Atmósfera

1. Ciclo del Nitrógeno Principalmente gaseoso Relámpagos Industria Bacterias N2 Atmósfera HNO3 NOx H2O amonio nitratos N orgánico bacterias N orgánico Tierra fitoplancton bacterias En las comunidades acuáticas o terrestres hay un mayor reciclado interno de P o N en comparación con el S nitratos Océano

2. Ciclo del nitrógeno Fijación de N2 + reducido Amonificación Nitrógeno orgánico Amonio N2 Nitrógeno molecular Nitrificación por bacterias N2 O Productores NO Nitrito NO2 Nitrificación por bacterias Desnitrificación por bacterias en ausencia de oxígeno Nitrato NO3- + oxidado

3. Efectos antrópicos sobre el ciclo del nitrógeno Fijación de N2 Natural: relámpagos, organismos Amonificación Humana: industrias y cultivos + Nitrógeno orgánico Amonio N2 Nitrógeno molecular + Combustión Nitrificación por bacterias N2 O NO Nitrito NO2 Nitrificación por bacterias Desnitrificación por bacterias - Nitrato NO3- Pérdida de humedales

4. Fuentes de Fijación de Nitrógeno Fijado: 211 Tg/año N total almacenado: 296000 Tg/año, 280 en suelo, 90% orgánico

5. La actividad del hombre incrementó la concentración de amonio y óxidos de nitrógeno en la atmósfera Concentración de óxido nitroso en la atmósfera (ppm)

6. Las consecuencias de los cambios producidos por el hombre en el ciclo del nitrógeno Lluvia ácida Efecto invernadero Aumento del nitrógeno disponible para los seres vivos Aumento en la fijación de CO2 + N en ríos y estuarios Pérdida de otros nutrientes, como Ca y K Escala regional Aumento de amonio y óxidos de nitrógeno en la atmósfera Escala global Combustión de depósitos de Materia orgánica Fijación artificial de N Disminución de bacterias desnitrificantes

7. Producción de lluvia ácida NOx bacterias

8. pH en base de nubes muy bajo: 3,6 Disminución de peces, anfibios y otros organismos Se diluye al precipitar: 4,6 Daños que produce la lluvia ácida Acidificación de cuerpos de agua Deterioro de bosques de montaña Corrosión de edificios y estatuas El efecto sobre agua y suelo depende de la capacidad de neutralización

9. Regiones del mundo más afectadas por la lluvia ácida

10. Unidades: Gt: 1017g Distribución del Carbono en reservorios Biomasa: 560 CO2 , CO, CH4=720 Materia muerta= 1200 C inorgánico=37400 C orgánico disuelto= 1000 Biomasa= 3 Hidrocarburos fósiles= 3800 Roca sedimentaria: 340.000.000

11. Transformaciones del carbono a lo largo del ciclo H2O Perdido hacia la atmósfera + Reducido Metano CH4 Carbono orgánico Metanogénesis Ganancia neta de energía CH2O Respiración Libera energía FS consume energía Liberación de energía Con H2 sin O2 CO2 + Oxidado H2O Los cambios ocurren por acción de seres vivos

12. Efecto del hombre sobre el ciclo del carbono Perdido hacia la atmósfera H2O + Reducido +Combustión Metano CH4 + ganado Carbono orgánico Metanogénesis Ganancia neta de energía - def CH2O Respiración Libera energía FS consume energía Liberación de energía Con H2 sin O2 CO2 + Oxidado H2O Los cambios ocurren por acción de seres vivos

13. 5 Unidades: Gt: 1017g 2 120 60  Balance = 5  Observado = 3 ¿? 60 105 + 2 105 Balance de emisiones y consumos de CO2 de la atmósfera

14. CO2 “Bomba biológica de carbono”: hay un transporte de carbono hacia el fondo del océano Difusión y disolución FS CO2 + H2O Zona con luz para FS CH2O + O2 R Difusión y afloramiento Sedimentación R Zona sin luz para FS CO2 + H2O CH2O enMO muerta + O2 Sedimentación C en sedimentos

15. Incremento en la concentración de CO2 desde 1955 hasta 2005

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

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

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

19. Cambios en la atmósfera durante la era industrial

20. Efectos del aumento del CO2 atmosférico • ¿¿Aumento en la producción de las plantas?? • Cambios en las relaciones de competencia entre plantas C3, C4 y CAM • Aumento de la relación carbono:nitrógeno en plantas. • Déficit de nitrógeno para descomponedores • Aumento del efecto invernadero

21. La radiación solar y terrestre Sol Longitudes de absorción de gases invernaderos Ventana de radiación Radiación de onda corta Radiación infrarroja Absorción UV Tierra • 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

22. ¿Qué es el Clima? 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

23. Variaciones climáticas El clima está determinado por el balance entre la radiación incidente y la emitida por la Tierra y por su redistribución en el planeta Este balance está influido por Manchas solares Órbita terrestre Inclinación del eje terrestre Variaciones en la radiación solar incidente Variaciones en la reflexión Composición de la atmósfera: Gases invernadero Albedo por hielos Cubierta vegetal Aerosoles Nubes

24. Características de los Subsistemas que determinan el clima Océano Atmósfera > Masa y densidad Baja densidad Respuesta térmica más lenta > Respuesta térmica > Capacidad calorífica del océano Temperaturas actuales son resultado de procesos pasados En superficie: últimos decenios En profundidad: últimos miles de años El aire de la capa baja de la atmósfera depende de la del océano superficial La capa alta ( estratósfera) está desacoplada

25. Mantos de hielo Glaciares Criósfera Hielo marino Rta térmica lenta debido a su masa Mantos de nieve < temperatura Albedo: reflejo de la radiación solar Retroalimentación positiva + hielo + reflejo < temperatura

26. Cambia la reflexión (el albedo) Cambia la evaporación Biósfera Disminuye la amplitud térmica Influye sobre ciclos de los gases invernadero Intercambio con la atmósfera Aporte de aerosoles Litósfera Vulcanismo

27. Causas de variabilidad en el clima Clima: estado promedio (30 años) de la atmósfera. OMM Manchas solares: ciclos de 11- 22 años Cambios en la energía del sol. Cambios en la órbita terrestre: ciclos de más de 20.000 años Cambios en la composición de la atmósfera vulcanismo Desplazamientos de continentes y corrientes marinas Movimientos tectónicos Alteraciones geológicas

28. Variabilidad antrópica en el clima Cambios en la composición de la atmósfera Efecto invernadero Aerosoles Cambia la reflexión y evaporación Cambios en la cobertura vegetal Cambios por urbanización “Islas de calor”

29. GASES INVERNADERO Forzamiento radiativo por unidad de masa y tiempo de vida de distintos gases invernadero FR Tiempo de vida CO2 1 1 CH4 58 14,5 N2O 206 120 CFC11 3,97 50 CFC12 3,75 102 Forzamiento radiativo: Cambio en el balance de radiación al nivel de tope de la tropósfera El efecto total depende de la cantidad y de la capacidad de forzamiento por unidad

30. Forzamiento radiativo total desde el comienzo del período industrial

32. Evidencias del cambio climático 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

33. Años ¿Cómo sabemos si el clima cambió? temp Series de tiempo Registros • Período abarcado • Confiabilidad de los datos Reconstrucción paleoclimática • Cobertura espacial de los datos • Burbujas de gas en hielo Antártico

35. 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

37. ¿Variabilidad natural o cambios antropogénicos? Apartamiento de la temperatura media anual respecto al período 1860- 1990 Planeta

40. La cobertura de nieve y hielo del Artico están disminuyendo La cobertura de Nieve en primavera Mostró una gran disminución durante los 1980s El hielo sobre el mar Artico disminuó Un 2.7% por decada (En verano: -7.4%/decade)

41. Los glaciares y los suelos congelados están disminuyendo

42. El incremento en temperatura fue mayor en los últimos años

44. Cambios en las precipitaciones: incremento de intensidad de lluvias

45. Modelo con forzantes naturales Modelo con forzantes antropógenicos Modelo con forzantes naturales + antropogénicos En gris: cambios esperados de acuerdo a los modelos En rojo: observado

46. 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

47. Predicciones de los modelos climáticos • Aumento de 1-3,5 º C para el 2100. • 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) • Mayor incremento en invierno que en verano, de noche que de día.

48. PRECIPITACIÓN. •    Todos los modelos predicen aumento en la precipitación global, pero algunas regiones van a ser más secas. • Incremento en eventos extremos

49. Escenario en Argentina Región centro- Norte: Incremento en temperaturas mínimas, pero disminución en la máxima = T media Veranos más largos Inviernos más moderados Más evidente en la Patagonia Centro y norte: incremento del 23% Precipitaciones Centro- oeste: reducción del 50% > Frecuencia de vientos del E en el río de la Plata Desplazamiento hacia el sur del anticiclón del Atlántico sur

50. La cuenca del Plata 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