a better understanding and quantification of the hydrological cycle and related processes in the Mediterranean, with emphasis on high-impact weather events, inter-annual to decadal variability of the Mediterranean coupled system, and associated trends in the context of global change.

Created: 2019-07-02 Tue 11:31

Emacs 25.2.2 (Org mode 8.2.10)

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