MISIÓN
La misión del grupo es abordar estudios de modelación aplicado para entender la dinámica de recursos y del ecosistema marino. Un ejemplo se puede ilustrar mediante la aplicación de modelos biofísicos acoplados para el estudio de cuatro recursos pesqueros relevantes en el Pacífico Sur (merluza común, jurel, sardina común y anchoveta) e interacción/feedback entre modelos biofísicos y modelos de dinámica población y su relación con estrategias de manejo para pesquerías en el PacÍfico Sur (modificado de protocolo de modelación de Hinckley et al., 2010). La figura muestra el esquema de modelación utilizando modelos biofísicos acoplados para el estudio de cuatro recursos pesqueros relevantes en el Pacifico Sur (merluza, jurel, sardina y anchoveta) e interacción/feedback entre modelos biofísicos y modelos de dinámica población y su relación con estrategias de manejo para pesquerías en el PacÍfico Sur.

INTEGRANTES
El grupo de modelación de recursos y ecosistemas marinos está conformado por investigadores de áreas multidisciplinarias del Instituto de Investigación Pesquera (INPESCA), del Departamento de Pesquerías y Departamento de Geofísica de la Universidad de Concepción, así como también colaboración internacional con investigadores de instituciones como Georgia Tech (USA), National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) entre otras. Integrantes del grupo de modelación biofísica y colaboradores: Marco Correa (Dgeo, Udec), Javier Porobic (Pesquerías, Udec), Samuel Hormazábal (DGEO, UdeC), Sergio Núñez (INPESCA), Carolina Parada (INPESCA), Isabel Andrade (DOCE, UdeC), Billy Ernst (Pesquerías, UdeC), Emanuelle DI Lorenzo (Georgia Tech, US), Vincent Combes (Georgia Tech, US), Aquiles Sepúlveda (INPESCA), Sebastián Vásquez (INPESCA), Patrix Contreras (INPESCA), Samuel Soto (UDEC).

o Isabel Andrade: Efecto de los remolinos intratermoclina sobre la variabilidad espacio-temporal de la clorofila satelital asociada a la dorsal de Juan Fernández (~36ºS). [Resumen_link]. Programa de Doctorado en Oceanografía, Universidad de Concepción.

RESUMEN
Recientemente, se ha detectado la generación de remolinos intratermoclina (ITEs) a lo largo de la costa en la región centro-sur de Chile, entre ~ 29º y 39ºS. Estos remolinos se propagan predominantemente hacia el oeste, transportando grandes volúmenes de Agua Ecuatorial Subsuperficial (AESS), la cual es rica en nutrientes y pobre en oxígeno. A su vez, en esta región está incluida la zona de la dorsal de Juan Fernández, conformada por islas y montes submarinos, y en la cual usualmente se presenta un importante incremento de la productividad biológica. Sin embargo, los mecanismos que expliquen esto no han sido dilucidados. Se propone aquí, que esto sería el resultado de una interacción entre las abruptas elevaciones del piso oceánico y el flujo medio en la columna de agua suprayacente, siendo los ITEs el mecanismo principal por el cual ocurriría una inyección de nutrientes hacia la capa fótica, promoviendo el aumento de las concentraciones de clorofila-a superficial respecto de las aguas adyacentes. Además, se espera que el impacto de los ITEs sobre la dorsal de Juan Fernández, debido a un aporte directo de nutrientes de la AESS, sea mayor respecto de los remolinos superficiales que también se encontrarían interactuando con la dorsal pero que no incluyen AESS. Para contrastar estas hipótesis se utilizarán datos de altimetría (clorofila-a, anomalías del nivel del mar, temperatura superficial del mar, componentes de la velocidad geostrófica u y v) para el período 2002-2010, además de resultados de modelos numéricos para la región de estudio (ROMS, OFES) durante el período 2002-2007. Mediante el análisis estadístico en los dominios frecuencia/tiempo-frecuencia y espacio-tiempo, se pretende resolver el impacto de la variabilidad de mesoescala sobre el incremento de clorofila-a satelital en la zona de la dorsal de Juan Fernández. Se espera que los resultados del presente estudio permitan incorporar nuevos elementos de análisis sobre el funcionamiento de los ecosistemas asociados a islas oceánicas en el Pacífico suroriental.

o Sebastián Vásquez: Modelación de la historia de vida temprana del jurel (Trachurus murphyi) en el Pacífico Suroriental: Influencia de factores bio-físicos en la conectividad de zonas desove-crianza. [Resumen_link]. Programa de Magíster en Pesquerías, Universidad de Concepción.

RESUMEN
Dentro de los procesos que han sido identificados como críticos para el reclutamiento de especies pelágicas, destacan aquellos que afectan la etapa de vida temprana. Para casos donde existe un desacoplamiento espacial entre las zonas de desove y crianza (no existe sobreposición), el transporte de huevos y larvas entre dichas zonas (conectividad) parece ser clave dentro de estos procesos. En este contexto, las larvas que son transportadas hacia áreas menos favorables sufrirían mayores tasas de mortalidad respecto de aquellas que alcanzan las áreas de crianza con condiciones favorables para su desarrollo. Este proceso es particularmente relevante cuando las áreas de crianza se encuentran distantes de las áreas de desove. El jurel (Trachurus murphyi) se reproduce durante primavera en una extensa área en la zona oceánica situada frente a Chile central. Esta área de desove se extiende latitudinalmente desde los 30 hasta los 40°S y más allá de los 1000 millas náuticas desde la costa. El área de crianza propuesta según antecedentes biológico-pesqueros, se encuentra alejada del área de desove ubicada en la zona costera del sur de Perú y norte de Chile (al norte de los 25°S). Sin embargo, la conectividad entre estos dos habitats y los mecanismos envueltos durante el transporte de huevos y larvas de jurel desde el área de desove hacia la zona de crianza, no han sido aun clarificados. Los objetivos de este estudio son: i) Evaluar la conectividad entre el área de desove y potenciales zonas de crianza, identificando la importancia relativa de factores físicos y biológicos en el transporte de estadios tempranos de desarrollo del jurel y ii) Comparar los índices de pre-reclutamiento que emerjan de la modelación IBM, respecto de indicadores de reclutamiento provenientes de otras fuentes de información de la población. Para estudiar la dinámica de los estadios temprano de desarrollo de utilizará una Modelación Basada en el Individuo (IBM) acoplada a un modelo numérico hidrodinámico realista (Ocean Model for the Earth Simulator (OFES), escala cada 3 días), con énfasis en la conectividad y en los mecanismos físicos envueltos en el proceso de transporte desde el área de desove al área de crianza.

o Javier Porobic: Estudio de la conectividad larval y reclutamiento de Jasus frontalis en las islas de los archipiélagos de Juan Fernández y Desventuradas. [Resumen_link]. Programa de Magíster en Pesquerías, Universidad de Concepción

RESUMEN
El estudio de la conectividad y flujo migratorio entre subpoblaciones bentónicas marinas ha acaparado la atención de ecólogos y oceanógrafos durante la última década. Las escalas de conectividad dependen de factores biológicos inherentes a las poblaciones y de factores físico-oceanográficos que actúan sobre estas, modulando la dispersión y retención de los estadios pelágicos tempranos. La duración del estadio larval es el factor clave para la configuración de los patrones de dispersión y el grado de conectividad de las poblaciones de especies marinas, debido a que inciden en la capacidad de originar interconexiones entre áreas separadas a una gran distancia. Los procesos físicos oceanográficos vinculados con la historia de vida de especies sésiles o de baja movilidad cobran vital importancia en los archipiélagos debido al aislamiento espacial de las subpoblaciones. En archipiélagos las poblaciones adultas están aisladas producto de la fragmentación de su hábitat, y restringidas en su conectividad únicamente a la dispersión larvaria en estadíos tempranos primarios de la ontogenia. Las características oceánicas y el alto grado de endemismo del archipiélago de Juan Fernández e Islas Desventuradas, ubicadas frente a la costa de Chile (360 nm. del continente), resaltan su particularidad como un sistema tipo para estudiar los efectos de los procesos oceanográficos y las características de la historia de vida de las poblaciones bentónicas. Dentro del grupo de especies endémicas que habitan el archipiélago de Juan Fernández y las Islas Desventuradas, se encuentra Jasus frontalis (langosta de Juan Fernández). Esta es una especie bentónica de importancia comercial que presenta como característica de su ciclo de vida una prolongada fase larval pelágica, la cual puede durar aproximadamente un año. Muchas de estas especies marinas, con ciclos de vida que incluyen una etapa planctónica prolongada, se ven influenciadas en su sobrevivencia y reclutamiento por procesos oceanográficos que actúan sobre la población (ie. dispersión-retención). Conocer este tipo de patrones es de gran importancia para mejorara el diseño e implementación de las medidas de manejo de estas y otras pesquerías. Relacionado con lo expuesto anteriormente surgen cuatro preguntas que se abordarán durante el desarrollo del presente proyecto: (1)¿Cuál es el grado de conectividad de J. frontalis entre el archipiélago de Juan Fernández y las Islas Desventuradas y al interior de ellos?; (2) ¿Cuales son los procesos bio-físicos que estaría modulando la retención de Jasus frontalis en el archipiélago de Juan Fernández y en las Islas Desventuradas y la conectividad entre ellos?; (3) ¿Existe una relación entre el reclutamiento pesquero de J. frontalis y la conectividad de estos sistemas?; (5) ¿Existe una relación entre el reclutamiento pesquero de J. frontalis y asentamiento de los estadíos tempranos de J. Frontalis? Para responder estas interrogantes se utilizará un modelo de circulación oceánica (OFES) acoplado a un modelo basado en la historia de vida de J. frontalis, que de cuenta de los patrones de dispersión y asentamiento. Se realizaran simulaciones numéricas considerando diferentes factores biológicos que afecten el estadío larval de esta especie. Los resultados se contrastaran con observaciones provenientes de la estadística de desembarques de la pesquería. El análisis de estos resultados permitiría: i) Determinar los diferentes grados de conectividad-retención dentro y entre el archipiélago de Juan Fernández y las Islas Desventuradas, ii) Conocer los patrones de distribución y asentamiento de los estadios tempranos de J. frontalis, y iii) Establecer la posible relación entre el reclutamiento pesquero y el asentamiento a través de la implementación de un modelo de dinámica poblacional y un modelo biofísico con componentes biológicas basado en el individuo. Para la estimación de los reclutamientos históricos se implementará un modelo estadístico de diferencias y retraso en el número de langostas (delay difference model). La ejecución de esta propuesta permitirá abrir una nueva perspectiva de manejo permitiendo entender de forma más acabada los patrones que gobiernan las dinámicas poblacionales otorgando un mayor nivel de conocimiento y por lo tanto mayor certeza al momento de la toma de decisiones.

2010
o Parada, C., Núñez, S., Correa, M., Vásquez, S., Sepúlveda, A., Hormazábal, S., Combes, V., Di Lorenzo, E. 2010. Advances in biophysical modeling of Chilean jack mackerel in the South Pacific. ICES 20-13 September 2010, Nantes, France.[Resumen].
o Parada, C. 2010. Biophysical modeling: A necessary approach to understand complex early life history of marine resources. International Conference on Environment and Resources of the South Pacific, 22-26 November 2010, Viña del Mar, Chile. [Resumen].
o Vásquez, S., Correa-Ramírez, M., Sepúlveda, A. 2010. Influence of mesoscale oceanographic structures on larval distribution and survival in jack mackerel (Trachurus murphyi) off Central Chile. ICES 20-13 September 2010, Nantes, France.[Resumen].
o Andrade, I., Correa-Ramírez, M., Porobic, J., Parada, C., Núñez, S., Ernst, B., Hormazábal, S. 2010. Variabilidad espacio-temporal de clorofila satelital en el archipiélago de Juan Fernández (~33ºS): impacto potencial sobre la retención larval. International Conference on Environment and Resources of the South Pacific, 22-26 November 2010, Viña del Mar, Chile. [Resumen].
o Correa-Ramírez, M., Parada, C. y Núñez, S. 2010. Protocolo para la evaluación del desempeño de modelos numéricos del océano: Análisis multidimensional basado en Funciones Ortogonales Empíricas (FOEs). Congreso de Ciencias del Mar, 19-22 de Octubre 2010, Concepción-Chile.[Resumen].
o Correa-Ramírez, M., Parada, C., Núñez, S., Combes, V., DiLorenzo, E. 2010. A novel methodology to validate hydrodynamic model products: A simultaneous multidimensional analysis based on EOFs. International Conference on Environment and Resources of the South Pacific, 22-26 November 2010, Viña del Mar, Chile. [Resumen].
o Ernst, B., Parada, C., Hormazábal, S., Andrade, I., Porobic, C., Correa, M. 2010. Oceanografía y modelación biofísica entorno a la productividad y conectividad de las islas Oceánicas del Pacifico sur Oriental: Forzamiento local y remoto. Simposio Internacional, "El Programa Censo de la Vida Marina y la Contribución de Chile a una Década de Descubrimientos". Census of Marine Life, 29-30 de noviembre de 2010, Santiago-Chile. [Resumen].
o Ospina-Álvarez A., Palomera I., Garreu P., Nicolle A.& Parada C. 2010. Novel biophysical life cycle model for European anchovy in the NW Mediterranean: towards a fisheries management tool. ICES 20-13 September 2010, Nantes, France. [Resumen].
o Porobic, J., Parada, C., Ernst, B. & Hormazábal, S. 2010. Duración larval y conectividad de las poblaciones de la langosta de Juan Fernández: Evaluación a través de un modelo lagrangiano. Congreso de Ciencias del Mar, 19-22 de Octubre 2010, Concepción-Chile. [Resumen].
o Porobic, J., Parada, C., Ernst, B. & Hormazabal, S. 2010. Connectivity of the Juan Fernandez Lobster through biophysical models. International Conference on Environment and Resources of the South Pacific, 22-26 November 2010, Viña del Mar, Chile.[Resumen].
o Sepúlveda, A., Parada, C., Núñez, S., Hormazábal S. 2010. La empresa privada a la vanguardia de la investigación aplicada: Modelación biofísica de recursos pesqueros. Congreso de Ciencias del Mar, 19-22 de Octubre 2010, Concepción-Chile.[Resumen].
o Ruíz, P., Parada, C., Vásquez, S. 2010. Lagrangian model to assess the influence of the spawning timing on the advection and transport patterns of early life stages of Jack Mackerel (Trachurus Murphyi) in oceanic waters off South Pacific. International Conference on Environment and Resources of the South Pacific, 22-26 November 2010, Viña del Mar, Chile.[Resumen].
o Vásquez, S., Parada, C., Ruiz, P., Hormazábal, S., Núñez, S. 2010. Exploring connectivity between spawning and nursery grounds of Chilean Jack Mackerel through a biophysical coupled model. International Conference on Environment and Resources of the South Pacific, 22-26 November 2010, Viña del Mar, Chile.[Resumen].

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