1INIDEP-CONICET, 2 INIDEP.

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1 1INIDEP-CONICET, mgruiz@inidep.edu.ar; 2 INIDEP.
Desde la costa hasta el talud continental en ambos laterales de la ZCP: Características bio-ópticas en marzo 2014 basadas en estimaciones de campo y satelitales M. Guillermina Ruiz1, Ezequiel Cozzolino2, Á. Daniel Cucchi-Colleoni2 & Vivian Lutz1 1INIDEP-CONICET, 2 INIDEP.

2 ¿Qué es la bio-óptica? Pauly & Christensen (1995) PPR for fisheries . *. Predadores tope Peces presa Zooplancton Fitoplancton Los datos generados son inputs directos para distintos modelos: producción primaria, biogeoquímicos y ecosistémicos. El titulo. Propiedades bioopticas en la zcp.

3 Objetivo: Caracterizar la variación en las propiedades bio-ópticas in situ y satelitales de la ZCP. * * El objetivo de nuestro trabajo fue caracterizar mediante mediciones in situ de variables bio-ópticas las condiciones ambientales de la ZCP. Para esto utilizamos los siguientes equipos: En el barco, un sensor de luz, que se sumerge hasta el fondo desde la cubierta del barco, una roseta de de botellas Niskin para recolectar agua a distintas profundidades Y en el laboratorio, utilizamos equipos de filtración y un espectrofotómetro. (* Cortesía de Ariel Cabreira).

4 Variables medidas: Mediciones in situ en la columna de agua
Perfil de irradiancia (PAR*) Perfil de fluorescencia activa Muestras discretas de agua Concentración de Cla-a (total y <5mm) Espectro de absorción del material particulado (total, detrito y fitoplancton) Espectro de absorción del material orgánico coloreado disuelto (CDOM) Imágenes satelitales Entonces, con el sensor de luz, se determinaron : - El Perfil de irradiancia (PAR*), que es la Radiación fotosintéticamente activa - Y el Perfil de fluorescencia activa en la columna de agua. A partir de las muestras de agua, mediante la técnica técnica espectrofotométrica cuantitativa sobre filtros se determinó La concentración de clorofila in situ El coeficiente de absorción espectral del material particulado Y mediante una técnica similar se determinó el coeficiente de absorción espectral del CDOM. Por otro lado, se estimó la concentración de la clorofila estimada mediante imágenes satelitales obtenidas en el sitio Ocean Color de la NASA. Para nosotros es de interés determinar el coeficiente de absorción espectral de los distintos componentes ópticamente activos presentes en el agua. Estas muestras son luego analizadas en el laboratorio del INIDEP siguiendo la La primera actividad consiste en medir cuánta luz penetra en la columna de agua. Para eso, se le solicita al capitán que ubique el barco con la proa a sotabento y desde la banda se sumerge a mano un perfilador de luz. Este aparato posee sensores para medir la radiación fotosinteticamente activa (luz visible), temperatura y flurescencia activa en función de la profundidad. Con esta medición podemos determinar la profundidad de la capa eufótica, la profundidad a la que llega el 1% de la luz que llega a la superfice. A continuación, y considerando información del perfil de fluorescencia como puntos máximos se determinan las profundidades a las que se cerrarán las botellas Niskin para tomar muestras de agua. *PAR: Radiación fotosintéticamente activa; *CDOM: material orgánico coloreado disuelto.

5 RESULTADOS

6 Ambiente lumínico - COSTAL II Ambiente lumínico - COSTAL I
Los perfiles de penetración de la irradiancia ‘fotosintéticamente activa (PAR)’ [I(z)] muestran que, como es característico en verano la profundidad de la zona eufótica ‘Zeu’ (aquí definida como la correspondiente a aquella donde llegó el 1% de la irradiancia en superficie) fue relativamente profunda, encontrándose en la mayoría de los casos por debajo de la capa de mezcla (aproximada aquí con el cambio en el perfil de temperatura). Tener en cuenta las profundidades máximas de las estaciones. Sección II Es muy clara la disminución de la profundidad de la zona eufótica a medida que nos acercamos hacia la costa (aunque aquí lamentablemente sólo se tiene información hasta la E3 debido que esta actividad no se realizó en las estaciones U1 y U2 porque estaba nublado). Un ejemplo típico de aguas oligotróficas se ve en la sección II, donde la Zeu se ubico por debajo de los 70 m, y el máximo de clorofila se encontró cercano a esa profundidad. Esta situación ambiental ejemplifica la existencia de un compromiso entre la necesidad de recibir un mínimo de luz y una mínima disponibilidad de nutrientes para el desarrollo de En cambio si se compara dicha estación con la estación A1 se observa que la Zeu es menor y que el máximo de fluorescencia se encuentra

7 Concentración de clorofila in situ (mg.m-3)
COSTAL II COSTAL I Concentración total Concentración debida a la fracción del fitoplancton menor a 5 mm CODIGOS USADOS: Figura hecha por Rub[en en surfer. Falta corregir por clorofilas faltantes!!! Mirar escala de colores, la menor de 5 no es igual a la total. La concentración de clorofila estuvo dentro de los valores esperados para la época del año. En la COSTAL II, la concentración de clorofila fue más alta en la zona costera y disminuyó progresivamente hacia el talud. La concentración máxima de clorofila se registró en la estación 1U y fue de 2.2 Mg de Clorofila a por metro cubico. En la estación 5U se registró un incremento relativo tanto en superficie como en los primeros 20 m, pero que desapareció antes de llegar a la estación 6U. En el panel de abajo vemos representada la clorofila debida a la presencia de algas menores a 5 micrómetros de diámetro. Esto nos indica, que el manchón de clorofila de la estación 5 probablemente se deba a algas grandes… En la COSTAL I observamos mayor persistencia de valores altos a lo largo de la plataforma en la superficie. Se observa una concentración elevada debida a la fracción menor de 5 micrones en la estación 2ª en profundidad. En la estación 6ª se observaron nuevamente valores altos en la concentración de Cla, también debidos casi en totalidad a algas pequeñas. Quizá esta presencia de algas se deba a la acción de los vientos del E, que persistieron durante los días anteriores al muestreo, arrimando a esta zona aguas de la Corriente de Malvinas…

8 Comparación de la concentración de clorofila a satelital vs. in situ
De los 6 días, sólo se obtuvo 1 imagen. Comparación relajada: Se promedian las imágenes de varios días. Dos imágenes composite : 25/03 al 27/03 de 2014 ___ COSTAL I 28/03 al 30/03 de 2014 ___ COSTAL II

9 Coeficiente de absorción (m1)
Espectros de absorción del detrito (sólo superficie) COSTAL II COSTAL I Coeficiente de absorción (m1) CODIGOS USADOS: …/CTM…/13.GG GRAFICOS_ABSO_coef de abs especifico_CTM. Se cambia E o por D. longitud de onda (nm)

10 Coeficiente de absorción específico del fitoplancton
(sólo superficie) COSTAL II COSTAL I Coef. Específico de absorción (mg-1 . m2) CODIGOS USADOS: …/CTM…/13.GG GRAFICOS_ABSO_coef de abs especifico_CTM. Eficiencia de absorcion por unidad de clorofila. Se sabe que las celulas pequeñas son mas eficientes que las grandes en absorber luz. longitud de onda (nm)

11 Espectros de absorción
del CDOM (sólo superficie) Codigos usados: ... /Espectros/12-2 ABSORCION DEL CDOM_GRAFICOS_1-2. para sólo CDOM y …/CTM.../Cod6- Grafico AP AD AF y AC usando archivos WvAllX para insets. El CDOM estuvo presente en todas las estaciones y no fue para nada despreciable. En ambascostales la absorción decreció con la distancia a la costa. En la COSTAL II, la absorción del CDOM fue significativamente alta en relación con la clorofila y el material particulado en suspención. Por ejemplo, en la estación 4U, el coeficiente de absorción a 440 nm fue 2 veces más grande que la clorofila. En cambio, la magnitud del coeficiente de absorción a 440 nm fu comparable con el de la clorofila y el material particulado.

12 CDOM & Salinidad Codigos usados: ... /CTM/…/Cod5- Grafico ACdom440 vs Salinidad

13 Aguas “Caso 1” y “Caso 2” La absorción está dominada por el fitoplancton Los 3 componentes contribuyen significativamente Dejar la figu y sacar el texto. Mas simple. Aguas “CASO I”: El fitoplancton es el principal responsable de la variación en las propiedades ópticas. Se considera que el detrito y el CDOM co-varían con el fitoplancton. Aguas “CASO II”: Las propiedades ópticas están influenciadas por el fitoplancton y por sustancias en suspensión y disueltas. Estas sustancias varían de forma independiente al fitoplancton. En otras palabras, el CDOM y el material particulado deben ser tratadas como variables independientes que hacen significativas contribuciones a las propiedades ópticas del agua en cuestión. Concepto desarrollado por Morel y Prieur (1977) y corregido por Gordon y Morel (1983). Absorción dominada por el CDOM Absorción dominada por el material particulado

14 COSTAL II: COSTAL I: Aguas complejas “caso 2”
Gran porcentaje de la absorción dominado por el CDOM. Sólo la estación 6U puede considerarse “caso 1” COSTAL I: Aguas complejas “caso 2” Porcentajes semejantes de la absorción dominado por el CDOM y Detrito. Sólo la estación 6 puede considerarse “caso 1” % de absorción del CDOM % de absorción del fitoplancton % de absorción del CDOM Bien simple. % de absorción del detrito % de absorción del detrito

15 Conclusiones: En base a sus propiedades ópticas, la COSTAL I y la COSTAL II representan ambientes diferentes en la ZCP. La estimación de [Cla a] satelital en sentido estricto fue posible en sólo 2 de las 12 estaciones debido a la presencia de nubes. Se observó gran variabilidad en la forma de los espectros del coeficiente de absorción específico del fitoplancton, lo cual indica la presencia de distintos grupos de fitoplancton y variaciones en sus estados de fotoaclimatación. El material particulado en suspensión y el CDOM afectan la transparencia del ambiente y contribuyen a modelar ecosistemas donde se desarrollan las pesquerías. Estas mediciones de variables bio-ópticas junto con las de producción primaria en la ZCPAU ofrecerán herramientas básicas para el manejo de pesquerías usando enfoques ecosistémicos.

16 ¡Gracias!

17

18 Absorción del material particulado total, detrito y fitoplancton en superficie (0m)
1 2 3U 4U 3 4 CODIGOS USADOS: …/Espectros/13.4 ABSO_Obtiene Espectros de AP,AD,AF y AE para cada estacion. Lo que aquí muestro son los espectros del coeficiente de absorción espectral del material particulado total (linea negra), del detrito en rojo y del fitoplancton. Estas figuras corresponden a la muestra de superficie de cada una de las estaciones. En todos los casos observamos el pico a 660 nm correspondiente a la clorofila. En consistencia con los perfiles de clorofila, vemos mayor absorción en la estación 5 en relación a la 4 y la 6. El detrito disminuye notablemente hacia el talud, tal cual es de esperar a medida que las estaciones se hacen más profundas y nos alejamos de la costa. Otra información que se desprende es la presencia de un tipo particular de organismos productores de MAAs, los cuales también se observaron en otras muestras. 5U 6U 5 6

19 Comparación de la estimación de la concentración de clorofila
satelital vs. in situ Comparación estricta: La fecha de la imagen satelital coincide con la fecha del muestreo in situ. Se extrae el valor de [Cla a] del pixel que coincide con la posición de la estación. Se calcula el promedio en una ventana de 3x3 pixeles aledaños. Si el CV > 0.4, esa ventana se descarta y no se obtiene valor satelital. Comparación relajada: Se promedian las imágenes de varios días. Dos imágenes composite : 25/03 al 27/03 de 2014 ___ COSTAL I 28/03 al 30/03 de 2014 ___ COSTAL II Estación [Cla a] in situ [Cla a] satelital satelital / in situ 1 1.280 0.898 0.702 2 1.340 0.908 0.678 3 1.051 0.466 0.444 4 0.713 0.790 1.107 5 0.942 0.788 0.837 6 1.098 NaN 6U 0.241 5U 0.756 0.758 1.003 4U 0.423 0.761 1.799 3U 0.924 1.657 1.793 2U 1.961 3.655 1.864 1U 2.229 4.009 Estación [Cla a] in situ [Cla a] satelital satelital / in situ 5U 0.756 0.750 99.15 4U 0.423 177.40 De los 6 días de campaña, sólo se obtuvo una imagen satelital de clorofila en sentido estricto.