Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Physical and biogeochemical characterization of filaments in the Gulf of Mexico
No full textLos filamentos oceánicos son estructuras de mesoescala que transportan agua costera hacia el océano abierto, desempeñando un papel relevante en el ciclo de nutrientes y carbono. En esta tesis se caracterizó la variabilidad espacial, estacional y vertical de filamentos en el Golfo de México mediante la combinación de datos satelitales (2002–2022) de clorofila-a, altura dinámica absoluta y temperatura superficial del mar, junto con observaciones in situ de planeadores submarinos (gliders). El análisis satelital permitió identificar zonas recurrentes con gradientes horizontales intensos de Chla en la periferia de la corriente del Lazo, el oeste del golfo, la bahía de Campeche y frente al río Mississippi. Estas estructuras persistentes coinciden con configuraciones mesoescalares que favorecen la exportación de agua costera, como la interacción entre remolinos ciclónicos y anticiclónicos. Se observó que los filamentos más intensos ocurrieron en verano frente al Mississippi (tras las máximas descargas fluviales), en primavera en el oeste del golfo, y en verano-otoño en Campeche. Las observaciones verticales de los gliders permitieron caracterizar cuatro filamentos con propiedades termohalinas distintas. Se observaron aguas más cálidas, menos salinas y densas en la superficie (~35 metros de profundidad), reflejo de su origen continental. Además, los filamentos presentaron concentraciones elevadas de Chla, oxígeno disuelto y backscatter, indicando alta biomasa y abundancia de partículas en suspensión. La presencia de CDOM fue también relevante, como señal de materia orgánica disuelta. Los diagramas T-S confirmaron diferencias entre misiones atribuibles a variaciones estacionales y a la localización del muestreo. Finalmente, se estimó el transporte de Chla usando la componente transversal de la velocidad geostrófica promedio en cada sección de filamento, con valores de hasta 83.3 ton/día. Este estudio destaca la importancia de la dinámica superficial y los remolinos en la formación de filamentos, y subraya su rol en la redistribución de biomasa desde la plataforma continental hacia el océano profundo en el Golfo de México.Oceanic filaments are mesoscale structures that transport coastal water offshore, playing a significant role in nutrient and carbon cycling. This thesis characterized the spatial, seasonal, and vertical variability of filaments in the Gulf of Mexico by combining satellite data (2002–2022) of chlorophyll-a, absolute dynamic topography, and sea surface temperature, with in situ observations from autonomous underwater gliders. Satellite analysis revealed recurrent zones with intense horizontal Chla gradients along the Loop Current periphery, the western Gulf, the Bay of Campeche, and off the Mississippi River. These persistent structures coincide with mesoscale circulation features that promote coastal water export, such as the interaction between cyclonic and anticyclonic eddies. The most intense filaments were observed in summer off the Mississippi (following peak river discharge), in spring in the western Gulf, and in late summer–autumn in Campeche. Vertical glider observations characterized four filaments with distinct thermohaline properties. Surface waters (~35 m deep) were warmer, less saline, and less dense, reflecting their continental origin. Filaments exhibited elevated concentrations of Chla, dissolved oxygen, and backscatter, indicating high biomass and particle abundance. The presence of CDOM also suggested dissolved organic matter content. T-S diagrams confirmed mission-specific differences attributable to seasonal variations and sampling location. Finally, Chla transport was estimated using the cross-sectional component of the average geostrophic velocity across each filament, with values up to 83.3 tons/day. This study highlights the importance of surface circulation and mesoscale eddies in filament formation and underscores their role in redistributing biomass from the continental shelf to the deep ocean in the Gulf of Mexico
Topographically Forced Ocean Currents
No full textSi se tiene una capa oceánica turbulenta en una cuenca con fondo variable y se le deja decaer libremente, el flujo evoluciona hacia un estado semi-estacionario que sigue los contornos geostróficos (dados por la razón entre el parámetro de Coriolis y la profundidad de la capa). La teoría de la turbulencia geostrófica predice que el sentido de la corriente es con agua somera a la derecha (en el hemisferio norte), es decir, que la corriente resultante fluye en dirección ciclónica (en contra de las manecillas del reloj). Aunque existen observaciones que apoyan este resultado, también hay contra-ejemplos con circulaciones anticiclónicas sobre cuencas. Para abordar esta aparente contradicción, en este trabajo se realizaron experimentos y simulaciones numéricas de flujos en rotación inicialmente turbulentos en cuencas idealizadas con pendientes en las fronteras y en libre decaimiento. El número de Rossby y el efecto β topográfico en los experimentos son similares a los correspondientes números adimensionales para flujos oceánicos en una cuenca en el plano f. El resultado general obtenido tanto en experimentos como en simulaciones fue un estado de equilibrio con: (i) una corriente que fluye en sentido ciclónico cerca de las fronteras y (ii) un anticiclón en el centro de la cuenca. Dicho estado fue encontrado en todas las configuraciones experimentales y numéricas, aunque la estructura detallada dependió de las condiciones iniciales y otros parámetros de flujo. Al comparar simulaciones con y sin fricción del fondo se comprobó que el establecimiento de la corriente periférica no es un proceso viscoso, sino que se debe a la propagación de ondas topográficas que eventualmente canalizan la energía en dicho flujo. Se analizó el efecto que genera la circulación inicial (la integral de área de la vorticidad relativa) y la inclinación de las pendientes (el efecto β topográfico) en el estado de equilibrio resultante. Si la circulación es suficientemente positiva se puede inhibir la generación del anticiclón central, mientras que si es negativa dicho remolino se refuerza y la corriente sobre la topografía se debilita. Por otro lado, se encontró que el estado de equilibrio tiene una estructura muy similar cuando la inclinación de las pendientes sobrepasa un valor crítico. Se concluye que es plausible que los procesos turbulentos observados en los modelos idealizados sean relevantes ...Suppose a freely decaying, turbulent oceanic layer in a basin with bottom topography. In that case, the flow evolves towards a semi-stationary state that follows the geostrophic contours (given by the ratio between the Coriolis parameter and the layer depth). The geostrophic turbulence theory predicts that the direction of the current is with shallow water to the right (in the northern hemisphere), that is, that the resulting current flows in a cyclonic direction (counterclockwise). Although some observations support this result, there are also counter-examples with anticyclonic circulations over basins. To address this apparent contradiction, free-decay experiments and numerical simulations of initially turbulent rotating flows were performed in idealised basins. In the experiments, the Rossby number and the topographic β effect are similar to the corresponding dimensionless numbers for ocean flows in a f-plane basin. The general result obtained both in experiments and simulations was an equilibrium state with (i) a current flowing in a cyclonic direction near the boundaries and (ii) an anticyclone in the basin centre. Such a state was found in all experimental and numerical configurations, although the detailed structure depended on the initial conditions and other flow parameters. By comparing simulations with and without bottom friction, it was verified that establishing the peripheral current is not a viscous process, but is due to the propagation of topographic waves that eventually channel the energy into the flow. The effect generated by the initial circulation (the area integral of the relative vorticity) and the inclination of the slopes (the topographic β-effect) in the resulting equilibrium state was analysed. If the circulation is sufficiently positive, the generation of the central anticyclone can be inhibited, whilst if it is negative, the vortex is reinforced and the topographic current is weakened. On the other hand, it was found that the equilibrium state has a very similar structure when the inclination of the slopes exceeds a critical value. It is concluded that it is plausible that the turbulent processes observed in the idealised models are relevant in the formation of semi-permanent currents and eddies in real ocean basins
Expediente de Dr. Fidencio Alejandro Nava Pichardo
No full textDocumentos de apoyo para la solicitud del Dr. Fidencio Alejandro Nava Pichardo en su participación en la Convocatoria SNII eméritos 202
Extensive green roofs ecosystem services evaluation: Food production, thermal and biological performance
No full textLa urbanización y el cambio climático afectan el ambiente, los ecosistemas y el bienestar humano. Por ello, es necesario implementar tecnologías sostenibles en las ciudades que contrarresten estos efectos. Un ejemplo son los techos verdes (GRs), que son soluciones basadas en la naturaleza para la mitigación y adaptación de los efectos negativos de la urbanización y el cambio climático. Los GRs proveen múltiples servicios ambientales, como la regulación micro-climática, el aislamiento térmico y acústico, la reducción del agua de escorrentía, el ahorro energético, la captura de CO2 y otros contaminantes. Además, crean oportunidades para agricultura urbana, promueven la salud mental y la recreación, proveen un hábitat para biodiversidad local incluyendo polinizadores, entre otros. Estos servicios tienen un impacto positivo en el bienestar humano y la sustentabilidad de edificaciones y ciudades. Sin embargo, esta tecnología ha sido poco estudiada en el Noroeste de México, donde el clima semiárido genera retos particulares para la implementación de GRs y la cuantificación de sus beneficios. Para estimar algunos de estos beneficios, se evaluó el efecto aislante y el consumo energético de dos tipos de GRs (un humedal y uno con Sedum acre) en comparación con techos convencionales (de concreto y reflectivo) mediante experimentación y simulaciones energéticas. Los GRs disminuyen la temperatura al interior de una casa de referencia hasta 5.5 °C en días calurosos y la aumentan hasta 3.4 °C en días fríos respecto a un techo de concreto (RR); además, el RR requiere hasta 62 % más energía para climatización que los GRs; y el techo reflectivo es un 47 y 25 % más costoso que el techo humedal y el techo con Sedum acre. Además, se cuantificaron los requerimientos de instalación y mantenimiento de tres tipos de GRs (huertos urbanos [HUGRs], jardines de plantas nativas [NGRs] y humedales [HGRs]). Para ello, se registraron los costos de instalación/ mantenimiento y se midió la cantidad de agua y tiempo de mantenimiento requerido para cada tipo de GR, así como su efecto en la cobertura, supervivencia, biomasa y rendimientos de cosecha (HUGR). Respecto a costos iniciales, los montos fueron de MXN 668 y 123/m2, respectivamente. En cuanto al mantenimiento, los HUGR consumieron anualmente 17% más agua que el NGR y 42% menos agua que el HGR; asimismo, requirieron 94 y 92% más tiempo de man....Urbanization and climate change negatively affect the environment, ecosystems, and human well-being. Therefore, cities need to implement sustainable technologies to counteract these effects. Green roofs (GRs) are nature-based solutions suitable to mitigate and adapt to the negative consequences of urbanization and climate change. They provide multiple environmental services, such as microclimate regulation, thermal and acoustic insulation, reduction of runoff water, energy savings, capture of CO2 and other pollutants, and they can create opportunities for urban agriculture, promote mental health and recreation, and provide a habitat for local biodiversity including pollinators, among other benefits. These services positively impact human well-being and the sustainability of buildings and cities. However, this technology demands more profound study in Northwest Mexico, where the semi-arid climate represents a challenge in GR implementation and in the quantification of its benefits. Therefore, we evaluated the insulating effect and energy consumption of two types of GRs (a wetland and a Sedum acre GR) in comparison to conventional roofs (a concrete roof and a cool roof) through experimentation and energy simulations. We found that GRs keep the indoor temperature of a reference house up to 5.5 °C cooler on hot days and 3.4 °C warmer on cold days; also, the concrete roof needs up to 62 % more energy for air conditioning than the GRs, and the cool roof is 47 and 25 % more expensive regarding air conditioning annual costs than the wetland roof and the S. acre GR, respectively. In addition, we quantified the installation and maintenance requirements of three types of GRs (urban gardens [HUGR], native plant gardens [NGR], and wetlands [HGR]). To do so, we tabulated the installation/ maintenance costs and measured the amount of water and maintenance time required for each type of GR, as well as their effect on coverage, survival, biomass, and yields (HUGR). The initial costs were MXN 668 and 123/m2, respectively. Concerning maintenance, the HUGR consumed 17 % more water annually than the NGR and 42 % less water than the HGR; likewise, they required 94 and 92% more annual maintenance time than the NGR and HGR, respectively. HGR presented the highest values of survival, height, cover, and biomass, followed by NGR (except for biomass) and HUGR. Our results indicate different GR solu..
The effect of feeding frequency on biological performance, diet digestibility and satiety gene expression in juvenile striped bass (Morone saxatilis) cultured in marine water
No full textEn el cultivo de peces, una estrategia de alimentación adecuada es de suma importancia para disminuir costos de producción. Morone saxatilis, es una de las especies con gran potencial económico, no obstante, su cultivo se ve comprometido debido a los escasos estudios relacionados con la alimentación en condiciones locales. El objetivo fue evaluar la frecuencia de alimentación sobre el desempeño biológico, digestibilidad y genes de saciedad en juveniles de M. saxatilis cultivada en agua marina a 21°C durante 56 días. Un total de 708 organismos (con un peso promedio inicial de 21.97 ± 0.26 g) distribuidos aleatoriamente en 12 tanques con una densidad de 59 peces por tanque. Fueron alimentados a saciedad con una dieta comercial Ewos® (54% proteínas, 14% lípidos) con cuatro frecuencias de alimentación; una cada 4 h cuatro veces al día, una cada 12 h dos veces al día, una cada 24 h una vez al día y una cada 48 h una vez cada dos días (Al4h, Al12h, Al24h y Al48h, respectivamente). Los resultados indican que la frecuencia de alimentación influye significativamente en el desempeño biológico, la eficiencia alimentaria, composición muscular y expresión de genes de saciedad en juveniles de M. saxatilis. La frecuencia Al4h presentó mayor ganancia de peso (40.21 ± 1.63 g) y TCE (1.77 ± 0.04 %), mientras que Al48h resultó con un mejor TCA (0.91 ± 0.03 %) y TEP (2.03 ± 0.06 %). En la composición muscular, Al4h mostró mayor porcentaje de proteínas (77.63 ± 1.16 %) y menor porcentaje de lípidos (16.00 ± 1.21 %). En lo que respecta a la expresión de los genes de saciedad (orexina y leptina) sus respuestas varían en función de la frecuencia y alimento ofrecido, donde los peces del tratamiento Al48h resultaron en una mayor expresión de la orexina y los peces del tratamiento Al4h resultaron con una mayor expresión de la leptina. Bajo nuestras condiciones de cultivo, la frecuencia de alimentación adecuada para obtener el mejor crecimiento es Al24h, sin embargo, si se quiere reducir los costos operativos mejorando la eficiencia alimenticia, la frecuencia alimenticia es Al48h.In the marine fish farming industry, one of the major challenges to reduce costs is related to feeding, prompting the development of strategies to optimize feed utilization. Morone saxatilis is one of the species that has shown great economic potential, however, local culture practices are compromised due to the limited studies related to feeding frequencies. The objective of this study was to evaluate the effect of feeding frequency on the biological performance, feed efficiency, digestibility, and satiety-related genes in juvenile striped bass (M. saxatilis) reared in seawater at 21°C for 56 days. A total of 708 fish (with an initial average weight of 21.97 ± 0.26 g) were randomly distributed into 12 tanks with a capacity of 400 L resulting in stocking densities of 59 per tank. The fish were fed to satiation with a commercial diet Ewos® (54% protein, 14% lipid) under four feeding frequencies, once every 4 h four times per day, once every 12 h twice per day, once every 24 h once per day and once every 48 h (once every two days) (Al4h, Al12h, Al24h, and Al48h, respectively). The results of this research indicate that feeding frequency significantly affected biological performance, feed efficiency, muscle composition, and the expression of genes related to satiety in juvenile striped bass, but not survival or diet digestibility. The Al4h frequency resulted in the highest weight gain (40.21 ± 1.63 g) and SGR (1.77 ± 0.04%). Meanwhile, Al48h resulted in the best FCR (0.91 ± 0.03%) and PER (2.03 ± 0.06%) with lower feed intake (28.37 g). Al4h showed the highest muscle protein content (77.63 ± 1.16%) and the lowest lipid content (16.00 ± 1.21%). As for the expression of satiety genes (orexin and leptin), responses varied with respect to the feeding frequency and feed availability, where fish in the Al48 treatment resulted in higher orexin expression levels while fish in the treatment Al4 resulted in higher leptin expression levels. Under our cultivation conditions, the recommended feeding frequency to increase growth and feed efficiency was Al12h. Nonetheless, if the objective is to reduce operational costs Al48h, is the optimal feeding frequency
Evaluation of physiological responses in Totoaba macdonaldi fed with diets low in arachidonic acid
No full textActualmente la acuicultura juega un papel importante en la producción de proteína de origen acuático, un ejemplo de ello es la producción de totoaba (Totoaba macdonaldi), la cual es una especie de interés en la investigación acuícola, debido a que puede alcanzar longitudes de 2m y pesar hasta 135 kg. Sin embargo, al igual que otras especies de peces marinos requieren de dietas elaboradas con aceite y harina de pescado, insumos que actualmente son escasos. Las investigaciones recientes buscan alternativas para la elaboración de alimentos, una de ellas es la suplementación de ácidos grasos esenciales como el ácido araquidónico (ARA), el cual participa en diferentes procesos fisiológicos de los peces. El objetivo del presente trabajo fue evaluar las respuestas fisiológicas de totoaba alimentada con una dieta control y cinco dietas bajas en ARA. Las dietas contaban con un decremento porcentual de ARA a partir de la harina de pescado sin desgrasar, misma que fue considerada como el control (100%ARA), seguido del 80, 60, 40, 20 y 0% de ARA. En cada tratamiento se utilizaron 45 organismos con un peso promedio de 18 g y una longitud de alrededor de 10 cm; los peces fueron mantenidos en un SRA durante 71 días a 26°C. Los resultados mostraron que el peso/longitud, tasa de conversión alimenticia, tasa de crecimiento especifico, tasa de eficiencia proteica, índice hepatosomático, e índice viscerosomático no fueron afectados por los bajos niveles de ARA en la dieta. En la composición bioquímica de los tejidos, el hígado presentó una acumulación lipídica a partir de 80%ARA. En hígado se pudo observar una disminución de ARA, mientras que en el cerebro aumentó, por lo que se hipotetiza una movilización de este ácido graso hacia ese tejido. Se observó una acumulación lipídica en el hígado de los peces en todos los tratamientos, particularmente de ácidos grasos saturados y monoinsaturados. La actividad de las lipasas totales en el hígado no fue afectada por las bajas cantidades de ARA en la dieta, lo cual, en conjunto con los resultados de las diferentes respuestas evaluadas, se podría especular que T. macdonaldi posee gran plasticidad fisiológica especie-específica.Currently, aquaculture plays a crucial role in the production of aquatic-derived protein. One example is the cultivation of totoaba (Totoaba macdonaldi), a species of great interest in aquaculture research due to its ability to reach lengths of up to 2 meters and weights of up to 135 kg. However, like other marine fish species, totoaba requires diets formulated with fish oil and fishmeal which are currently scarce resources. Recent research is seeking alternatives for the feed formulation, one of which is to add essential fatty acids such as arachidonic acid (ARA), which participates in various physiological processes in fish. The objective of this study was to evaluate the physiological response of Totoaba fed with either a control diet or five diets with different ARA concentrations. The diets included a decreasing percentage of ARA derived from unprocessed fishmeal, with 100% ARA as the control, followed by 80%, 60%, 40%, 20%, and 0% ARA. Each treatment used 45 organisms with an average weight of 18 g and a length of approximately 10 cm. The fish were maintained in a recirculating aquaculture system (RAS) for 71 days at 26°C. The results showed that final weight/length, specific growth rate (SGR), feed conversion efficiency (FCE), protein efficiency ratio (PER), hepatosomatic index (HSI), and viscerosomatic index (VSI) were not affected by low dietary ARA levels. In terms of biochemical tissue composition, the liver exhibited lipid accumulation starting at 80% ARA. ARA levels in the liver decreased, while they increased in the brain, suggesting the mobilization of this fatty acid to the brain. Lipid accumulation was observed in the liver across all treatments, particularly for saturated and monounsaturated fatty acids. The activity of total lipases in the liver was not affected by the lower dietary ARA levels, which, together with the other physiological responses observed, suggests that T. macdonaldi exhibits a high degree of species-specific physiological plasticity
Evaluation of the potential of herbal extracts on mesenchymal stem cell activity to reverse dermal fibroblast senescence
No full textLa senescencia celular es un proceso biológico caracterizado por la pérdida de la capacidad de las células para dividirse y funcionar adecuadamente. En particular, la senescencia de los fibroblastos juega un papel crucial en el envejecimiento de la piel, ya que está asociada con la pérdida de elasticidad, la formación de arrugas y la disminución de la regeneración cutánea. Dado este contexto, el estudio de estrategias terapéuticas que combatan estos signos de envejecimiento resulta fundamental. En este sentido, se propuso explorar el potencial de los extractos acuoso e hidroalcohólico de Triphala y Damiana, respectivamente, en la actividad de las células madre mesenquimles (MSC). Este estudio estableció un modelo inicial de senescencia celular, evaluado mediante dos metodologías fundamentales: la cuantificación de la actividad de SA-β-gal y la evaluación de la proliferación celular por citometría de flujo, tras la exposición de fibroblastos CCD-1112Sk a diferentes concentraciones de D-galactosa. La concentración de 150 mM fue la más eficaz para inducir el fenotipo senescente, lo cual fue respaldado también por la observación de cambios morfológicos y la sobreexpresión de genes como MMP1, CCN2, IL6 y CDKN1A (a las 96 h), al igual que la represión de COL1A1 y TGFB1, todos estos cambios característicos de la senescencia celular. La viabilidad celular no se vió afectada al evaluar ambos extractos en los dos tipos celulares empleados. El precondicionamiento de MSC con extractos de Triphala y Damiana no mostró potencial para modular la senescencia inducida por D-galactosa en los fibroblastos bajo las condiciones evaluadas. Estos hallazgos, constituyeron un acercamiento al establecimiento de un modelo in vitro de inducción de senescencia mediante D-galactosa, de utilidad para futuros estudios sobre modulación del envejecimiento celular.Cellular senescence is a biological process characterized by the inability of cells to divide and perform their functions effectively. In particular, fibroblast senescence plays a crucial role in skin aging, as it is associated with the loss of elasticity, wrinkle formation, and reduced skin regeneration. In this context, exploring therapeutic strategies to mitigate these signs of aging is of great importance. The potential of aqueous and hydroalcoholic extracts of Triphala and Damiana, respectively, was proposed for investigation in relation to mesenchymal stem cell (MSC) activity. This study established an initial model of cellular senescence, evaluated using two main methodologies: quantifying SA-β-gal activity and assessing cell proliferation by flow cytometry, after exposing CCD-1112Sk fibroblasts to various concentrations of D-galactose. A concentration of 150 mM was the most effective in inducing the senescent phenotype, which was further supported by the observation of morphological changes and the overexpression of genes such as MMP1, CCN2, IL6, and CDKN1A (at 96 hours), as well as the repression of COL1A1 and TGFB1, both of which are characteristic changes of cellular senescence. Cell viability was not affected when both extracts were evaluated in the two cell types used. Preconditioning MSCs with Triphala and Damiana extracts did not show potential to modulate Dgalactose-induced senescence in fibroblasts under the evaluated conditions. These results represented an approach to establishing an in vitro model for senescence induction using D-galactose, which could be valuable for future studies on the modulation of cellular aging
Effect of wind waves on the ocean-atmosphere momentum transfer
No full textPredecir correctamente el esfuerzo del viento es de suma importancia pues es indispensable incorporarlo en los modelos numéricos para el pronóstico del estado del tiempo y del clima, y su influencia es decisiva en los procesos de interacción entre el océano y la atmósfera. El esfuerzo del viento se estima principalmente por medio de parametrizaciones del coeficiente de arrastre, que típicamente consideran que la dirección del esfuerzo del viento es igual a la del viento, aunque en realidad no siempre es así. Durante condiciones de viento débil a moderado y en presencia de oleaje que se propaga fuera de su zona de generación (swell ), estas parametrizaciones pueden generar un alto error en la estimación. En este estudio se estimó directamente el esfuerzo del viento a partir de las mediciones obtenidas de un anemómetro sónico con una tasa de muestreo de 100 Hz, instalado en una Boya Oceanográfica y de Meteorología Marina (BOMM). El estado del mar se caracterizó a través del espectro direccional del oleaje procesando la señal de un arreglo de seis alambres de capacitancia, los cuales midieron el nivel de la superficie libre con una tasa de muestreo de al menos 10 Hz. Las mediciones de velocidad del viento y nivel de la superficie libre fueron corregidas debido al movimiento de la BOMM utilizando una unidad de movimiento inercial, que registra la posición e inclinación de la BOMM con una tasa de muestreo de 100 Hz. Las componentes del esfuerzo del viento, la que es coherente con las olas y la que se asocia a la turbulencia, también fueron calculadas y analizadas. Se observó que durante condiciones de swell dominante que se propaga en la misma dirección que el viento, el esfuerzo del viento coherente con las olas tiene dirección opuesta al viento y al oleaje, la magnitud del esfuerzo del viento total es menor que en ausencia de swell. Durante condiciones de swell con viento en dirección opuesta, la capa límite de las olas se modifica y el swell produce un esfuerzo del viento coherente con las olas en la misma dirección que el viento, entonces la magnitud del esfuerzo del viento es mayor a la que se espera en ausencia de swell. La velocidad del viento, la celeridad de fase de las olas, la altura significante de las olas, y la dirección del swell relativa a la dirección del viento son variables indispensables para estimar correctamente el esfuerzo del viento en condiciones de swell dominante. De las mediciones obtenidas con la BOMM s...Correctly estimating the wind stress is of the utmost importance in models for climate studies, weather forecasting, and ocean-atmosphere interaction. Wind stress is mainly estimated using parameterizations of the drag coefficient, which typically consider the direction of wind stress aligned with the wind. However, this is not always the case. During light to moderate wind conditions and in the presence of swell, these parameterizations may lead to high estimation errors. In this study, the wind stress was directly estimated from measurements obtained from a sonic anemometer with a sampling rate of 100 Hz installed on a spar buoy. The sea state was characterized by estimating the wave directional spectrum by processing the signal from an array of six wave-staffs sensing the free surface level at a sampling rate of at least 10 Hz. The error in the wind speed and free surface level measurements caused by the buoy’s motion was corrected with data collected from an inertial motion unit, which records the position and inclination of the buoy with a sampling rate of 100 Hz. The wave-coherent and turbulent wind stress components were also estimated and analyzed. It was observed that during conditions of dominant swell traveling in the same direction as the wind, the wave-coherent wind stress travels in the opposite direction to the wind and waves, and the magnitude of the total wind stress is lower than in the absence of waves. During swell conditions traveling in the opposite direction to the wind, the wave boundary layer is modified, and the swell produces a wave-coherent wind stress in the same direction as the wind; the magnitude of the wind stress is more significant than expected in the bsence of swell. Wave age, significant wave height, and swell direction relative to the wind are essential to correctly estimating the wind stress under swell-dominant conditions. A set of empirical parameterizations was obtained from the data collected with the buoy to model each wind stress component
Atomic scale analysis of oxygen incorporation into δ-TaN by first-principles calculations
No full textEn el presente trabajo se muestra que el nitruro de tántalo con estructura cristalina cúbica centrada en las caras (δ-TaN) es un material susceptible a incorporar impurezas estables de oxígeno en su red cristalina, tanto en el bulto como en su interfase con MgO. Para este propósito, se simularon las celdas unitarias de TaN, TaO y MgO mediante cálculos de primeros principios basados en la teoría del funcional de la densidad con el fin de analizar sus propiedades estructurales y electrónicas. Las gráficas de densidad de estados y estructura de bandas indican que el TaN y el TaO presentan un comportamiento metálico, mientras que el MgO se comporta como un aislante. Además, se simuló la incorporación de oxígeno en el nitruro de tántalo y su efecto en sus propiedades estructurales, termodinámicas y electrónicas mediante un modelo de TaOxN1-x (0 ≤ x ≤ 1), donde diferentes cantidades de átomos de nitrógeno fueron sustituidas por átomos de oxígeno. El formalismo de energía de formación de defectos muestra que la incorporación de oxígeno en el TaN es favorable, ya que todos los modelos resultaron ser estables en condiciones ricas en oxígeno. Asimismo, se modeló la interfase entre TaN y MgO (001) para estudiar las propiedades estructurales, termodinámicas y electrónicas de diversos arreglos atómicos en la interfase. Mediante el formalismo de energía de formación de interfase se identificó un modelo inestable y cuatro modelos estables, donde la interfase más estable entre TaN y MgO está mediada por una monocapa de TaO. Los cálculos demuestran que TaN y el MgO son isoestructurales en el sistema TaN/MgO, lo que favorece un crecimiento epitaxial con una relación [001]TaN||[001]MgO. La principal contribución a la densidad de estados en el nivel de Fermi es debida a los orbitales Ta- y Ta-. En los modelos de interfase se caracterizaron los enlaces iónicos Ta–N, Ta–O, Mg–N y Mg–O mediante la función de localización de electrones. Por lo tanto, en este trabajo se demuestra que el oxígeno desempeña un papel importante en el nitruro de tántalo, tanto en el modelo de TaOxN1-x como en su interfase con MgO.In this work, it is shown that tantalum nitride with face-centered cubic crystal structure (δ-TaN) is a material susceptible to incorporating stable oxygen impurities into its crystal lattice, both in the bulk and at its interface with MgO. For this purpose, TaN, TaO, and MgO unit cells were simulated by firstprinciples calculations based on density functional theory to analyze their structural and electronic properties. The density of states and band structure plots indicate that TaN and TaO exhibit metallic behavior, while MgO behaves as an insulator. Furthermore, the incorporation of oxygen into tantalum nitride and its effect on its structural, thermodynamic and electronic properties were simulated by a TaOxN1-x (0 ≤ x ≤ 1) model, where different amounts of nitrogen atoms were replaced by oxygen atoms. The defect formation energy formalism shows that oxygen incorporation into TaN is favorable, as all models were found to be stable under oxygen-rich conditions. In addition, the interface between TaN and MgO (001) was modeled to study the structural, thermodynamic and electronic properties of various atomic arrangements at the interface. Using the interface formation energy formalism, one unstable model and four stable models were identified, where the most stable interface between TaN and MgO is mediated by a TaO monolayer. Calculations show that TaN and MgO are isostructural in the TaN/MgO system, favoring epitaxial growth with a [001]TaN||[001]MgO relationship. The main contribution to the density of states at the Fermi level is due to the degenerate Ta- and Ta- orbitals. In the interface models, the Ta–N, Ta–O, Mg–N and Mg–O ionic bonds were characterized by the electron localization function. Therefore, in this work, it is demonstrated that oxygen plays an important role in tantalum nitride, both in the TaOxN1-x model and at its interface with MgO
Análisis y caracterización de la diversidad de partículas virales del piojo harinoso de la vid (Planococcus ficus Signoret 1875) en los viñedos de Baja California
No full textViticulture in Baja California is economically significant but faces challenges such as infestations of the vine mealybug (Planococcus ficus Signoret). This pest damages vines by feeding on sap, excreting honeydew that promotes the growth of sooty mold, and transmitting plant viruses, which reduce the quality and yield of grapes. Previous research has revealed a great diversity of viral sequences associated with the vine mealybug, including five new RNA virus genome sequences belonging to the families Iflaviridae, Dicistroviridae, Reoviridae, and Tombusviridae. However, there is still no visual evidence confirming the presence of particles morphologically similar to these viral families. This study aims to characterize the viral particles associated with the vine mealybug. Mealybugs were collected from vineyards in the Valle de Guadalupe, Ensenada, and processed for viral particle enrichment. The enrichment was performed through extraction, concentration, and separation, and the resulting suspensions were visualized using transmission electron microscopy (TEM). TEM images were processed to count and measure viral particles, creating a detailed catalog of 259 observed particles. Size and morphology match with known viral families included Iflaviridae (30–35 nm), Dicistroviridae (30–40 nm), Reoviridae (60–90 nm), Tombusviridae (28–34 nm), and particles from the order Picornavirales (30 nm). Additionally, some particles did not match previously reported viruses associated with vine mealybugs, suggesting the possible presence non reported viruses. These findings deepen our understanding of the vine mealybug virome and confirm the existence of viral particles corresponding to previously reported viral genomes. Further studies, including bioassays standardized during this work, will help test their infectivity and potential use in managing vine mealybug populations.La viticultura en Baja California es económicamente significativa, pero enfrenta desafíos como las infestaciones del piojo harinoso de la vid (PHV; Planococcus ficus Signoret). Esta plaga daña las vides al alimentarse de la savia, excretar melaza que provoca el crecimiento de fumagina y transmitir virus de plantas, lo que reduce la calidad y el rendimiento de las uvas. Investigaciones previas han revelado una gran diversidad de secuencias virales asociadas con el PHV, incluidas cinco nuevas secuencias de genomas virales de ARN pertenecientes a las familias Iflaviridae, Dicistroviridae, Reoviridae y Tombusviridae. Sin embargo, aún no se dispone de evidencia visual que confirme la presencia de partículas con morfología similar a las de estas familias virales. Este estudio tiene como objetivo caracterizar las partículas virales asociadas al PHV. Se recolectaron ejemplares de viñedos en el Valle de Guadalupe, Ensenada, y se procesaron para enriquecimiento de partículas virales. El enriquecimiento fue llevado a cabo mediante extracción, concentración y separación, y las suspensiones obtenidas fueron visualizadas utilizando microscopía electrónica de transmisión (TEM). Las imágenes de TEM se procesaron para contar y medir las partículas virales, creando un catálogo detallado de 259 partículas observadas. Las coincidencias en tamaño y morfología con familias virales conocidas incluyeron Iflaviridae (30-35 nm), Dicistroviridae (30-40 nm), Reoviridae (60-90 nm), Tombusviridae (28-34 nm) y partículas del orden Picornavirales (30 nm). Además, algunas partículas no coincidieron con los virus asociados previamente reportados en PHV, lo que sugiere la posibilidad de nuevos registros de virus. Estos hallazgos profundizan nuestra comprensión del viroma del PHV y confirman la existencia de partículas virales correspondientes a los genomas virales previamente reportados. Estudios adicionales, incluidos bioensayos, para los cuales se estandarizaron las metodologías durante este trabajo, ayudarán a probar su infectividad y su potencial uso en la gestión de poblaciones de PHV