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IV SIMPOSIO DE SANIDAD E INOCUIDAD CESAIBC Ponencias 19 de Septiembre
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Cambio Climático, acidificación y su impacto en la acuacultura
Dr. Rubén Lara Lara
CICESE
4to Simposio Internacional de Sanidad e Inocuidad Acuícola
19-20 Septiembre
CUARTA REUNIÓN REGIONAL
Los Impactos del Cambio Climático a los Sectores Socioeconómicos
20 de septiembre 2012 Ensenada, Baja California
Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) Baja California
Salón de Usos Múltiples
Contenido
• Cambio climático
• Relación con la Acidificación del Océano
• La importancia del monitoreo
• Las afectaciones socioeconomicas de los gemelos (CC y AO)
• El reto para México
Roger Revelle
¨Los humanos estamos realizando el experimento geofísico mas grande de la historia del planeta, en donde en unos cuantos siglos, quemando los combustibles fósiles, estamos regresando a la atmósfera el carbono almacenado en los sedimentos por millones de años¨
El Carbono y los Humanos
• Estamos cambiando la química de la atmósfera
• Maximizando el efecto invernadero
• Cambiando la física del océano (circulación termohalina, la bomba de solubilidad, estratificación, la mezcla, etc.)
• Cambiando la química del océano (bomba biológica y la química, la basicidad, los ciclos biogeoquímicos, etc.)
• Cambiando la productividad primaria, las tasas de pastoreo y sedimentación, la dinámica trófica, etc.
• Cambiando los bienes y servicios ecosistémicos
• Cambiando la economía del océano
El papel fundamental de los océanos en el cambio climático
• Los océanos son el principal amortiguador del cambio climático en la tierra y es probable que deban soportar los efectos más graves de dicho cambio.
• Entre los años 2000 y 2007 los océanos absorbieron alrededor del 25 % del dióxido de carbono emitido por las actividades humanas.
• Los océanos absorben más del 95 % de la radiación solar, permitiendo que la temperatura del aire sea tolerable para sostener la vida en la tierra.
• Los océanos generan el 85 % del vapor de agua presente en la atmósfera, lo que es fundamental para regular el clima en el mar y la tierra.
• La salud de los océanos influye en su capacidad de absorber carbono.
IPCC Projections
2100 AD
1000 1200 1400 1600 1800 2000
0
0.5
1
-0.5
2
4
3
5
6
1
0
Tem
per
atura
H.N
. (
C)
Tem
per
ature
Glo
bal
(C
)
Adaptación-Sustentabilidad
Sobrevivencia
Atmospheric concentration
Del efecto invernadero
• Efecto invernadero
• Cambio climatico
• Señal antropogenica ?
• Tema de incertidumbres
• Señales del planeta:
- zona polares
- nivel del mar
- se volvio loco el
clima
• Que si lo podemos mitigar o mejor nos adaptamos
• Que Mexico es un pais muy vulnerable
• Que quien se anima a firmar el Protocolo de Kyoto
Azul-TemperaturaRojo [CO2]
Elevación del nivel del mar
Zonas muertas
Proporciones de los Reservorios ante
las Emisiones de Carbono
Canadell et al. 2007, PNAS
Oceano _ 24% Bosques_ 30%
55% proporción en sumideros naturales
45% es acumulado en la atmosfera
Fracción anual de carbono emitido
que permanece en la atmosfera
Atmosphere
Océano captura ~24%
Atmospheric concentration
Sumidero de Carbono
Concentración en la Atmósfera
Impactos
El reto y/o la urgencia
• Mexico ante el gran reto ambiental y socioeconómico mas grande de la era reciente, los embates del cambio climático y la acidificacion del oceano. Y la Hypoxia ?
• Según el banco mundial, el incremento de la temperatura, la elevación del nivel del mar y el aumento de fenómenos meteorológicos extremos, implicarán costos de la menos 5% del PIB mundial.
• Disminuir las emisiones de los gases de efecto invernadero (GEI) y al mismo tiempo mantener screcimiento económico.
• México está situado en una de las regiones más vulnerable al cambio climático a pesar de solo contribuir aproximadamente 6.27% de las emisiones de los gases de efecto invernadero del planeta.
• Medio Ambiente y Desarrollo Sustentable
Mas….
• De acuerdo con el Banco Mundial, nuestro país es uno de los países más vulnerable a la variabilidad y el cambio climático: 15% de su territorio, 68% de su población y 71% de su economía están expuestos a las consecuencias adversas relacionadas con el clima.
• El FONDEN, un fondo del gobierno federal para recuperación de desastres naturales, ha gastado hasta septiembre pasado 11,000 millones de pesos (MDP).
país es altamente vulnerable al cambio climático:
frecuencia e intensidad de los huracanessensibilidad de los ecosistemas y biodiversidaddependencia de la economía de las actividades sensible al climaagricultura, turismo y las actividades ubicadas en la zona costera, institucionalización y descentralización hacia los gobiernos localespobre monitoreoescasa información en estrategias de adaptación.
Sector Impactos
Zonas Costeras El aumento del nivel del mar y de la temperatura podría producir impactos seriosentre los años 2050 y 2100, incluidosinundaciones, salinización, desplazamientospoblacionales, erosión y la degradación de los manglares (IDRC y DFID, 2008). En aquellospaíses donde el turismo aportasignificativamente al PIB y al empleo
Recurso hídrico Es muy probable que se reduzca el nivel del agua de los acuíferos, principalmente por la reducción de los totales anuales de precipitación (10% a 20%) y de los volúmenes acumulados durante los meses del período canicular (julio-agosto). Lo anterior, combinado con el aumento de las áreas de riego y de la población, pondrá en riesgo su reparto equitativo (CEPAL y DFID, 2009). En algunos países , a partir de 2015 se recrudecería la escasez de agua, particularmente su disponibilidad con la infraestructuraexistente. Se incrementaría la vulnerabilidad de las comunidades rurales más pobres y de los pequeñosproductores (MARENA, 2008).
Salud En algunas regiones del Caribe de Centroamérica, se proyecta que para 2015 las enfermedadesgastrointestinales, de transmisión vectorial (malaria, dengue y leishmaniasis) y las respiratorias (asma, bronconeumonías y amigdaltis) podrían incrementarse entre el 10% y el 23% por cambios en la distribución temporal de la precipitación y el incremento de la temperatura del aire en la superficie(CATIE, 2009).
Agricultura De acuerdo con los escenarios climáticos y socioeconómicos, la combinación de condiciones adversaspodría incidir en que el futuro de la agricultura no sea promisorio en la región, en particular, en algunospaíses donde las condiciones actuales ya son difíciles. En los úlimos 10 años se han presentado fuertessequías a lo largo de la región. Los efectos proyectados en la producción de granos básicos hacen preverque la seguridad alimentaria y los ingresos de ese sector de la población sufrirán un areducciónsignificativa, lo cual podría ocasionar un aumento de la migración del campo a la ciudad y más problemaspara abastecer de alimentos básicos a la población urbana pobre (CEPAL y DFID, 2009). En México, porejemplo, se ha estimado que la potencial pérdida económica en la producción agrícola debido al cambioclimático puede estar en el órden de los Mex$16.000 millones a los Mex$22.000 millones (SEMARNAT, 2009).
Ecosistemas y sector forestal El cambio climático futuro crea un riesgo significativo de extinción de especies en muchas áreastropicales y en particular en la región de Mesoamérica (IDRC y DIFID, 2008).
Eventos Climáticos extremos Las cifras de CEPAL indican que, debido al huracán Mitch, Honduras experimentó un apérdida total de US$3.794 millones; Nicaragua US$988 millones; Guatemala, US$747 millones; El Salvador, US$262 millones; y Costa Rica, US$93 millones .Estas péridas económicas equivalen al 13,2% del PIB de Centroamérica. Para Honduras, las pérdidas de Mitch en términos del PIB, fueron del 80,5% y causaron un marcado retroceso en su desarrollo económico(CIESA, 2003).
Áreastemáticas/Sector
Zonas costeras Salud Seguridad alimentaria Energía
Línea base Media Alta Alta Alta
Indicadores de vulnerabilidad
Baja Media Alta Alta
Principales actoresque deben participar
Media Media Baja Baja/Nula
Historia de impactos y adaptación
Baja/Nula Baja Media Media
Escenarios de los impactos del cambio
climático
Baja/Media Baja Baja Baja
Escenarios de adaptación
Baja/Nula Baja/Nula Baja Baja
Análisis de costo-beneficio
Baja Baja Baja/Nula Media
Monitoreo y evaluación de las
decisiones de adaptación
Baja/Nula Baja Baja Baja
Impactos del CC en Baja California
• AMENAZA DE AUMENTO DEL NIVEL DEL MAR
• Zonas con riesgo de inundación por aumento del nivel del mar (1-2 metros)
Based on ~3 million measurements since 1970 and
NCEP/DOE/AMIP II reanalysis.
Global flux is 1.4 0.7 Pg C/yr
Takahashi et al., Deep Sea Res. II, 2009
Takahashi climatological annual mean air-sea CO2 flux for reference year 2000
Promedio de Omega Aragonita para la decada centrada aproximadamente en el 2010.
4
Observatorios de Monitoreo Costero
Probables sitios futuros para instalar OMC
Observatorio de Monitoreo Costero (OMC)
Boya Ensenada (FLUCAR)(Lara-Lara et al. no publicado)
Boya Bahía Magdalena (IMECOCAL) Gaxiola-Castro et al.
Bahia Magdalena
M
Golfo de Ulloa
Observatorio de Monitoreo CosteroFLUCAR
Es posible estar monitoreando la pCO2 de las Aguas costeras a través de BOYAS, vía satelital y muestreos
bimensuales de las condiciones químicas de la columna de agua
Linacre et.al.,(2010)Cervantes-Díaz 2010.
• Hemos aprendido que el agua de surgencia es transportada desde ~80m • La profundidad de omega aragonita optima para moluscos varia anualmente • Pero ya esta sobre la plataforma continental variando entre ~90 y 25m.
Series de datos disponibles de las boyas
Señales en las Boyas Oceanográficas(Temp, Sal, % sat O2 y pCO2)
• Variaciones diurnas• Mareas • Surgencias• Patrones de vientos • Estacional• Tormentas-huracanes• Eventos El Niño-La Niña • Cambios a largo plazo en la CC• Cambios en los patrones tropicales / subtropicales
• Además en los sitios….productividad primaria, bacteriana, pastoreo, nutrientes, pigmentos,COD, etc.
Como el CO2 es responsable de la acidificación?
1. Cuando el CO2 se disuelve se liberan iones H+.
2. Cuando los iones hidrogeno se incrementan la acidez aumenta (El pH disminuye).
3. El ion H+ se combina con los iones carbonato para formar iones bicarbonato.
4. El ion carbonato es la materia prima para formar estructuras carbonatadas por los organismos marinos.
5. La combinación del incremento en la acidez y la disminución en la disponibilidad del ion carbonato provoca problema en los organismos marino a un nivel que todavía falta mucho trabajo.
“Por tanto el termino “acidificación del Oceano” es La disminución del pH en el agua de mar por la disolución del CO2 de origen antropogénico”
Que tan ácida es el agua de mar?
Los océanos son ligeramente básicos.
La acidez es medida usando la escala de pH, donde & es definido como neutro, con niveles altos llamados “Básicos” y bajos niveles llamados “Ácidos”.
El valor promedio histórico del agua de mar es ~8.16.
Sin embargo, aun ante pequeños cambios de pH ocurren grandes cambios en la química de los océanos y el funcionamiento de los ecosistemas.
Monitoreo de acidificación oceánica
Observatorio de acidificación en arrecifes coralinos
Red de Monitoreo Mundial de la Acidificación
Repercusiones potenciales del cambio climatico en los sistemas de acuicultura
Cambios en la temperatura de la superficie del mar• Aumento de la proliferación de algas perjudiciales.• Disminución del O2 disuelto.• Aumento de las enfermedades y parásitos.• Prolongación de las temporadas de crecimiento.• Cambios en la ubicación y ámbito de distribución de las especies
adecuadas.• Reducción de la mortalidad natural en invierno.• Aumento del índice de crecimiento y de transformación
alimentaria.• Competencia, parasitismo y depredación producidos por la
alteración de losecosistemas locales, los competidores y las especies exóticas.
Repercusiones operativas
• Cambios en la infraestructura y en los costos operacionales.
• Aumento del número de organismos obstructores, plagas, especies nocivas y depredadores.
• Expansión del área de distribución geográfica de las especies.
• Cambio en los niveles de producción.
Cambios en otras variables oceanográficas
• Disminución de los índices de flujo y de la disponibilidad de alimento para los crustáceos.
• Cambios en la abundancia de las especies usadas para la producción de alimentos
Elevacion del nivel del mar
• Pérdida de áreas dedicadas a la acuicultura.• Pérdida de áreas que proporcionan refugio.• Aumento del riesgo de inundaciones.• Infiltraciones de sal en las capas freáticas.
Impactos• Daños a las infraestructuras.• Cambios en la determinación de zonas adaptadas a las
actividades acuícolas.• Aumento de los costos de seguros.• Reducción en la disponibilidad de agua dulce.
Intensificación de las tormentas
• Aumento del tamaño de las olas.• Marejadas ciclónicas más altas.• Inundaciones causadas por precipitaciones.• Cambios en la salinidad.• Daños estructurales.
Impactos• Pérdida de poblaciones en cultivo.• Daños a las instalaciones.• Aumento de los costos por diseño de nuevas instalaciones.• Aumento de los costos de seguros.
Estrés hídrico y por sequía
• Cambios en la salinidad.
• Empeoramiento de la calidad del agua.
• Aumento de las enfermedades.
• Inseguridad en el abastecimiento hídrico.
Handisyde et al., 2006.
Acciones que deben aplicar los acuacultores de nuestra región, aprendiendo de las aplicaciones de la ciencia
Desarrollar herramientas de manejo/ adaptación a las condiciones cambiantes del océano:1. Monitoreo de la química del agua de mar fuente
2. Monitoreo del agua de mar que usan dentro las plantas productoras
3. Monitoreo de puntos clave (Ej. Bahía San Quintín)
4. Desarrollo de sistemas experimentales de pequeña escala usando esterilización por UV, degasificadores, biofiltraciones,
eliminadores de CO2.Es un trabajo que empieza a realizarse “en equipo” entre tomadores dedecision, sector pesquero/acuicola y académico
Los beneficios económicos
derivado de la consecución
de los objetivos
Inversiones económicas para lainvestigación y la infraestructura
objetivos de la sociedad
•avanzar en el conocimiento básico •manejar riesgos naturales•preservar el medio ambiente•desarrollar de nuevos negocios
información / conocimiento•comprensión del océano•proyecciones climáticas•capacidad de predicción de impactos
•respuesta y resiliencia de ecosistemas al forzamiento
Investigación de los Océanos
InfraestructuraPlataformas (barcos, boyas, etc)Satélites, sensores, vehículos autónomosSistemas de MonitoreoObtención de serie de datosDesarrollo de bases de datos
MODELOSoperativos y de
investigación
RESPUESTAS a preguntas de los
usuarios
Datos
Actividades de investigación
AMMC
Barcos, Boyas Satélites
Monitoreo
Información:Usuarios sectores
Comunicados:Científicosacademia
Ciencia para la sustentabilidad
Ciencia para el conocimiento
En la costa noroeste de México son comunes las altas concentraciones de clorofila-a
Una fracción se importa hacia las lagunas costeras
La productividad está controlada por los eventos de surgencias
BSQ
Revelle Factor
( fCO2/ DIC)
(fCO2/ DIC)
Global Distribution of Surface Revelle Factor
R. Revelle, H.,E. Suess, Tellus 9, 18 (1957)
Que se esta haciendo y Retos en las costas de Mexico?
NORTE
PTA. EUGENIA
SUR
La profundidad de subsaturación de aragonita
50 y 70 mpH de ~7.7
Feely et al. 2008
Observatoriode MonitoreoCostero
Proyecto FLUCARDr. Ruben Lara
ENSENADA (31.671o N, 116.693o W)
IMECOCAL grid
ClimatologíaFrente a Ensenada
Linacre L, et al., (2010)
De que profundidad Llega el agua de surgenciaEn las costas de Ensenada?
Observatorio de Monitoreo Costero
Monitoreo del pH bimensual de la columna de agua
Linacre et.al.,(2010)
• Hemos aprendido que el agua de surgencia es transportada desde ~80m • La profundidad quimicamente no optima para moluscos varia anualmente • Pero ya esta sobre la plataforma continental variando entre ~90 y 25m.
Feely et al., 2008
Ensenada
Cervantes-Díaz G., 2010
En la superficie……
LN
FUENTE
SUMIDEROEN
Friederich G.
et al., 2002.
Time (Month 2008)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Baku
n Inde
x
(m3.s
-1.1
00 m
of
coasta
line)
-100
0
100
200
300
400
Time (Month 2008)
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
Tem
pera
ture
(ºC
)
10
13
16
19
22
25
Romero Bañuelos et al.,2009
Arbolitos [Cd]Índice de Bakun
Oliva-Mendez , Hernandez-Ayon, Lara-Lara et al (En Prep. )
Conclusiones El CO2 en la atmósfera esta aumentando exponencialmente.
El océano nos ha estado dando un increíble servicio a la sociedad
ayudándonos a disminuir el CO2 emitido a la atmosfera.
La adición de ~127 Pg de carbono al océano en los últimos 200 años ha
disminuido el pH en 0.1 unidades..
Agua mas acida ya se detecto en la plataforma de América del Norte durante
la época de surgencias costeras.
A finales de este siglo el pH puede bajar otros 0.3 unidades en el océano y
probablemente tendrá consecuencias dramáticas en los ecosistemas marinos.
Falta en México el trabajo relacionado con el efecto sobre organismos
marinos!!
FLUCARBAJA
FLUCARGOC
FLUCARTROP
FLUCARGOT
Plan Nacional de Sitios de Monitoreo Costeros
FLUCARGOLFO???
?
Grupo Estudios de la Acidificación enAmbientes Marinos
De México
[email protected]@uabc.edu.mxJosé Martín Hernández Ayón
Instituto de Investigaciones Oceanológicas
Universidad Autónoma de Baja California
