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Laguna SecaPasado, presente y futuro
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 1/45
Esquema1. Introducción
2. Estación de Laguna Seca
3. Resultados preliminares
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 2/45
1. Introducción 1/1
•Qué? Una torre “Eddy” y dos torres “multiparametricas”
•Por qué?
•BACAEMA (Balance de carbono y de agua en ecosistemas de matorral mediterráneo en Andalucía: Efecto del cambio climático)
•Kyoto Protocol
•Donde? La laguna seca (Sierra Nevada)
•Cuando? Desde Julio del 2006 hasta …¿?
•Quién?
•PNSN
•GFAT(CEAMA-UGR)
•EEZA-CSIC
•UAL
Estación de Laguna Seca
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 3/45
Esquema1. Introducción
2. Estación de Laguna Seca
3. Resultados preliminares
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 4/45
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 5/45
Estación de Laguna Seca (Nov 06)
•Cuenca endorreica
•2300m altitud
•Nieve de Dic a Mar
•800mm precipit. Media
•Festuca indigesta
•Cytisus purgans
2. Estación de Laguna Seca 1/5
2. Estación de Laguna Seca 2/5Fase1 (12 Julio 2006): Instalación componentes básicos
Fase2 (3 Agosto 2006): Instalación sensores de suelo
Fase3 (Sep y Nov 2006): Mejora de la infraestructura
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 6/45
2. Estación de Laguna Seca 3/5
Torre “Eddy” •Anemómetro (Metek USA-1)
•IRGA (LICOR, LI-7500)
•Datalogger Metek
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 7/45
2. Estación de Laguna Seca 4/5
Torre de “patrones de vegetación”•Termohigrómetro
•Pluviómetro
•Radiómetro de PAR reflejada
•Radiómetro de PAR incidente
•Sensores de humedad suelo(4)
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 8/45
2. Estación de Laguna Seca 5/5
Torre de “Balance de energía”•Radiómetro neta
•Placas flujo de calor al suelo (8)
•Temperatura suelo (4)
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 9/45
Esquema1. Introducción
2. Estación de Laguna Seca
3. Resultados preliminares
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 10/45
Esquema1. Introducción2. Estación de Laguna Seca3. Resultados preliminares
3.1 Balance de energía3.2 Análisis ecofisiológico3.3 Balance anual de CO2
3.4 Balance anual de H2O3.5 Medidas de respiración3.6 Problemas
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 11/45
3. 1 Balance de Energía 1/4
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 12/45
nR G H LE
•Radiación neta (Rn): Radiación solar incidente menos saliente
•Flujo de calor al suelo (G): Calor que se transmite o se pierde del suelo
•Flujo de calor sensible (H): Calor que se transmite debido a la dif de T
•Flujo de calor latente (LE): Calor debido a la evaporación del agua
Cierre teórico
0nR H LE G
3. 1 Balance de Energía 2/4 Ejemplo de flujos de energía (3ª semana Agosto)
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 13/45
Recuperación tras un evento de nieve
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 14/45
3. 1 Balance de Energía 3/4
Balance de Energía Rn-G = H+LE
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 15/45
3. 1 Balance de Energía 4/4
Esquema1. Introducción2. Estación de Laguna Seca3. Resultados preliminares
3.1 Balance de energía3.2 Análisis ecofisiológico3.3 Balance anual de CO2
3.4 Balance anual de H2O3.5 Medidas de respiración3.6 Problemas
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 16/45
Absorción de CO2 por la biología (durante el día)
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 17/45
3. 2 Análisis ecofisiológico 1/3
pc d
p
aFF R
b F
PARÁMETROSRd: Respiración del ecosistemaa: Capacidad fotosintética
b: Nivel de luz para la mitad de la fotosíntesis
Se modeliza mediante la siguiente función
VARIABLESFc: Flujo de CO2
Fp: Flujo de fotones
En “épocas biológicas” hay acuerdo con el modelo
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 18/45
3. 2 Análisis ecofisiológico 2/3
Primavera (7-15 May) Verano (final Jun)
2
2
2
2
1.1 0.4 /
6.0 0.6 /
840 380 /
0.41
dR mol m s
a mol m s
b mol m s
R
2
2
2
2
0.60 0.45 /
6.84 0.50 /
600 240 /
0.49
dR mol m s
a mol m s
b mol m s
R
En “épocas no biológicas” el modelo no es valido
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 19/45
3. 2 Análisis ecofisiológico 3/3
Otoño (10-16Nov) Invierno (2-9 Ene)
c pF c pF •c: Respiración del ecosistema cuando no hay luz•p=a/b: Fijación de CO2 para una determinada cantidad de luz
Esquema1. Introducción2. Estación de Laguna Seca3. Resultados preliminares
3.1 Balance de energía3.2 Análisis ecofisiológico3.3 Balance anual de CO2
3.4 Balance anual de H2O3.5 Medidas de respiración3.6 Problemas
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 20/45
Ejemplo de flujos turbulentos
-10
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
10
279.5 280.5 281.5 282.5 283.5 284.5 285.5
Dias de Noviembre
Flu
jo C
O 2 (m
mo
l m
-2s-1
)
Flu
jo H
2O (
mm
ol
m-2s-1
)
Flujo CO2 (umol m-2 s-1) Flujo H2O (mmol m-2 s-1)
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 21/45
3. 3 Balance anual de CO2 1/5
Recuperación tras un evento de nieve
Mitad de Nov
Final de Feb
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
314 315 316 317 318 319 320
Dias de mitad de Nov 2006F
lujo
CO 2
(mm
ol m-2
s-1)
Fljo
H2O
(m
mo
l m-2s-1
)
Flujo CO2 (umol m-2 s-1) Flujo H2O (mmol m-2 s-1)
-6
-4
-2
0
2
4
6
1 2 3 4 5 6 7 8
Dias desde 29 Dic 2006
Flu
jo C
O 2 (m
mo
l m
-2s
-1)
Flu
jo H
2O (
mm
ol m-2
s-1)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Alb
ed
o
Flujo CO2 (umol m-2 s-1) Flujo H2O (mmol m-2 s-1) Albedo
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 22/45
3. 3 Balance anual de CO2 2/5
Tras filtrar datos, corregirlos y hacer “gap filling”
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 23/45
3. 3 Balance anual de CO2 3/5
2006 2007
NEE integrado
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 24/45
3. 3 Balance anual de CO2 4/5
2006 2007
-140 g C m-2 (año 2007)
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 25/45
3. 3 Balance anual de CO2 5/5
Otros ecosistemas de matorral (Hastings et al., 2005)(Hastings et al., 2005)
[-39,-52] g C m-2 año-1
Bosques (Valentini, et al., 2000)(Valentini, et al., 2000) -670 g C m-2 año-1
Gádor (Serrano-Ortiz)(Serrano-Ortiz) -25 g C m-2 año-1
Esquema1. Introducción2. Estación de Laguna Seca3. Resultados preliminares
3.1 Balance de energía3.2 Análisis ecofisiológico3.3 Balance anual de CO2
3.4 Balance anual de H2O3.5 Medidas de respiración3.6 Problemas
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 26/45
Tras filtrar datos, corregirlos y hacer “gap filling”
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 27/45
3. 4 Balance anual de H2O 1/2
2006 2007
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 28/45
3. 4 Balance anual de H2O 2/2 Evaporación: 293 mm (año 2007)
Lluvias: 117 mm (año 2007)
Bosques pinos (Kowalski)(Kowalski) 624 mm año-1 (Evap)
515 mm año-1 (Lluvia)
Gádor (Serrano-Ortiz)(Serrano-Ortiz) 145 mm año-1 (Evap)
291 mm año-1 (Lluvia)
Esquema1. Introducción2. Estación de Laguna Seca3. Resultados preliminares
3.1 Balance de energía3.2 Análisis ecofisiológico3.3 Balance anual de CO2
3.4 Balance anual de H2O3.5 Medidas de respiración3.6 Problemas
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 29/45
Eddy measurements
Re
Soil respiration measurements
Rs
3. 5 Medidas de respiración 1/6
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 30/45
Re = Ra + Rs
Rs is on year average 70% higher than Ra
3. 5 Medidas de respiración 2/6
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 31/45
Rs depende enormemente de la T
Rs = a e b T
3. 5 Medidas de respiración 3/6
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 32/45
3. 5 Medidas de respiración 4/6
•Difusión a través de los poros y grietas del suelo
•Cambios de presión debido principalmente al viento
Dependencia con la humedad
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 33/45
La tasa a la que el CO2 escapa a la atmósfera
La tasa de incremento de CO2 en la cámara
3. 5 Medidas de respiración 5/6
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 34/45
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Collar
CO
2 E
fflu
x (
um
ol/m
2 s) CO2 Eff lux(Nov) CO2 Eff lux(Nov2) CO2 Eff lux(Dec) CO2 Eff lux(Jan)
Dependencia estacional y con la vegetación
3 especies distintas + Suelo desnudo
Piorno
Collar: 1,5,9,13,17
Musgo
Collar: 3,7,11,15,19
Festuca
Collar: 2,6,10,14,18
Suelo desnudo
Collar: 4,8,12,16,20
Cytisus purgan
Suelo desnudoFestuca indigesta
Musgo
3. 5 Medidas de respiración 6/6 Ejemplo de emisión de CO2 del suelo
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 35/45
Esquema1. Introducción2. Estación de Laguna Seca3. Resultados preliminares
3.1 Balance de energía3.2 Análisis ecofisiológico3.3 Balance anual de CO2
3.4 Balance anual de H2O3.5 Medidas de respiración3.6 Problemas
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 36/45
Problemas de detección del CO2 y H2O
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 37/45
3. 6 Problemas 1/5
Problemas de detección del CO2 y H2O ¿Humedad relativa?
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 38/45
3. 6 Problemas 2/5
Problemas de detección del CO2 y H2O ¿Humedad relativa?
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 39/45
3. 6 Problemas 3/5
Problemas con el radiómetro
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 40/45
3. 6 Problemas 4/5
Problemas con el radiómetro
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 41/45
3. 6 Problemas 5/5
Esquema1. Introducción
2. Estación de Laguna Seca
3. Resultados preliminares
4. Conclusiones y perspectivas
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 42/45
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 43/45
1. En épocas de alta irradiancia el ecosistema de Laguna Seca se comporta de forma parecida a otros ecosistemas de matorral mediterráneo 26.4 0.6 /a mol m s
2. En épocas de baja irradiancia el ecosistema se comporta de acuerdo a los modelos teóricos
3. El balance energético se ajusta a un recta de pendiente 0.78 (R2=0.77), dentro de lo que cabría esperar
20.9 0.4 /dR mol m s
4. Conclusiones y perspectivas 1/2
4. El ecosistema se comportó en 2007 como un sumidero de CO2 asimilando 140 g C m-2
4. Conclusiones y perspectivas 2/2
1. Mejorar la calidad de los datos “quality tests”
2. Profundizar en los análisis, mejorando el problema con la humedad relativa
3. Análisis de flujos de CO2 y H2O bajo la cubierta de nieve
4. Publicar lo obtenido
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 44/45
No obstante ….
Seguiremos trabajando
Laguna Seca: Presente, pasado y futuro Granada 27Feb2008 45/45
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