calentamiento del océano
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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