Ciclos C y N. 1

CO2 , CO, CH4= 720

C inorgánico= 37400

Roca sedimentaria: 340.000.000

Biomasa: 560

Biomasa= 3

C orgánico disuelto= 1000

Materia muerta= 1200

Hidrocarburos fósiles= 3800

Unidades: Gt: 1017gDistribución del Carbono en reservorios

Ciclos C y N. 2

Transformaciones del carbono a lo largo del ciclo

CO2

CH2O

Carbono orgánico

+ Reducido

+ Oxidado

FS consume energía

Respiración

Libera energía

Metano CH4

Perdido hacia la atmósfera

Metanogénesis

Ganancia neta de energía

Con H2 sin O2

Liberación de energía

Los cambios ocurren por acción de seres vivosH2O

H2O

Ciclos C y N. 3

Efecto del hombre sobre el ciclo del carbono

CO2

CH2O

Carbono orgánico

+ Reducido

+ Oxidado

FS consume energía

Respiración

Libera energía

Metano CH4

Perdido hacia la atmósfera

Metanogénesis

Ganancia neta de energía

Con H2 sin O2

Liberación de energía

Los cambios ocurren por acción de seres vivosH2O

H2O

+ ganado

- def

+Combustión

Ciclos C y N. 4

Unidades: Gt: 1017g

60

60

12025

105 + 2 105

Balance de emisiones y consumos de CO2 de la

atmósfera

Balance = 5

Observado = 3¿?

Ciclos C y N. 5

CO2

Difusión y disolución

CO2 + H2OFS

R

CH2O + O2

CH2O en MO muerta + O2

Sedimentación

RCO2 + H2O

Zona sin luz para FS

Zona con luz para FS

Difusión y afloramiento

“Bomba biológica de carbono”: hay un transporte de carbono hacia el fondo del océano

C en sedimentos

Sedimentación

Ciclos C y N. 6

Incremento en la concentración de CO2 desde 1955 hasta 2005

Ciclos C y N. 7

Cambios en las emisiones de carbono entre 1800 y 2000 debido a distintas actividades

Ciclos C y N. 8

Emisiones de carbono entre 1800 y 2000 en distintas regiones de la Tierra

Ciclos C y N. 9

Emisiones antropógenicas de origen industrial o por uso de la Tierra en distintas regiones

Ciclos C y N. 10

Cambios en la atmósfera durante la era industrial

Ciclos C y N. 11

•¿¿Aumento en la producción de las plantas??

•Cambios en las relaciones de competencia entre plantas C3, C4 y CAM

Efectos del aumento del CO2 atmosférico

•Aumento de la relación carbono:nitrógeno en plantas.

•Déficit de nitrógeno para descomponedores

•Aumento del efecto invernadero

Ciclos C y N. 12

La radiación solar y terrestre

Ventana de radiaciónRadiación de

onda corta

Absorción UV

Radiación infrarroja

Tierra

Sol Longitudes de absorción de gases invernaderos

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. 13

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

¿Qué es el Clima?

Ciclos C y N. 14

El clima está determinado por el balance entre la radiación incidente y la emitida por la Tierra y por su redistribución en el planeta

Variaciones en la radiación solar incidente

Variaciones en la reflexión

Este balance está influido por

Manchas solares

Órbita terrestre

Inclinación del eje terrestre

Composición de la atmósfera: Gases invernadero

Albedo por hielos

Cubierta vegetal

Aerosoles

Nubes

Variaciones climáticas

Ciclos C y N. 15

Características de los Subsistemas que determinan el clima

Atmósfera

> Respuesta térmica

Baja densidad

Océano

Respuesta térmica más lenta

> Masa y densidad

Temperaturas actuales son resultado de procesos pasados

En superficie: últimos decenios

En profundidad: últimos miles de años

> Capacidad calorífica del océano

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. 16

Criósfera

Mantos de hielo

Glaciares

Hielo marino

Mantos de nieve

Albedo: reflejo de la radiación solar < temperatura

Rta térmica lenta debido a su masa

Retroalimentación positiva+ hielo + reflejo < temperatura

Ciclos C y N. 17

Biósfera

Cambia la reflexión (el albedo)

Cambia la evaporación

Disminuye la amplitud térmica

Influye sobre ciclos de los gases invernadero

Litósfera

Intercambio con la atmósfera

Vulcanismo

Aporte de aerosoles

Ciclos C y N. 18

Causas de variabilidad en el clima

Clima: estado promedio (30 años) de la atmósfera. OMM

Cambios en la energía del sol.

Manchas solares: ciclos de 11- 22 años

Cambios en la órbita terrestre: ciclos de más de 20.000 años

Cambios en la composición de la atmósfera

Alteraciones geológicas

vulcanismo

Desplazamientos de continentes y corrientes marinas

Movimientos tectónicos

Ciclos C y N. 19

Variabilidad antrópica en el clima

Cambios en la composición de la atmósfera

Cambios en la cobertura vegetalCambia la reflexión y evaporación

Efecto invernadero

Aerosoles

Cambios por urbanización “Islas de calor”

Ciclos C y N. 20

CO2 1 1

CH4 58 14,5

N2O 206 120

CFC11 3,97 50

CFC12 3,75 102

Forzamiento radiativo por unidad de masa y tiempo de vida de distintos gases invernadero

FR Tiempo de vida

Forzamiento radiativo: Cambio en el balance de radiación al nivel de tope de la tropósfera

GASES INVERNADERO

El efecto total depende de la cantidad y de la capacidad de forzamiento por unidad

Ciclos C y N. 21

Forzamiento radiativo total desde el comienzo del período industrial

Ciclos C y N. 22

Ciclos C y N. 23

  

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

Evidencias del cambio climático

Ciclos C y N. 24

Series de tiempo temp

AñosRegistros

•Período abarcado

•Confiabilidad de los datos

•Cobertura espacial de los datos Reconstrucción paleoclimática

•Burbujas de gas en hielo Antártico

¿Cómo sabemos si el clima cambió?

Ciclos C y N. 25

Prueba irrefutable de que el planeta se está calentando...

Ciclos C y N. 26

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. 27

Ciclos C y N. 28

Apartamiento de la temperatura media anual respecto al período 1860- 1990

¿Variabilidad natural o cambios antropogénicos?

Planeta

Ciclos C y N. 29

Ciclos C y N. 30

Ciclos C y N. 31

La cobertura de nieve y hielo del Artico están disminuyendo

La cobertura de Nieve en primaveramostró una gran disminución durante los 1980s

El hielo sobre el mar Artico disminuyóun 2.7% por década(En verano: -7.4%/década)

Ciclos C y N. 32

Los glaciares y los suelos congelados están disminuyendo

Ciclos C y N. 33

El incremento en temperatura fue mayor en los últimos años

Ciclos C y N. 34

Ciclos C y N. 35

Cambios en las precipitaciones: incremento de intensidad de lluvias

Ciclos C y N. 36

En gris: cambios esperados de acuerdo a los modelos

En rojo: observado

Modelo con forzantes naturales

Modelo con forzantes antropógenicosModelo con

forzantes naturales + antropogénicos

Ciclos C y N. 37

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

•Cambios en la precipitación

Ciclos C y N. 38

•Aumento de 1-3,5 º C para el 2100.

Predicciones de los modelos climáticos

•Mayor incremento en invierno que en verano, de noche que de día.

•Corrimiento de isotermas. Un cambio de 3 C equivale a correrse 300-400 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)

Ciclos C y N. 39

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. 40

Escenario predicho en Argentina

Región centro- Norte: Incremento en temperaturas mínimas, pero disminución en la máxima

= T media

Veranos más largos

Inviernos más moderados

Precipitaciones

Centro y norte: incremento del 23%

Más evidente en la Patagonia

Centro- oeste: reducción del 50%

Desplazamiento hacia el sur del anticiclón del Atlántico sur

> Frecuencia de vientos del E en el río de la Plata

Ciclos C y N. 41

La cuenca del Plata. Observaciones

Incremento de 10- 40% 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. 42

Región de Cuyo y Comahue

Disminución de 50- 60% en el caudal de los ríos desde 1980

Disminución de nevadas en los Andes

Ciclos C y N. 43

Protocolo de Kyoto. 1992- 2005.

Bonos de carbono: equivalente en pesos de la disminución de emisión

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

Ciclos C y N. 44

Conferencia de Doha para renovar la vigencia del Protocolo de Kioto. 2012

Se prorrogó hasta 2020 pero varios países no asumieron el compromiso-

Ciclos C y N. 45

Modelos climáticos

Predicciones de variaciones en T·, precipitaciones y eventos extremos

Predicciones de consecuencias sobre seres vivos

Individuos

Poblaciones

Comunidades

Ecología

Biomas

Ciclos C y N. 46

•Aumento de tasa de fotosíntesis, respiración y crecimiento

•Cambios en los óptimos

Consecuencias del cambio de temperatura sobre los organismos

Nivel individual

Efectos Fisiológicos Efectos Fenológicos

Posibles desajustes

•Cambios en las relaciones de competencia

•Cambios en los rangos de distribución

•Cambios en la composición de las comunidades

•Cambios en las funciones de los ecosistemas

•Extinciones

Efectos sobre poblaciones, comunidades y ecosistemas

Ciclos C y N. 47

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. 48

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. 49

Riesgo de invasiones

El caso de la acacia en Australia

> Temperatura > área a invadir

> CO2 > eficiencia en áreas secas > área a invadir

Introducida desde África

Se convirtió en peste

De acuerdo a su “nicho fundamental”

Ciclos C y N. 50

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. 51

La hormiga Argentina

Modelo de nicho en base a distribución original y área invadida

Temperatura

Precipitación

Días con heladas

Días húmedos

Elevación

PendienteSe predice disminución en áreas tropicales

Aumento en latitudes altas

Ciclos C y N. 52

especies r y K estrategas

Especialistas y generalistas

Aves migratorias

Rango de movimientos

Diferentes efectos de los cambios climáticos y en los gases atmosféricos

Ciclos C y N. 53

Efectos sobre poblaciones

Los osos polares

Oscilación Artica: > temperaturas

Menos crías

Efecto por capa de hielo o indirecto por presas

Ciclos C y N. 54

Efectos sobre pestes

áfidos

Aumento de riesgo de dengue, fiebre amarilla. cólera

Disminuirían con aumento de CO2

Ciclos C y N. 55

Efectos sobre explotación de pesquerías

Efecto sobre juveniles Efecto sobre hábitat

BacalaoDatos y posibles escenarios de cambios

Ciclos C y N. 56

Efectos sobre bosques

Incendios, peste, tormentas