Doctorado en Oceanografía

Modelacion atmosferica regional (wrf)

Durante esta asignatura, se capacitarán estudiantes y jovenes profesionales de geofísica (oceanografia, climatologia) en el uso del modelo regional atmósferico WRF (Weather Research & Forecasting Model, Skamarock et al., 2008, https://www.mmm.ucar.edu/models/wrf), ampliamente usado por la comunidad cientifica. Este curso esta destinado a aprender a usar el modelo WRF, sin necesidad de conocimiento previo en el uso de este modelo pero con conocimientos de computación y programación. Este curso se realizará en las instalaciones de la Fundación San Ignacio de Huinay, en su estación cientifica en la Patagonia Chilena, donde los estudiantes serán alojados y compartirán las comidas con sus profesores. Se enseñará en forma teórica y práctica como preparar, realizar y analizar simulaciones con el modelo, dando pautas para un uso adecuado del modelo (configuracion, parametrizacion etc). Tambien se enseñaran diversas aplicaciones del modelo y la metodologia usada en aquellos casos. Las tardes estarán dedicadas a clases practicas donde los estudiantes trabajaran en un proyecto individuales donde prepararán, realizarán y analizarán una simulación cada uno en su zona de estudio. También se planea una salida a terreno a fin de participar en una campaña de mediciones que servirán para validación de simulaciones.

Ecosistemas pelágicos: diversidad y procesos ecofisiológicos

Es un curso intensivo teórico-práctico para estudiantes de postgrado de Ciencias del Mar, Oceanográficas, ambientales y afines, basado en la revisión de los conceptos, componentes y procesos principales que permiten entender la estructura y dinámica de la biodiversidad marina y el rol de sus componentes en los ciclos biogeoquímicos y funciones del océano. Aborda tres temas prioritarios desde una perspectiva integral: Diversidad del ambiente pelágico, biogeografía y macroecología marina, flujos biogeoquímicos y ecofisiología del plancton. Su modalidad integradora, combinará clases expositivas y una fuerte componente interactiva por parte de los estudiantes a través de trabajo en laboratorio, análisis de caso y análisis crítico de resultados científicos relativos a las temáticas.

Modelación regional biogeoquímica oceánica (croco-pisces)

Curso electivo Teórico-Práctico donde las y los estudiantes podrán conocer y aplicar herramientas avanzadas de modelación oceánica. Su meta es enseñar a los estudiantes a usar el modelo regional de océano (física) CROCO (Shchepetkin and McWilliams, 2009) y el modelo biogeoquímico PISCES, (Aumont et al., 2015). Estos dos modelos son ampliamente ampliamente usados por la comunidad cientifica (e.g. Herrera et al., 2018; Renault et al., 2019; Hauschildt et al., 2021; Echevin et al., 2021 ; De Mello et al., 2022; Maillard et al., 2022; Xue et al., 2022). Estos modelos permiten, por ejemplo, hacer downscaling de escenarios futuro de cambio climatico (e.g. Oerder et al.,2015), reproducir la circulación de una zona costera para entender sus forzantes (e.g. Vergara et al., 2023) o alimentar modelos de larvas (Flores-Valiente et al., 2023) o de peces (Cruz et al., 2022). Al terminar el curso, los estudiantes serán capaces de usar el modelo para diseñar y realizar sus propias simulaciones. El curso constará de clases teóricas para explicar el funcionamiento de los modelos y de clases prácticas donde los estudiantes irán desarrollando un caso aplicado. En estas clases prácticas irán preparando, corriendo y analizando una simulación regional interanual incluyendo biogeoquímica.

El origen y la evolución de la vida en una tierra cambiante

Profundización en oceanografía química

ASIGNATURA TEÓRICA QUE EXAMINA EN PROFUNDIDAD LOS CONCEPTOS CLAVE PARA LA COMPRENSIÓN DE LA DINÁMICA DE ESPECIES QUÍMICAS DE ORIGEN NATURAL Y ANTROPOGÉNICO EN EL OCÉANO, CON ÉNFASIS EN LA INTERACCIÓN ENTRE DE COMPARTIMENTOS ATMÓSFERA, HIDRÓSFERA, Y LITÓSFERA. ESTA ASIGNATURA TEÓRICA TRIBUTA A LAS SIGUIENTES COMPETENCIAS DEL PERFIL DEL GRADUADO: ? INTEGRAR CONCEPTOS CIENTÍFICOS Y METODOLOGÍAS PARA LA GENERACIÓN DE NUEVO CONOCIMIENTO ? ORGANIZAR Y COMUNICAR INFORMACIÓN CIENTÍFICA DE LA DISCIPLINA EN CONTEXTOS ACADÉMICOS Y NO ACADÉMICOS. ? FORMULAR EN FORMA AUTÓNOMA PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN. ? DESARROLLAR INVESTIGACIÓN OCEANOGRÁFICA EN FORMA AUTÓNOMA O INTEGRANDO EQUIPOS DE TRABAJO MULTIDISCIPLINARIOS. ? EVALUAR CRÍTICAMENTE INFORMACIÓN PERTINENTE A LA DISCIPLINA.

Herramientas informaticas para la investigación y la modelación del oceáno

Esta asignatura esté diseñada para estudiantes de carreras científicas, en particular en ciencias oceánicas y/o atmosféricas. Su meta es prepararar a los estudiantes para que instalen una distribución de Linux en su computadora, pudiendo conservar su sistema operativo anterior (Windows o Mac). Esta asignatura se recomienda para aquellas y aquellos estudiantes que estén interesadas(os) en aprender sobre la modelación en ciencias del clima (oceanografía o climatología) ya que enseña todas las herramientas necesarias que se requiere para realizar un modelo oceánico (como ROMS/CROCO, Shchepetkin and McWilliams, 2009 o NEMO, Madec, 2008, por ejemplo), biogeoquímico (como PISCES, Aumont et al., 2015; Aumont and Bopp, 2006 o BioEBUS, Gutknecht et al., 2013ab), de oleaje (como WW3, Tolman, 1992) o de atmósfera (como WRF, Skamarock and Klemp , 2008). Los estudiantes aprenderán a usar Linux, instalar y usar los programas esenciales. Luego aprenderán a usar el terminal, escribir y ejecutar scripts en bash, compilar programas en diferentes lenguajes. Se realizarán simulaciones oceánicas simples (test cases) usando el modelo regional CROCO. Este modelo es ampliamente usado por la comunidad cientifica (e.g. Herrera et al., 2018; Renault et al., 2019; Hauschildt et al., 2021; De Mello et al., 2022; Maillard et al., 2022; Xue et al., 2022) Aprenderan a visualizar y manipular archivos netcdf (formato muy usado en oceanografía y climatología) desde el terminal, aprenderán a conectarnos a distancia y a usar una máquina de alto rendimiento como las que se necesitan usar para realizar simulaciones oceánicas o atmosféricas. Finalmente aprenderán a usar LateX para crear documentos (manuscrito de tesis, artículos científicos, presentaciones).

Sequestration and oxidation of carbon at the land-ocean interface

We will begin with an overview of the general physicochemical features of the land-ocean interface (e.g., river deltas, estuaries, coastal wetlands, tidewater glaciers) around the world, with particular emphasis on the impact of global change on these highly dynamic and productive systems. We will then proceed with key biogeochemical pathways of these systems, as related to natural and anthropogenic changes. Finally, we will explore the fate and distribution organic carbon using state-of-the-art analytical techniques to measure proxies (e.g., chemical biomarkers, stable isotopes, radiocarbon) that can “track” the burial and oxidation of organic carbon in the coastal zone

Epigenetic phenomena connecting climate change and coastal marine species

This one-week intensive graduate-level course explores the intriguing intersection of climate change, epigenetics, and marine invertebrate physiology, with a significant emphasis on the application of functional genomics. The course aims to highlight the substantial yet often overlooked role of marine invertebrates in coastal ecosystems, underlining their ecological significance and their responses to climate change at an epigenetic level. The course starts by establishing a strong foundational understanding of epigenetics, climate change, and marine invertebrate physiology. Following this, students will delve into the intricate role of functional genomics in understanding these connections. Real-world examples will be extensively used to discuss how changes in climate directly and indirectly lead to alterations in the epigenetic mechanisms of various coastal marine invertebrates. By the end of the course, students should have a comprehensive understanding of how climate change can influence the epigenetics and physiology of coastal marine invertebrates and the potential broader implications for marine ecosystems. The course is suitable for students with a basic understanding of genetics and climate science, although students from all disciplines are welcome as the course starts from foundational principles. Through a mix of lectures, discussions, and interactive case studies, students will develop a nuanced understanding of the course topics. This course is highly recommended for students interested in marine biology, genetics, climate change, and conservation biology.

Paleohydrology: inferring past climate and environmental changes from coastal sediments

Sediments deposited on the continental margin, including fjords, constitute one of the best archives of climate and environmental change. They allow reconstructing past changes in hydrology, including river discharge and glacier variability, at relatively high resolution and on timescales that cover the Holocene and beyond. Interpreting coastal sediment records in terms of past changes in hydrology, however, necessitates a comprehensive understanding of how these processes are recorded in the physical and chemical properties of the sediments. This course will provide an overview of the processes that deliver terrestrial sediment to the coastal ocean and it will illustrate how sediment archives can be used to reconstruct past change in river discharge, glacier variability and aquatic productivity, with a particular focus on the Patagonian fjords.

Ecología del fitoplancton marino

El fitoplancton marino está formado por organismos microscópicos fotosintéticos y es responsable por aproximadamente el 45% de la producción primaria neta mundial, además de realizar otras funciones biogeoquímicas fundamentales, tales como fijación de nitrógeno, precipitación de carbonato de calcio, la producción de gases climáticamente activos como el dimetilsulfuro, en adición a efectos adversos como la formación de Floraciones Algales Nocivas (FANs). En esta asignatura se analizarán la diversidad de las comunidades fitoplanctónicas en diferentes sistemas marinos, la regulación de su abundancia y producción, su relación con otras comunidades marinas, su papel en las redes tróficas y su importancia global en los flujos de nutrientes. Los estudiantes aprenderán las bases teóricas de la ecología del fitoplancton y se les realizarán algunos ejercicios prácticos. Están previstos seminarios de apoyo a cargo de expertos en la materia

Herramientas estadísticas multivariadas

La asignatura busca proporcionar a los estudiantes de posgrado una comprensión conceptual y práctica de herramientas estadísticas multivariadas. Aunque se centra principalmente en el tratamiento de datos observacionales, las herramientas que se abordarán durante este curso son adecuadas para el análisis de todos los conjuntos de datos multivariados (incluidos los obtenidos experimentalmente). En lugar de centrarse en cálculos matemáticos, el curso se centrará en los conceptos, principios y supuestos detrás de los diferentes análisis, lo que permitirá a los estudiantes identificar las herramientas adecuadas para abordar sus preguntas científicas teniendo en cuenta las limitaciones de sus conjuntos de datos. El curso también abarcará el análisis univariado complementario que se puede realizar en paralelo para respaldar las conclusiones obtenidas con las herramientas multivariadas. Es deseable tener conocimientos previos de estadística básica, pero no es obligatorio.

Enfoques multidisciplinarios para el estudios de floraciones algales nocivas

Las floraciones algales nocivas (FAN), comúnmente conocidas como “mareas rojas”, afectan a la mayoría de las zonas costeras de todo el mundo. Estas dramáticas proliferaciones de microalgas pueden afectar negativamente a la salud humana y a los ecosistemas costeros, ya que algunos taxones formadores de FAN producen toxinas que pueden transferirse a través de la cadena alimentaria o liberarse directamente en el agua de mar, provocando enfermedades e incluso la muerte de muchas especies. En las últimas décadas se ha observado un aumento de la distribución, magnitud y frecuencia de las FAN, que se ha asociado a mayores pérdidas económicas, un mayor número de organismos afectados y una mayor diversidad de microalgas tóxicas y toxinas. El problema de las FAN plantea un complejo reto para la investigación científica y la gestión de los recursos costeros debido a la diversidad de especies y sus efectos. En el Austral Summer Institute XXII, revisaremos herramientas para la caracterización de las FAN es por lo tanto presentar un enfoque multidisciplinario e integrador para abordar el problema global de estos eventos. En este curso, combinaremos conferencias teóricas y actividades prácticas para revisar diferentes enfoques para la caracterización de las FAN, incluyendo a) Imaging Flow CytoBot (IFCB) y b) metabarcoding (secuenciación de alto rendimiento de muestras ambientales) para la detección de especies de microalgas nocivas en la Bahía de Coliumo, c) técnicas de cultivo, d) recolección de toxinas con muestreadores pasivos en la Bahía de Coliumo (sensor en boya oceanográfica), e) análisis de toxinas mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (HPLC-MS/MS), y f) uso de modelos estadísticos para contrastar la información biológica generada con las condiciones oceanográficas in situ obtenidas de la boya oceanográfica en la Bahía de Coliumo (Departamento de Oceanografía), registros históricos y sensores remotos. El objetivo principal del curso es, por tanto, presentar un enfoque multidisciplinario e integrador para abordar el problema global de HAB y adquirir los medios para comprender la variabilidad de las condiciones que conducen a HAB.

Uso del análisis de datos aplicado a oceanografía

Este curso teórico–práctico introduce un flujo completo de análisis de datos para oceanografía, desde la comprensión de fuentes de datos (in situ, satelitales y reanálisis) y el planteamiento de preguntas de investigación, hasta análisis exploratorio, modelado estadístico, aprendizaje de máquina/deep learning y transformadas para series de tiempo y campos espaciales. Las y los estudiantes aprenderán a construir y documentar sus propios data sets (FAIR), aplicar control de calidad, visualización y modelado, y a apoyarse responsablemente en modelos fundacionales/LLMs (p. ej., ChatGPT, Claude, DeepSeek; en Google Colab) para acelerar tareas de búsqueda de métodos, recomendaciones de análisis y generación/depuración de código en Python y R. Se enfatiza reproducibilidad (notebooks, control de versiones), ética y gobernanza de datos, y criterios de validación científica de resultados

Oceanografía costera observacional

El desarrollo de habilidades para el trabajo de terreno en el ámbito de la oceanografía física constituye un componente esencial en la formación académica de las y los futuros investigadores. La asignatura Oceanografía Costera Observacional tiene como propósito fortalecer las competencias prácticas de las y los estudiantes en el uso de instrumentos oceanográficos, la aplicación de herramientas de adquisición y procesamiento de datos, y el entrenamiento en la obtención y análisis de variables ambientales. El curso se orienta al estudio de procesos oceanográficos que caracterizan la zona costera de la Región del Biobío

Epigenomics in aquaculture (epiaqua): beyond the known effects of climate change on marine organisms

Los avances recientes en biología molecular han incorporado la epigenómica para comprender las interacciones entre el organismo y el ambiente, y la plasticidad fenotípica. Estas respuestas se desarrollan durante la ontogenia e influyen en la reproducción, la respuesta inmunitaria y el crecimiento. La aplicación de la epigenómica es esencial para la selección genética en organismos acuáticos, ya que proporciona una visión integral de los efectos multigeneracionales y hereditarios causados por factores de estrés ambiental como las olas de calor, la hipoxia y la acidificación oceánica. Las herramientas moleculares y bioinformáticas pueden revelar cómo los modificadores epigenómicos inciden en la evolución de las especies acuáticas. EpiAqua ofrece una excelente oportunidad para estudiantes de posgrado y científicos jóvenes para explorar los últimos avances en epigenómica aplicada. El curso también incluirá tres módulos específicos: un «curso intensivo de genómica», en el que los participantes recibirán capacitación en: (i) herramientas de visualización utilizadas en genómica marina, (ii) análisis de secuenciación de nanoporos e Illumina, y (iii) análisis de microbiota en biología marina. El curso intensivo de genómica se impartirá en el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción. Durante tres días, expertos de Estados Unidos y de Chile debatirán sobre el potencial de la epigenómica en la acuicultura y sugerirán líneas de investigación futuras para la producción de mariscos y peces.

Inestabilidades hidrodinámicas y turbulencia en el océano

Esta asignatura de especialización introduce al estudio de las inestabilidades hidrodinámicas y la turbulencia en el océano, con énfasis en los procesos físicos que controlan la generación de estructuras y movimientos desde la microescala hasta la meso y submesoescala. El curso aborda los conceptos fundamentales de estabilidad, inestabilidad y mezcla en flujos estratificados y que rotan, incluyendo inestabilidades gravitacionales, de cizalla, de doble difusión, barotrópicas, baroclínicas y simétricas, así como su vínculo con la transición a turbulencia y con procesos relevantes de la dinámica oceánica. Asimismo, introduce herramientas conceptuales para analizar el rol de la estratificación, la rotación, la vorticidad, la energía y la mezcla turbulenta en la evolución de los flujos geofísicos. La asignatura busca que los estudiantes comprendan los mecanismos físicos que originan estas inestabilidades y su importancia en la circulación, ventilación, mezcla y variabilidad del océano.

Tópicos de modelos oceánicos

Curso electivo Teórico-Práctico donde las y los estudiantes podrán conocer y aplicar herramientas avanzadas de modelación oceánica. Su meta es enseñar a los estudiantes a usar el modelo regional de océano (física) CROCO (Shchepetkin and McWilliams, 2009) y el modelo biogeoquímico PISCES, (Aumont et al., 2015). Estos dos modelos son ampliamente ampliamente usados por la comunidad cientifica (e.g. Herrera et al., 2018; Renault et al., 2019; Hauschildt et al., 2021; Echevin et al., 2021 ; De Mello et al., 2022; Maillard et al., 2022; Xue et al., 2022). Estos modelos permiten, por ejemplo, hacer downscaling de escenarios futuro de cambio climatico (e.g. Oerder et al.,2015), reproducir la circulación de una zona costera para entender sus forzantes (e.g. Vergara et al., 2023) o alimentar modelos de larvas (Flores-Valiente et al., 2023) o de peces (Cruz et al., 2022). Durante el curso, los estudiantes trabajarán en un caso aplicado, preparando, corriendo y analizando una simulación regional interanual acoplada física con biogeoquímica en la región de surgencia de Perú-Chile. Al terminar el curso, los estudiantes serán capaces de usar el modelo para diseñar y realizar sus propias simulaciones.

Ecology and diversity of marine microorganims (ecodim)

ECODIM es un curso intensivo teórico-práctico que se centra en enseñar a los estudiantes las múltiples facetas de la ecología y diversidad microbiana y de cómo los microorganismos interactúan y contribuyen a los procesos biogeoquímicos del ambiente con especial énfasis en el océano.