Temas de la clase pasada

Presentación del tema: "Temas de la clase pasada"— Transcripción de la presentación:

1 Temas de la clase pasada
Introducción a ciclos biogeoquímicos Ciclo del agua Ciclo del oxígeno Ciclo del fósforo Ciclo del azufre Temas de hoy Ciclo del nitrógeno Ciclo del carbono Cambio climático Bibliografía: Ecología. Begon Harper y Townsend Ecología Smith y Smith Ecología. Ricklefs Ciclos C y N.

2 N2 Ciclo del Nitrógeno Principalmente gaseoso Relámpagos industria
Atmósfera HNO3 NOx H2O amonio nitratos bacterias N orgánico Tierra fitoplancton bacterias nitratos Océano Ciclos C y N.

3 Nitrificación por bacterias
Ciclo del nitrógeno Fijación de N2 + reducido Amonificación Nitrógeno orgánico Amonio N2 Nitrógeno molecular Nitrificación por bacterias N2 O NO Nitrito NO2 Nitrificación por bacterias Desnitrificación por bacterias en ausencia de oxígeno Nitrato NO3- + oxidado Ciclos C y N.

4 + + - Natural: relámpagos, organismos Humana: industrias y cultivos
Efectos antrópicos sobre el ciclo del nitrógeno Natural: relámpagos, organismos Fijación de N2 Amonificación + Nitrógeno orgánico Humana: industrias y cultivos Amonio N2 Nitrógeno molecular + Combustión Nitrificación por bacterias N2 O NO Nitrito NO2 Nitrificación por bacterias Desnitrificación por bacterias - Nitrato NO3- Pérdida de humedales Ciclos C y N.

5 Fuentes de Fijación de Nitrógeno
N total almacenado: Tg/año Ciclos C y N.

6 Concentración de óxido nitroso en la atmósfera (ppm)
La actividad del hombre incrementó la concentración de amonio y óxidos de nitrógeno en la atmósfera Concentración de óxido nitroso en la atmósfera (ppm) Ciclos C y N.

7 Aumento de amonio y óxidos de nitrógeno en la atmósfera Lluvia ácida
Las consecuencias de los cambios producidos por el hombre en el ciclo del nitrógeno Escala regional Aumento de amonio y óxidos de nitrógeno en la atmósfera Lluvia ácida Efecto invernadero Escala global Combustión de depósitos de Materia orgánica Aumento del nitrógeno disponible para los seres vivos Fijación artificial de N Disminución de bacterias desnitrificantes Aumento en la fijación de CO2 Pérdida de otros nutrientes, como Ca y K + N en ríos y estuarios Ciclos C y N.

8 Producción de lluvia ácida
NOx Ciclos C y N. bacterias

9 El efecto sobre agua y suelo depende de la capacidad de neutralización
Daños que produce la lluvia ácida Acidificación de cuerpos de agua Deterioro de bosques de montaña Corrosión de edificios y estatuas pH en base de nubes muy bajo: 3,6 Disminución de peces, anfibios y otros organismos Se diluye al precipitar: 4,6 El efecto sobre agua y suelo depende de la capacidad de neutralización Ciclos C y N.

10 Regiones del mundo más afectadas por la lluvia ácida
Ciclos C y N.

11 Hidrocarburos fósiles= 3800
Unidades: Gt: 1017g Distribución del Carbono en reservorios Biomasa: 560 CO2 , CO, CH4= 720 Materia muerta= 1200 C inorgánico= 37400 C orgánico disuelto= 1000 Biomasa= 3 Hidrocarburos fósiles= 3800 Ciclos C y N. Roca sedimentaria:

12 Transformaciones del carbono a lo largo del ciclo
H2O Perdido hacia la atmósfera + Reducido Metano CH4 Carbono orgánico Metanogénesis Ganancia neta de energía CH2O Respiración Libera energía FS consume energía Liberación de energía Con H2 sin O2 CO2 + Oxidado H2O Ciclos C y N. Los cambios ocurren por acción de seres vivos

13 Efecto del hombre sobre el ciclo del carbono
Perdido hacia la atmósfera H2O + Reducido +Combustión Metano CH4 + ganado Carbono orgánico Metanogénesis Ganancia neta de energía - def CH2O Respiración Libera energía FS consume energía Liberación de energía Con H2 sin O2 CO2 + Oxidado H2O Ciclos C y N. Los cambios ocurren por acción de seres vivos

14 Balance de emisiones y consumos de CO2 de la atmósfera
5 Unidades: Gt: 1017g 2 120 60  Balance = 5  Observado = 3 ¿? 60 105 Balance de emisiones y consumos de CO2 de la atmósfera Ciclos C y N.

15 Difusión y afloramiento Sedimentación
CO2 “Bomba biológica de carbono”: hay un transporte de carbono hacia el fondo del océano Difusión y disolución FS CO2 + H2O Zona con luz para FS CH2O + O2 R Difusión y afloramiento Sedimentación R Zona sin luz para FS CO2 + H2O CH2O en MO muerta + O2 Sedimentación Ciclos C y N. C en sedimentos

16 Incremento en la concentración de CO2 desde 1955 hasta 2005
Ciclos C y N.

17 Cambios en las emisiones de carbono entre 1800 y 2000 debido a distintas actividades
Ciclos C y N.

18 Emisiones de carbono entre 1800 y 2000 en distintas regiones de la Tierra
Ciclos C y N.

19 Emisiones antropógenicas de origen industrial o por uso de la Tierra en distintas regiones
Ciclos C y N.

20 Cambios en la atmósfera durante la era industrial
Ciclos C y N.

21 Efectos del aumento del CO2 atmosférico
¿¿Aumento en la producción de las plantas?? Cambios en las relaciones de competencia entre plantas C3, C4 y CAM Aumento de la relación carbono:nitrógeno en plantas. Déficit de nitrógeno para descomponedores Aumento del efecto invernadero Ciclos C y N.

22 La radiación solar y terrestre
Longitudes de absorción de gases invernaderos Ventana de radiación Radiación de onda corta Radiación infrarroja Absorción UV Tierra Los gases de invernadero en la atmósfera absorben parte de la radiación infrarroja emitida por la Tierra, lo que mantiene una mayor temperatura que en planetas sin atmósfera o con otra composición El principal gas de invernadero es el vapor de agua Ciclos C y N.

23 ¿Qué es el Clima? El clima abarca los valores estadísticos sobre los elementos del tiempo atmosférico en una región durante un período representativo: temperatura, humedad, presión, viento y precipitaciones, principalmente. Estos valores se obtienen con la recopilación de forma sistemática y homogénea de la información meteorológica, durante períodos que se consideran suficientemente representativos, de 30 años o más Ciclos C y N.

24 Variaciones climáticas
El clima está determinado por el balance entre la radiación incidente y la emitida por la Tierra y por su redistribución en el planeta Este balance está influido por Manchas solares Órbita terrestre Inclinación del eje terrestre Variaciones en la radiación solar incidente Variaciones en la reflexión Composición de la atmósfera: Gases invernadero Albedo por hielos Cubierta vegetal Aerosoles Nubes Ciclos C y N.

25 Características de los Subsistemas que determinan el clima
Océano Atmósfera > Masa y densidad Baja densidad Respuesta térmica más lenta > Respuesta térmica > Capacidad calorífica del océano Temperaturas actuales son resultado de procesos pasados En superficie: últimos decenios En profundidad: últimos miles de años El aire de la capa baja de la atmósfera depende de la del océano superficial La capa alta ( estratósfera) está desacoplada Ciclos C y N.

26 Rta térmica lenta debido a su masa
Mantos de hielo Glaciares Criósfera Hielo marino Rta térmica lenta debido a su masa Mantos de nieve < temperatura Albedo: reflejo de la radiación solar Retroalimentación positiva + hielo + reflejo < temperatura Ciclos C y N.

27 Cambia la reflexión (el albedo)
Cambia la evaporación Biósfera Disminuye la amplitud térmica Influye sobre ciclos de los gases invernadero Intercambio con la atmósfera Aporte de aerosoles Litósfera Vulcanismo Ciclos C y N.

28 Causas de variabilidad en el clima
Clima: estado promedio (30 años) de la atmósfera. OMM Manchas solares: ciclos de años Cambios en la energía del sol. Cambios en la órbita terrestre: ciclos de más de años Cambios en la composición de la atmósfera vulcanismo Desplazamientos de continentes y corrientes marinas Movimientos tectónicos Alteraciones geológicas Ciclos C y N.

29 Variabilidad antrópica en el clima
Cambios en la composición de la atmósfera Efecto invernadero Aerosoles Cambia la reflexión y evaporación Cambios en la cobertura vegetal Cambios por urbanización “Islas de calor” Ciclos C y N.

30 GASES INVERNADERO Forzamiento radiativo por unidad de masa y tiempo de vida de distintos gases invernadero FR Tiempo de vida CO CH ,5 N2O CFC , CFC , Forzamiento radiativo: Cambio en el balance de radiación al nivel de tope de la tropósfera El efecto total depende de la cantidad y de la capacidad de forzamiento por unidad Ciclos C y N.

31 Forzamiento radiativo total desde el comienzo del período industrial
Ciclos C y N.

32 N2O por agricultura y otros CH4 por agricultura y otros
CO2 por deforestaciòn CO2 por combustión N2O por agricultura y otros CH4 por agricultura y otros Ciclos C y N.

33 ¿Cómo sabemos si el clima cambió?
temp Años Series de tiempo Registros Período abarcado Confiabilidad de los datos Reconstrucción paleoclimática Cobertura espacial de los datos Burbujas de gas en hielo Antártico Ciclos C y N.

34 Registros en los últimos siglos y años
   Reconstrucción paleoclimática. Testigo de Vostok, perforación del hielo antártico hasta 2000 m de profundidad a partir del cual se puede analizar el contenido de burbujas de aire atrapadas a distintas profundidades (aprox años) Se mide CO2 y la relación entre isótopos da estimación de temperaturas reinantes. Registros en los últimos siglos y años Ciclos C y N.

35 Ciclos C y N.

36 Cambios en la temperatura y cobertura de hielos en el Ártico
A escalas continentales, regionales y de cuencas oceánicas se han observado cambios a largo plazo. Cambios en la temperatura y cobertura de hielos en el Ártico Cambios en la magnitud e intensidad de las precipitaciones Cambios en la salinidad del océano Cambios en los vientos Aumento de eventos extremos como tormentas, sequías, olas de calor e intensidad de ciclones tropicales Ciclos C y N.

37 Ciclos C y N.

38 ¿Variabilidad natural o cambios antropogénicos?
Apartamiento de la temperatura media anual respecto al período Ciclos C y N. Planeta

39 Ciclos C y N.

40 Ciclos C y N.

41 La cobertura de nieve y hielo del Artico están disminuyendo
La cobertura de Nieve en primavera mostró una gran disminución durante los 1980s El hielo sobre el mar Artico disminuyó un 2.7% por década (En verano: -7.4%/década) Ciclos C y N.

42 Los glaciares y los suelos congelados están disminuyendo
Ciclos C y N.

43 El incremento en temperatura fue mayor en los últimos años
Ciclos C y N.

44 Ciclos C y N.

45 Cambios en las precipitaciones: incremento de intensidad de lluvias
Ciclos C y N.

46 Modelo con forzantes naturales
Modelo con forzantes antropógenicos Modelo con forzantes naturales + antropogénicos En gris: cambios esperados de acuerdo a los modelos En rojo: observado Ciclos C y N.

47 Más pronunciado en latitudes altas
Cambios en el clima que predicen los modelos de acuerdo a los cambios introducidos por el hombre Aumento de temperatura Más pronunciado en invierno Más pronunciado en mínimas Más pronunciado en latitudes altas > Número de días calurosos < Número de días con heladas Aumento de eventos extremos Ciclos C y N. Cambios en la precipitación

48 Predicciones de los modelos climáticos
Aumento de 1-3,5 º C para el 2100. Corrimiento de isotermas. Un cambio de 3 C equivale a correrse km a nivel del mar o 500 m en altura Derretimiento de hielos y expansión térmica del mar: inundación de tierras bajas El efecto sería mayor en zonas extremas (polos) que en zonas templadas y cálidas. Habría disminución de la amplitud térmica diaria (por > efecto durante la noche) Mayor incremento en invierno que en verano, de noche que de día. Ciclos C y N.

49 Incremento en eventos extremos
PRECIPITACIÓN.    Todos los modelos predicen aumento en la precipitación global, pero algunas regiones van a ser más secas. Incremento en eventos extremos Ciclos C y N.

50 Escenario predicho en Argentina
Región centro- Norte: Incremento en temperaturas mínimas, pero disminución en la máxima = T media Veranos más largos Inviernos más moderados Más evidente en la Patagonia Centro y norte: incremento del 23% Precipitaciones Centro- oeste: reducción del 50% > Frecuencia de vientos del E en el río de la Plata Desplazamiento hacia el sur del anticiclón del Atlántico sur Ciclos C y N.

51 La cuenca del Plata. Observaciones
Incremento de % en precipitaciones en Misiones y Corrientes en los últimos 40 años Corrimiento isoyetas hacia el oeste Expansión de la frontera agrícola hacia el oeste Incremento en el caudal de los ríos El Río de la Plata aumentó 1,7 mm/año en el último siglo Mayor frecuencia de sudestadas Ciclos C y N.

52 Disminución de 50- 60% en el caudal de los ríos desde 1980
Región de Cuyo y Comahue Disminución de % en el caudal de los ríos desde 1980 Disminución de nevadas en los Andes Ciclos C y N.

53 Reducción del 5,2% en las emisiones entre 2008 y 2012 respecto a 1990
Protocolo de Kyoto Reducción del 5,2% en las emisiones entre 2008 y 2012 respecto a 1990 2010 pico de emisión de CO2 CO2 CH4 N2O HFC PFC SF6 Bonos de carbono: equivalente en pesos de la disminución de emisión Ciclos C y N.

54 ¿Tuvo algún efecto el Protocolo de Kioto?
Para la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (Cmnucc) desde la entrada en vigor del Protocolo de Kioto "se ha logrado una reducción del 22,6 por ciento en las emisiones de gases de efecto invernadero con respecto a los niveles de 1990 en 37 países industrializados y la UE 

55 Segundo periodo del Protocolo de Kioto
La decimoctava Conferencia de las Partes (COP 18) sobre cambio climático ratificó el segundo periodo de vigencia del Protocolo de Kioto desde el 1 de enero de 2013 hasta el 31 de diciembre de 2020. La duración de este segundo periodo será de ocho años, con metas concretas al Este proceso denotó un débil compromiso de los países industrializados, tales como Estados Unidos, Rusia,y Canadá, los cuales no respaldaron la prórroga. La canalización de financiamiento y tecnología de apoyo a países en desarrollo tuvo avances importantes. Los países desarrollados reiteraron su compromiso de continuar el financiamiento a largo plazo, con miras a movilizar 100 mil millones de dólares para adaptación y mitigación hasta el 2020. Las partes acordaron seguir con esfuerzos para implementar Planes Nacionales de Adaptación en países en desarrollo. Para ello, iniciaron diálogos sobre el mecanismo de daños y pérdidas que permitan el reconocimiento financiero a países víctimas de desastres climáticos significativos.

56 Predicciones de variaciones en T·, precipitaciones y eventos extremos
Modelos climáticos Predicciones de variaciones en T·, precipitaciones y eventos extremos Ecología Predicciones de consecuencias sobre seres vivos Individuos Poblaciones Comunidades Ciclos C y N. Biomas

57 Consecuencias del cambio de temperatura sobre los organismos
Nivel individual Efectos Fenológicos Efectos Fisiológicos Aumento de tasa de fotosíntesis, respiración y crecimiento Cambios en los óptimos Posibles desajustes Efectos sobre poblaciones, comunidades y ecosistemas Cambios en las relaciones de competencia Extinciones Cambios en los rangos de distribución Cambios en la composición de las comunidades Cambios en las funciones de los ecosistemas Ciclos C y N.

58 Cambios en la distribución geográfica:
Atlántico N Zooplancton de aguas cálidas se expandió 1000 km al N en los últimos 40 años Zooplancton de aguas frías contrajo su distribución Ciclos C y N.

59 Cambios en la disponibilidad de hábitat por cambios en temperatura y precipitación
Ej Proteas en África Muchas especies pueden perder hábitats Aumenta el riesgo de extinción Áreas protegidas pueden quedar mal ubicadas Ciclos C y N.

60 Riesgo de invasiones El caso de la acacia en Australia
Introducida desde África Se convirtió en peste De acuerdo a su “nicho fundamental” > Temperatura > área a invadir > CO > eficiencia en áreas secas > área a invadir Ciclos C y N.

61 Distribución de la Acacia bajo 3 escenarios climáticos
Clima actual 2·C + y 10% más precipitación 2·C + y 10% menos precipitación Ciclos C y N.

62 La hormiga Argentina Modelo de nicho en base a distribución original y área invadida Temperatura Precipitación Días con heladas Días húmedos Elevación Pendiente Se predice disminución en áreas tropicales Aumento en latitudes altas Ciclos C y N.

63 especies r y K estrategas Especialistas y generalistas
Diferentes efectos de los cambios climáticos y en los gases atmosféricos especies r y K estrategas Especialistas y generalistas Aves migratorias Rango de movimientos Ciclos C y N.

64 Efectos sobre poblaciones Oscilación Artica: > temperaturas
Los osos polares Oscilación Artica: > temperaturas Menos crías Ciclos C y N. Efecto por capa de hielo o indirecto por presas

65 Aumento de riesgo de dengue, fiebre amarilla. cólera
Efectos sobre pestes áfidos Disminuirían con aumento de CO2 Aumento de riesgo de dengue, fiebre amarilla. cólera Ciclos C y N.

66 Efectos sobre explotación de pesquerías
Bacalao Datos y posibles escenarios de cambios Efecto sobre juveniles Efecto sobre hábitat Ciclos C y N.

67 Incendios, peste, tormentas
Efectos sobre bosques Incendios, peste, tormentas Ciclos C y N.