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Impactos del cambio climático sobre la vegetación en Argentina Análisis de escenarios de impacto, desarrollo metodológico y aplicación al diseño de políticas XXX Diciembre de 2006 FCEyN-UBA. Indice. 1. Objetivos 2. Introducción 3. Metodología 4. Resultados 5. Conclusiones

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  1. Impactos del cambio climático sobre la vegetación en ArgentinaAnálisis de escenarios de impacto, desarrollo metodológico y aplicación al diseño de políticasXXX Diciembre de 2006FCEyN-UBA Tesis doctoral Diciembre 2006

  2. Indice 1. Objetivos 2. Introducción 3. Metodología 4. Resultados 5. Conclusiones 6. Perspectivas a futuro Tesis doctoral Diciembre 2006

  3. Objetivos • Desarrollo de una metodología para evaluar impactos del cambio climático sobre la vegetación en Argentina. • Evaluación de los impactos sobre la distribución de la vegetación , el IAF y la PPN. • Identificación de herramientas que contribuyan al diseño de políticas de mitigación y adaptación al cambio climático. Tesis doctoral Diciembre 2006

  4. Introducción • Clima y Cambio Climático • Efecto invernadero • Construcción de escenarios climáticos • Modelos climáticos • Impactos • Modelos de vegetación • Respuestas políticas Tesis doctoral Diciembre 2006

  5. Introducción Clima y Cambio Climático Clima: Descripción estadística en términos de valores medios y de variabilidad de las cantidades de interés durante un período de tiempo dado. Cambio Climático: Es la variación estadísticamente significativa, ya sea de las condiciones climáticas medias o de su variabilidad, que se mantiene durante un período prolongado Tesis doctoral Diciembre 2006

  6. Introducción Causas de un proceso de Cambio Climático Factores Internos Naturales Externos Antropógenos Tesis doctoral Diciembre 2006

  7. Introducción Forzamiento natural y antropógeno Tesis doctoral Diciembre 2006 IPCC,2000

  8. Introducción Efecto invernadero Tesis doctoral Diciembre 2006 PNUMA,2005

  9. Introducción Construcción de escenarios climáticos Tesis doctoral Diciembre 2006 IPCC,2001

  10. Introducción Construcción de escenarios de emisiones GEI Tesis doctoral Diciembre 2006 IPCC,2000

  11. Introducción Construcción de escenarios de concentración de CO2 Tesis doctoral Diciembre 2006 IPCC,2000

  12. Introducción Modelos climáticos Atmósfera – Océano: HadCM3 Modelos Climáticos Atmósfera: HadAM3p Regionales: MM5 LSM Tesis doctoral Diciembre 2006

  13. Introducción Corridas: Modelos climáticos CO2 y aerosoles HadCM3 SST, sea ice HadAM3p Viento, temp, presión, etc. MM5 Tesis doctoral Diciembre 2006

  14. Introducción Impactos del Cambio Climático Migración: velocidad y barreras Movimiento de biomas Tipos de respuesta Modificación de composición de biomas Tipos Funcionales de Plantas (TFP) Tesis doctoral Diciembre 2006

  15. Introducción Impactos del Cambio Climático: ecofisiología Fertilización CO2 EUA Velocidad de reacciones Temperatura Transpiración Tesis doctoral Diciembre 2006

  16. Introducción Impactos del Cambio Climático: Indicadores • Distribución de biomas • Productividad Primaria Neta • Indice de Area foliar • Escorrentía Tesis doctoral Diciembre 2006

  17. Introducción Impactos del Cambio Climático: Metodologías • Estudios de laboratorio con plantas • Experimentos “FACE” • Torres de medición de flujos • Paleodatos • Modelos de vegetación Tesis doctoral Diciembre 2006

  18. Introducción Modelos de vegetación • Vegetación potencial vs vegetación natural existente • Sistemas de clasificación: florísticos vs fisonómicos (TFP) Tesis doctoral Diciembre 2006

  19. Introducción Tipos de Modelos de vegetación Estáticos Modelos de vegetación Dinámicos Correlacionales Modelos de vegetación Mecanísticos Biogeográficos Modelos de vegetación Tesis doctoral Diciembre 2006 Biogeoquímicos Mixtos

  20. Introducción Respuestas políticas Tesis doctoral Diciembre 2006

  21. Introducción Análisis inverso de impactos Concentración de GEI Estado 3 Temperatura Estado 4 Emisiones de GEI Estado 2 Impactos: sociedades y sistemas naturales Estado 5 Actividades humanas Producción de energía Procesos industriales Uso de la Tierra Estado 1 MITIGACION ADAPTACION Tesis doctoral Diciembre 2006 Pew Center,2003

  22. Metodología • Metodología general • Validación • Comparación estadística • Construcción de escenarios climáticos futuros • Corridas de los modelos de vegetación • Descripción de CPTEC-PVM • Descripción de BIOME4 Tesis doctoral Diciembre 2006

  23. Metodología Metodología general CO2 observado 1961-1990 CO2 IPCC A2 2071-2100 CO2 IPCC B2 2071-2100 Haddley Center HadCM3 SST, hielo marino HadAM3P 1961-1990 HadAM3P A2 2071-2100 HadAM3P B2 2071-2100 Temp, vapor, viento, presión MM5 control 1981-1990 MM5 futuro A2 2081-2090 MM5 futuro B2 2081-2090 CIMA MM5 control – MM5 futuro A2 MM5 control - MM5 futuro A2 Climatología Leemans 1961-1990 Realizado en esta tesis Escenario climático futuro A2 Escenario climático futuro B2 Tesis doctoral Diciembre 2006 Temp, prec CPTEC y BIOME4 Control CPTEC y BIOME4 Futuro A2 CPTEC y BIOME4 Futuro B2

  24. Metodología Validación Climatología Leemans 1961-1990 CPTEC y BIOME4 Control Comparación Estadística Mapa de vegetación Parques Mapa de vegetación control Tesis doctoral Diciembre 2006

  25. Metodología Comparación estadísticaEstadístico Kappa k = (po – pe) / (1 – pe) po = ∑aii/npe = ∑rici /n2 ri = suma de cada fila i de A ci = suma de cada columna i de A Tesis doctoral Diciembre 2006

  26. Metodología Construcción escenarios climáticos futuros Temp ene MM5 control – Temp ene MM5 futuro A2 Temperatura Climatología Leemans 1961-1990 + ∆ Temp ene MM5 A2 Escenario climático futuro Temp ene MM5 A2 Tesis doctoral Diciembre 2006 Ejemplo: Escenario climático A2 temperatura Enero

  27. Metodología Corridas de los modelos de vegetación Escenario climático Futuro A2 y B2 Climatología Leemans 1961-1990 CPTEC y BIOME4 Control CPTEC y BIOME4 Experimentos comparación Mapa de vegetación control Mapa de vegetación futuro Tesis doctoral Diciembre 2006

  28. Temperatura, Precipitación Climatología LEM Balance hídrico EVTp, EVTr, w H, D Tc, GDD5, GDD0 Algoritmo de clasificación Bioma Metodología Descripción de CPTEC-PVMFuncionamiento Tesis doctoral Diciembre 2006 Oyama y Nobre, 2004

  29. Metodología CPTEC-PVM Algoritmo de clasificaciónTc, G0, G5, H y D G0 < 100 HIELO SIN VEGETACION H < 0.15 DESIERTO TUNDRA G5 < 350 BIOMAS RESISTENTES LARCH Tc < -27 H < 0.28 SEMIDESIER BOSQUE BOR Tc < -13 H >= 0.68 PRADERA 0 BIOMAS EXTRATROPICALES H >= 0.82 BOSQUE MIXTO Tc < -6 PRADERA 1 Tc < 6 H >= 0.71 BOSQUE TEMPL PRADERA 2 H < 0.55 D < 0.46 CATINGA H >= 0.80 D >= 0.81 Tc >= 11 BIOMAS TROPICALES Tesis doctoral Diciembre 2006 BOSQUE TROP SABANA Tc >= 14 PRADERA 3

  30. Metodología Descripción de BIOME4 Funcionamiento TFP Restricciones Ind. climáticos TFP presentes Cálculo del IAF Y PPN TFP dominante Bioma Tesis doctoral Diciembre 2006 Kaplan et al., 2003

  31. Metodología BIOME4: TFP • TROPICAL EVERGREEN TREES • TROPICAL DROUGHT-DECIDUOUS TRESS • TEMPERATE BROADLEAVED EVERGREEN TREES • TEMPERATE DECIDUOUS TREES • COOL CONIFER TREES • BOREAL EVERGREEN TREES • BOREAL DECIDUOUS TREES • C3/C4 TEMPERATE GRASS PLANT TYPE • C4 TROPICAL GRASS PLANT TYPE • C3/C4 WOODY DESERT PLANT TYPE • TUNDRA SHRUB TYPE • COLD HERBACEOUS TYPE • LICHEN/FORB TYPE. Tesis doctoral Diciembre 2006

  32. Metodología BIOME4: Filosofía del modelo • Area foliar: resulta de optimizar los beneficios por incrementarla, en términos de lograr una mayor captación de luz y los costos que el aumento de la superficie de transpiración generan sobre el balance hídrico de la planta. • Haxeltine et al. (1996) sugirieron que los beneficios y costos se pueden expresar a través de la PPN y que la optimización descripta arriba es conceptualmente equivalente a maximizar la PPN con respecto al área foliar. Tesis doctoral Diciembre 2006

  33. Metodología BIOME4: procesos considerados para estimar la PPN • Fotosíntesis bruta • Fotosíntesis C3/C4 • Fotosíntesis neta y respiración hoja • Conductancia del canopeo • Fenología • Evapotranspiración actual • Hidrología del suelo • Indice de area foliar • Costos de mantenimiento Tesis doctoral Diciembre 2006

  34. Resultados • Análisis de bases de datos • Construcción del CPTEC-PVM-CIMA • Validación y ajustes sobre los modelos • Experimentos de sensibilidad • Escenarios de cambio climático • Experimentos con escenarios climáticos futuros • Significación estadística de ∆temp y prec • Análisis inverso de impactos Tesis doctoral Diciembre 2006

  35. Resultados Validación: compatibilización de sistemas de clasificación Tesis doctoral Diciembre 2006

  36. Resultados Validación: compatibilización de sistemas de clasificación Tesis doctoral Diciembre 2006

  37. Resultados Validación: compatibilización de sistemas de clasificación Tesis doctoral Diciembre 2006

  38. -73 -73 -73 -63 -63 -63 -53 -53 -53 -24 -24 -24 -36 -36 -36 -48 -48 -48 CPTEC-PVM-CIMA control -58 -58 -58 BIOME4 control Resultados Validación: comparación salidas control vs. parques Parques Tesis doctoral Diciembre 2006

  39. -73 -73 -63 -63 -53 -53 -24 -24 -36 -36 -48 -48 -58 -58 CPTEC-PVM-CIMA ajustes 1+2+3 Parques Resultados Validación: ajustes sobre CPTEC-PVM-CIMA Tesis doctoral Diciembre 2006

  40. -73 -73 -63 -63 -53 -53 -24 -24 -36 -36 -48 -48 -58 -58 BIOME4 ajuste 1+2 Parques Resultados Validación: ajustes sobre BIOME4 Tesis doctoral Diciembre 2006

  41. Resultados Escenarios de cambio climático: descripción • A2 = salida de MM5 forzado por condiciones generadas a partir del escenario del IPCC A2. • B2 = idem • A2-CO2: el escenario climático es el mismo que en A2, pero se incrementa la concentración de CO2 en BIOME4 de 360 a 740 ppmv. • B2-CO2: idem Tesis doctoral Diciembre 2006

  42. -73 -73 -73 -73 -63 -63 -63 -63 -53 -53 -53 -53 -24 -24 -24 -24 -36 -36 -36 -36 -48 -48 -48 -48 -58 -58 -58 -58 ∆T anual A2 ∆T anual B2 ∆P anual A2 ∆P anual B2 Resultados Escenarios de cambio climático: mapas Tesis doctoral Diciembre 2006

  43. Resultados Corridas con escenarios climáticos futuros Tesis doctoral Diciembre 2006 CPTEC-PVM-CIMA es más sensible que BIOME4

  44. Resultados Corridas con escenarios climáticos futuros En todos los escenarios se incrementa el área ocupada por bosque-sabana Tesis doctoral Diciembre 2006

  45. Resultados Corridas con escenarios climáticos futuros Eco-regiones que registran mayores cambios: chaco seco y monte de llanuras para el CPTEC-PVM-CIMA y monte de llanuras y estepa para el BIOME4. Tesis doctoral Diciembre 2006

  46. -73 -73 -73 -73 -73 -63 -63 -63 -63 -63 -53 -53 -53 -53 -53 -24 -24 -24 -24 -24 -36 -36 -36 -36 -36 -48 -48 -48 -48 -48 -58 -58 -58 -58 -58 BIOME4 B2 BIOME4 A2 CO2 BIOME4 B2 CO2 BIOME4 A2 Resultados Corridas de BIOME4 con escenarios climáticos futuros BIOME4 control Tesis doctoral Diciembre 2006

  47. -73 -73 -73 -63 -63 -63 -53 -53 -53 -24 -24 -24 -36 -36 -36 -48 -48 -48 -58 -58 -58 CPTEC A2 CPTEC B2 Resultados Corridas de CPTEC-PVM-CIMAcon escenarios climáticos futuros CPTEC control Tesis doctoral Diciembre 2006

  48. -73 -73 -73 -73 -73 -63 -63 -63 -63 -63 -53 -53 -53 -53 -53 -24 -24 -24 -24 -24 -36 -36 -36 -36 -36 -48 -48 -48 -48 -48 -58 -58 -58 -58 -58 ∆ NPP A2 ∆ NPP A2CO2 ∆ NPP B2 ∆ NPP B2CO2 Resultados Corridas de PPN de BIOME4 con escenarios climáticos futuros BIOME4 PPN (gC/m2 año) control Tesis doctoral Diciembre 2006

  49. Resultados Corridas de BIOME4 con escenarios climáticos futuros Tesis doctoral Diciembre 2006

  50. Resultados Análisis inverso de impactos: función de respuesta de impacto climático • Seleccionar punto del tiempo inicial y final. • Seleccionar número de estados intermedios entre ambos puntos. • Interpolar linealmente el CO2, temp y prec a los estados intermedios. • Correr el modelo de vegetación con cada uno de los estado intermedios. Tesis doctoral Diciembre 2006 Toth et al., 2000

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