La Ecología del Cambio Climáticoy los Retos para la Agrociencia
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• ENSO
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• Fuerza de Giros
Ecología
• Aportes a la
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Víctor Carmona, Ph.D.Director of SustainabilityUniversity of Detroit Mercy
• El calentamiento desigual de la superficie esférica del planeta por el
sol y la inclinación del eje del planeta producen juntos una predecible
variación latitudinal sobre el clima.
Luz solar con ángulo agudo
Luz solar con ángulo agudo
Luz solar directamente sobre el ecuador
Luz Solar Incidente
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Luz Solar Incidente
Luz solar con ángulo agudo
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Mes
Equinoccio(Marzo)
Equinoccio(Septiembre)
Solsticio(Diciembre)
Solsticio(Junio)
Ene
rgia
So
lar
(Lan
gely
s/d
ia)Variación
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Mes
Vapor de agua en el aire ascendiente se condensa
formando nubes
Parte del aire ascendiente fluye hacia el norte
Parte del aire ascendiente fluye hacia el sur
Aire seco desciende sobre la tierra y absorbe humedad
Ene
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So
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(Lan
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Vapor de agua en el aire ascendiente se condensa
formando nubes
Parte del aire ascendiente fluye hacia el norte
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Aire seco desciende sobre la tierra y absorbe humedad
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Trayectoria sin la rotación de la Tierra
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Normal (sans-El Niño)
El Niño
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Condiciones normalesENSO
Circulación Walker
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• El ENSO es un fenómeno océano-atmosférico de gran escala que afecta
sistemas ecológicos al nivel global.
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• Las ondas de IR emitidas por la Tierra son indicativas de un objeto con
una temperatura de aproximadamente = – 18°C.
• Sin embargo, la temperatura promedio en la Tierra = 15°C.
• La diferencia (predicción – actual) = 33°C proviene de calor atrapado por
los gases “invernaderos” que forman parte de la atmosfera.
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| | | | | | | | | | |-80 -40 0 40 80
OZONE
78.08 % N2
20.94 % O2
0.93 % Ar0.00405 % CO2
0.00005 % O3
• Estos gases atmosféricos
absorben radiación solar
y la remiten de vuelta
hacia a la Tierra.
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Radiación transmitida por la atmosfera
Longitud de Onda
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Barnola et al. 1987
Bacastow & Keeling 1974Variación
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Suess (1955)
• 14C es un isótopo radioactivo y tiene una ½vida de
5,730 años.
•Combustibles fósiles permanecieron bajo tierra
millones de años y contienen poco 14C.
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2016: +0.94 C
2015: +0.90 C
2017: +0.84 C
2014: +0.74 C
2010: +0.70 C
• Algunas partes del planeta se están calentando mas que otras.Variación
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Atolon Nukuoro• Estados Confederados de Micronesia
• Laguna 6km de ancho.
• 372 habitantes.
• 2005: el atolón se torna
inhabitable.
• 201X: se proyecta que el
atolón estará totalmente
sumergido.
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Promedio
Frec
uen
cia
CalienteFrio
Promedio
Frec
uen
cia
CalienteFrio
Promedio
Frec
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cia
CalienteFrio
Nuevo clima tiene mayor
Promedio y Varianza
Nuevo clima tiene mayor
Varianza
Nuevo clima tiene mayorPromedio
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• Frecuencia de Ciclones Tropicales en el Atlántico Norte: 100 años
N añosX
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• Fenología vs. respuestas evolutivas por medio de selección natural
• Parus major L.
• Ave de zonas templadas, donde
se ha visto un aumento de
temperatura.
• Lyon et al. (2008) miden
cambios en fenología de aovo.
• Gran Bretaña: Δ mucho
porque sigue la fenología de
los insectos que consumen.
• Los Países Bajos: Δ poco
porque responde a
fotoperiodo. Patrón de Aovo
Frec
uen
cia
Países Bajos
Gran Bretaña
Promedio (45 años)
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2020 2050 2080 2090
Agu
aEc
osi
stem
asC
om
ida
Co
sta
Salu
dO
tro
s
↑ en el trópico húmedo y altas elevaciones
↓ en latitudes medias y tierras bajas
↑ extinciones
↑ en la mortalidad de corales
Δ rangos de spp. Δ bosques a fuentes de C
↓ productividad de cereales en latitudes ↓
↑ productividad de cereales en latitudes ↑
↓ productividad
↑ inundaciones costeñas y desplazamientos
↑ daños x inundaciones y tormentas30% perdida de humedales
↑ efectos dependientes-a-densidad (enfermedades, etc.)
Δ distribución de vectores ↑ impacto a servicios
↑ efectos independientes-a-densidad (sequias, etc.)
↓ glaciares en Antártida y Groenlandia
Δ ecosistemas (x corrientes)
reconfiguración costeña
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“El cambio climático nos demuestra claramente que
nosotros los humanos hemos iniciado el
Antropoceno, una era sin precedente de cambios
expeditos y posiblemente peligrosos. Cambios sin
precedente nos obligan a pensar de manera sin
precedente. De hecho, la investigación agrícola por
mucho tiempo ha sido impulsada solamente por la
necesidad de aumentar rendimientos vía la
agrociencia clásica, sin importar los efectos ecológicos
adversos. La investigación agrícola necesita aporte de
otras ciencias como las ecológicas, económicas,
sociales, y políticas.”
Lichtfouse et al. 2010
(Agronomy for Sustainable Development)
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La sociología/ sociobiología es transformativa en el
diseño de agricultura sostenible.
Cultivos transgenéticos son sumamente innovadores
pero presentan demasiados variables desconocidos
que requieren mas estudio usando varias disciplinas.
La perdida de carbón en los suelos afecta CO2
atmosférico, erosión, fuentes de agua y nutrientes.
Sistemas de cultivo alternativos (e.g. SAF) optimizan la
biodiversidad, el control de plagas, y el rendimiento.
Agronomía o Agrociencia?