calentamiento del océano

EVIDENCIAS Y EFECTOS DE LOSEVIDENCIAS Y EFECTOS DE LOSCAMBIOS GLOBALES SOBRE EL OCÉANOCAMBIOS GLOBALES SOBRE EL OCÉANO

Emilio FernándezEmilio FernándezUniversidad de VigoUniversidad de Vigo

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓNESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

• ∆ CO2 y calentamiento global

•• Calentamiento del océano Calentamiento del océano

•• Aumento del nivel del mar Aumento del nivel del mar

•• CO CO22 antropogénicoantropogénico

•• Cambios en los patrones de fertilizaciónCambios en los patrones de fertilización

•• Cambios en las comunidades marinas Cambios en las comunidades marinas

Calentamiento atmósfera

La temperatura de las capas inferiores de la atmósfera ha aumentado a lo largoLa temperatura de las capas inferiores de la atmósfera ha aumentado a lo largodel siglo pasadodel siglo pasado

La temperatura de las capas inferiores de la atmósfera es la más elevada delLa temperatura de las capas inferiores de la atmósfera es la más elevada delmileniomilenio

El calentamiento de la atmósfera está correlacionado con el incremento de laEl calentamiento de la atmósfera está correlacionado con el incremento de laconcentración de ciertos gasesconcentración de ciertos gases

Calentamiento océano

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓNESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

• ∆ CO2 y calentamiento global

•• Calentamiento del océanoCalentamiento del océano•• Aumento del nivel del mar Aumento del nivel del mar

•• CO CO22 antropogénicoantropogénico

•• Cambios en los patrones de fertilizaciónCambios en los patrones de fertilización

•• Cambios en las comunidades marinas Cambios en las comunidades marinas

Las series temporales de las temperaturas de invierno en el Golfo de VizcayaLas series temporales de las temperaturas de invierno en el Golfo de Vizcayaindican un calentamiento de 0.82 ºC por sigloindican un calentamiento de 0.82 ºC por siglo

Alcock (2003)

Las series temporales de las temperaturas de verano en el Golfo de VizcayaLas series temporales de las temperaturas de verano en el Golfo de Vizcayaindican un calentamiento de 0.4 ºC por sigloindican un calentamiento de 0.4 ºC por siglo

El contenido en calor del océano superficial ha aumentado 2 x 10El contenido en calor del océano superficial ha aumentado 2 x 102323 J desde J desde1955, lo que representa un calentamiento de 0.04 ºC/década1955, lo que representa un calentamiento de 0.04 ºC/década

Levitus et al. (2000)

Joyce y Robins (1996)

El océano profundo también se calientaEl océano profundo también se calienta

El océano profundo también se calientaEl océano profundo también se calienta

Parrilla et al. (1994)

El océano profundo también se calientaEl océano profundo también se calienta

El contenido en calor del océano ha aumentado en los 3000 m superioresEl contenido en calor del océano ha aumentado en los 3000 m superiores

Levitus et al. (2000)

Levitus et al. (2001)

El contenido en calor del océano ha aumentado en los 3000 m superioresEl contenido en calor del océano ha aumentado en los 3000 m superiores

Observadoocéano

Modelo general

Modelo sin componentenatural

Observadoatmósfera

Los modelos climáticos basados en las emisiones de gases invernaderoLos modelos climáticos basados en las emisiones de gases invernaderoreproducen las observacionesreproducen las observaciones

Nivel mar

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓNESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

• ∆ CO2 y calentamiento global

•• Calentamiento del océano Calentamiento del océano

•• Aumento del nivel del marAumento del nivel del mar•• CO CO22 antropogénicoantropogénico

•• Cambios en los patrones de fertilizaciónCambios en los patrones de fertilización

•• Cambios en las comunidades marinas Cambios en las comunidades marinas

Los registros históricos europeos indican que el nivel del mar estáLos registros históricos europeos indican que el nivel del mar estáascendiendoascendiendo

Los registros históricos indican que elLos registros históricos indican que elnivel del mar ha subido 1-2 mm/añonivel del mar ha subido 1-2 mm/año

durante el siglo XX...durante el siglo XX...

... y los datos recientes de satélite indican una subida de 1.4-... y los datos recientes de satélite indican una subida de 1.4-2.5 mm/año durante 1993-20032.5 mm/año durante 1993-2003

... pero el incremento no es homogéneo... pero el incremento no es homogéneo

mm/año

El nivel del mar aumenta por deshielo y por expansión térmicaEl nivel del mar aumenta por deshielo y por expansión térmica

La extensión del hielo en el hemisferio norte se reduceLa extensión del hielo en el hemisferio norte se reduce

A1

B1

A2

B2

Máseconómico

Másambiental

Másregional

Másglobal

La altura del nivel del mar no aumenta de forma uniformeLa altura del nivel del mar no aumenta de forma uniforme

Delta del NiloDelta del Nilo

Delta del NiloDelta del Nilo

Delta del NiloDelta del Nilo

BangladeshBangladesh

La extensión de hielo se reduce. ¿Qué predicen los modelos?La extensión de hielo se reduce. ¿Qué predicen los modelos?

(Curry et al. 2003)

Curry et al (2003)Curry et al (2003)

El Atlántico Norte se enfríaEl Atlántico Norte se enfría

(comparación 1985-1999 menos 1955-1969)(comparación 1985-1999 menos 1955-1969)

(Curry et al. 2003)

Curry et al (2003)Curry et al (2003)

... y se hace menos salino... y se hace menos salino

(comparación 1985-1999 menos 1955-1969)(comparación 1985-1999 menos 1955-1969)

El “El “conveyor beltconveyor belt”: la circulación ”: la circulación termohalinatermohalina

La circulación termohalina se ralentizaráLa circulación termohalina se ralentizará

... pero esto ya ocurrió en escalas de décadas hace unos 12700 años... pero esto ya ocurrió en escalas de décadas hace unos 12700 años

... debido a causas diferentes a las presentes... debido a causas diferentes a las presentes

•• La circulación termohalina se ralentizará conduciendo a una reducción delLa circulación termohalina se ralentizará conduciendo a una reducción deltransporte de calor hacia latitudes altas del hemisferio N. Esto no contrarrestarátransporte de calor hacia latitudes altas del hemisferio N. Esto no contrarrestaráel efecto del calentamiento que sería detectable en Europa debido a lasel efecto del calentamiento que sería detectable en Europa debido a lasemisiones de GEIemisiones de GEI

•• La extensión de hielo del hemisferio N decreceráLa extensión de hielo del hemisferio N decrecerá

•• La cubierta de hielo antártico ganará masa debido al incremento deLa cubierta de hielo antártico ganará masa debido al incremento deprecipitación, mientras que el casquete de Groenlandia perderá masaprecipitación, mientras que el casquete de Groenlandia perderá masa

•• El nivel del mar se espera que aumente entre 0.09 y 0.88 m entre 1990 y 2100El nivel del mar se espera que aumente entre 0.09 y 0.88 m entre 1990 y 2100

Conclusiones IPCC enero 2001Conclusiones IPCC enero 2001

Discontinuidades de gran escala: hielo, nivel del mar, circulación termohalinaDiscontinuidades de gran escala: hielo, nivel del mar, circulación termohalina

Conclusiones IPCC enero 2001:Conclusiones IPCC enero 2001:

El cambio climático antropogénico persistirá durante siglosEl cambio climático antropogénico persistirá durante siglos

•• Tras la estabilización de GEI la Tras la estabilización de GEI la temperaturatemperatura global superficial global superficialaumentará a una tasa de aumentará a una tasa de décimas de grado por siglodécimas de grado por siglo

•• El El calentamiento y el incremento del nivel del marcalentamiento y el incremento del nivel del mar debido a debido aexpansión térmica continuará durante expansión térmica continuará durante cientos de añoscientos de años tras la tras laestabilización de las concentraciones de GEI incluso a los nivelesestabilización de las concentraciones de GEI incluso a los nivelesactualesactuales

•• Los Los casquetes polarescasquetes polares continuarán reaccionando ante el continuarán reaccionando ante elcalentamiento global incluso calentamiento global incluso miles de añosmiles de años después de que el clima se después de que el clima sehaya estabilizadohaya estabilizado

CO2 antropogénico

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓNESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

• ∆ CO2 y calentamiento global

•• Calentamiento del océano Calentamiento del océano

•• Aumento del nivel del mar Aumento del nivel del mar

•• CO CO22 antropogénicoantropogénico•• Cambios en los patrones de fertilizaciónCambios en los patrones de fertilización

•• Cambios en las comunidades marinas Cambios en las comunidades marinas

+3.2

+2.0

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22

El océano se enriquece en COEl océano se enriquece en CO22

+ 1.23 µmol kg-1 año-1

+ 1.18 µmol kg-1 año-1

El océano se enriquece en COEl océano se enriquece en CO22

El océano se enriquece en COEl océano se enriquece en CO22 alterando la composición química del agua de mar alterando la composición química del agua de mar

COCO33Ca Ca →→ Ca Ca2+2+ + CO + CO332-2-

Aproximadamente laAproximadamente lamitad de los sedimentosmitad de los sedimentos

marinos sonmarinos soncarbonatadoscarbonatados

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

pH pH ↓↓CO2 CO2 ↑↑LisoclinaLisoclina

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

pH pH ↓↓LisoclinaLisoclina

COCO33Ca Ca →→ Ca Ca2+2+ + CO + CO332-2-COCO33

2- 2- ↓↓

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

LisoclinaLisoclina

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

LisoclinaLisoclina

COCO33CaCaCOCO33

2- 2- + Ca+ Ca2+2+

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

LisoclinaLisoclina

COCO33CaCaCOCO33

2- 2- + Ca+ Ca2+2+

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

LisoclinaLisoclina

+3.2

+1.6

+5.5

Gt C/año

COCO22 ↑↑

LisoclinaLisoclinaCOCO33CaCa COCO33

- - + Ca+ Ca2+2+

Fertilización atmósfera

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓNESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

• ∆ CO2 y calentamiento global

•• Calentamiento del océano Calentamiento del océano

•• Aumento del nivel del mar Aumento del nivel del mar

•• CO CO22 antropogénicoantropogénico

•• Cambios en los patrones de fertilizaciónCambios en los patrones de fertilización•• Cambios en las comunidades marinas Cambios en las comunidades marinas

•• Fertilización por la atmósfera Fertilización por la atmósfera

•• Fertilización desde el océano Fertilización desde el océano subsuperficialsubsuperficial

UNITEDKINGDOM

IRELAND

FRANCE

SPAINPORTUGAL

GERMANYPOLAND

ITALY

CZECH REP.

DEN.

NORWAY

SWEDEN

NETH.

BELGIUM

SWITZ.AUSTRIA

HUNGARY

LUX.

ESTONIA

LATVIA

LITHUANIARUSSIA

FINLAND

SLOVENIA

CRO.

SLOVAKIA

0.1 mg N/L0.1 mg N/L

0.3 mg N/L0.3 mg N/L

0.50.5 mg N/L mg N/L

0.7 mg N/L0.7 mg N/L

La entradas atmosféricas sonLa entradas atmosféricas sonsignificativas en las proximidadessignificativas en las proximidades

de los continentesde los continentes

Derwent & Nodop (1986)

El océano es, en general, un desierto ...El océano es, en general, un desierto ...

... incluso en zonas ricas en nutrientes... incluso en zonas ricas en nutrientes

La entrada de algunos nutrientes por la atmósfera es muy significativaLa entrada de algunos nutrientes por la atmósfera es muy significativa

Donaghay et al (1991)

Las zonas ricas en nutrientes y poco productivas reciben poco hierroLas zonas ricas en nutrientes y poco productivas reciben poco hierro

¿Cuál será la evolución del aporte de materia desde la atmósfera¿Cuál será la evolución del aporte de materia desde la atmósferaen un escenario de cambio climático?en un escenario de cambio climático?

La oscilación del Atlántico Norte (NAO) regula el clima del AtlánticoLa oscilación del Atlántico Norte (NAO) regula el clima del AtlánticoNorte a gran escalaNorte a gran escala

El índice de la NAO parece que tiende a aumentar con el calentamiento globalEl índice de la NAO parece que tiende a aumentar con el calentamiento global

Los modelos predicen mayores aportes de materia desde la atmósfera enLos modelos predicen mayores aportes de materia desde la atmósfera enalgunas regionesalgunas regiones

El flujo de nitrógeno desde la atmósfera es significativo ...El flujo de nitrógeno desde la atmósfera es significativo ...y se espera que aumentey se espera que aumente

Galloway et al. (1995)

La fertilización desde la atmósfera afecta a los grandes desiertos oceánicosLa fertilización desde la atmósfera afecta a los grandes desiertos oceánicos

↑↑ FERTILIZACI FERTILIZACIÓÓN (N, Fe, Si, etc.)N (N, Fe, Si, etc.)

↑↑ PRODUCCI PRODUCCIÓÓNNPRIMARIA?PRIMARIA?

CAMBIOCAMBIOESTRUCTURAESTRUCTURA

COMUNIDADESCOMUNIDADES

↓↓ pCO pCO22

↑↑ORGANISMOSORGANISMOS

SILSILÍÍCEOSCEOS

↓↓ ORGANISMOS ORGANISMOSCALCCALCÁÁREOSREOS

↑↑

P/RP/R

HIPHIPÓÓTESIS DEL SILICIOTESIS DEL SILICIO((HarrisonHarrison, 2000), 2000)

↑↑ APORTE DE MATERIA A TRAV APORTE DE MATERIA A TRAVÉÉS DE LA ATMS DE LA ATMÓÓSFERASFERAEN PERIODOS GLACIALESEN PERIODOS GLACIALES

↑↑ APORTE DE SILICIO APORTE DE SILICIO

↓↓ pCO pCO2 2 CARACTERCARACTERÍÍSTICO DEL PERIODO GLACIALSTICO DEL PERIODO GLACIAL

↑↑ ORGANISMOS SIL ORGANISMOS SILÍÍCEOSCEOS

28-02-2000

18-04-0318-04-03

Cambios fertilización:afloramiento

•• Fertilización por la atmósfera Fertilización por la atmósfera

•• Fertilización desde el océano Fertilización desde el océano subsuperficialsubsuperficial

La fertilización desde el océano profundo: cambios en los afloramientosLa fertilización desde el océano profundo: cambios en los afloramientoscosteroscosteros

¿Qué es un afloramiento?¿Qué es un afloramiento?

¿Qué es un afloramiento?¿Qué es un afloramiento?

El afloramiento del NW IbéricoEl afloramiento del NW Ibérico

El afloramiento del NW IbéricoEl afloramiento del NW Ibérico

Cortesía de IIM (CSIC)

Cambios en los procesos de enriquecimientoCambios en los procesos de enriquecimiento

El incremento de la intensidad de afloramiento parece ser un fenómeno generalEl incremento de la intensidad de afloramiento parece ser un fenómeno general

El incremento de laEl incremento de laintensidad de afloramientointensidad de afloramiento

se detecta en nuestras costasse detecta en nuestras costas......

Variabilidad interanual (Ría de Vigo)

Variable %annual variación

Fosfato + 7.0 Amonio + 3.3 Temperatura - 0.55 Salinidad + 0.6 Clorofila a -12.3

... e incluso en nuestras rías (1987-1993)... e incluso en nuestras rías (1987-1993)

Nogueira et al. (1996)

Cambios límite distribución

ESQUEMA DE LA EXPOSICIÓNESQUEMA DE LA EXPOSICIÓN

• ∆ CO2 y calentamiento global

•• Calentamiento del océano Calentamiento del océano

•• Aumento del nivel del mar Aumento del nivel del mar

•• CO CO22 antropogénicoantropogénico

•• Cambios en los patrones de fertilizaciónCambios en los patrones de fertilización

•• Cambios en las comunidades marinasCambios en las comunidades marinas

Cambios en las comunidades pelágicasCambios en las comunidades pelágicas

El incremento de COEl incremento de CO22 reduce la producción de carbonato de calcio en reduce la producción de carbonato de calcio enel laboratorio ...el laboratorio ...

... y en el océano... y en el océano

NAO y el plancton delNAO y el plancton delAtlántico NEAtlántico NE

FitoplanctonFitoplancton

ZooplanctonZooplancton

NAO y el plancton delNAO y el plancton delAtlántico NEAtlántico NE

NAO +NAO +NAO -NAO -

Cambios en la intensidad de afloramiento induce cambios en laCambios en la intensidad de afloramiento induce cambios en laabundancia de poblaciones pelágicasabundancia de poblaciones pelágicas

También se encuentran relaciones significativas entre NAO y elTambién se encuentran relaciones significativas entre NAO y elcrecimiento y la abundancia de pecescrecimiento y la abundancia de peces

Camarón

Pejerrey

Arenque

Lubina

Lenguado

Cambios en las comunidades bentónicasCambios en las comunidades bentónicas

El incremento de temperatura ocasiona blanqueamiento de coral

Ejemplos de blanqueamiento

Eventos de blanqueamiento desde 1963

• No blanqueamiento• Bajo nivel de blanqueamiento• Blanqueamiento moderado• Blanqueamiento severo

Eventos de blanqueamiento en 2002

Se espera que la calcificación de los arrecifes de coral sufra una reducciónSe espera que la calcificación de los arrecifes de coral sufra una reducciónentre el 10 y el 30%entre el 10 y el 30%

Cambios en los límites de distribución de las comunidades

Cambios en el Golfo de Vizcaya (Alcock, 2003)

Variabilidad térmica en el Golfo de Vizcaya (Alcock, 2003)

Fucus serratusFucus serratus

Cambios en la distribución de Fucus serratus

Pelvetia canaliculataPelvetia canaliculata

Cambios en la distribución de Pelvetia canaliculata

Himanthalia elongataHimanthalia elongata

Cambios en la distribución de Himanthalia elongata

Saccorhiza polyschidesSaccorhiza polyschides

Cambios en la distribución de Saccorhiza polyschides

Las series temporales de las temperaturas de invierno en el Golfo de VizcayaLas series temporales de las temperaturas de invierno en el Golfo de Vizcayaindican un calentamiento de 0.82 ºC por sigloindican un calentamiento de 0.82 ºC por siglo

Las series temporales de las temperaturas de verano en el Golfo de VizcayaLas series temporales de las temperaturas de verano en el Golfo de Vizcayaindican un calentamiento de 0.4 ºC por sigloindican un calentamiento de 0.4 ºC por siglo

La frecuencia de valores extremos de temperatura del mar ha aumentadoLa frecuencia de valores extremos de temperatura del mar ha aumentadodrásticamente en los últimos 20 añosdrásticamente en los últimos 20 años

Cambios en los límites de distribución: ¿qué cambios se prevén en el futuro?Cambios en los límites de distribución: ¿qué cambios se prevén en el futuro?

El nuevo escenario para el año 2025El nuevo escenario para el año 2025

Cambios en los límites de distribución de Cambios en los límites de distribución de Fucus serratusFucus serratus

Cambios en los límites de distribución de Cambios en los límites de distribución de Pollicipes pollicipesPollicipes pollicipes

Cambios en los límites deCambios en los límites dedistribución de distribución de PollicipesPollicipes

pollicipespollicipes

FINFIN