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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


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



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



Torre “Eddy” •Anemómetro (Metek USA-1)

•IRGA (LICOR, LI-7500)

•Datalogger Metek



Torre de “patrones de vegetación”•Termohigrómetro

•Pluviómetro

•Radiómetro de PAR reflejada

•Radiómetro de PAR incidente

•Sensores de humedad suelo(4)



Torre de “Balance de energía”•Radiómetro neta

•Placas flujo de calor al suelo (8)

•Temperatura suelo (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



3. 1 Balance de Energía 1/4


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)


Recuperación tras un evento de nieve



Balance de Energía Rn-G = H+LE



Absorción de CO2 por la biología (durante el día)


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



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



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

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)


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



Tras filtrar datos, corregirlos y hacer “gap filling”



2006 2007

NEE integrado



2006 2007

-140 g C m-2 (año 2007)



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

Tras filtrar datos, corregirlos y hacer “gap filling”


3. 4 Balance anual de H2O 1/2

2006 2007


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)

Eddy measurements

Re

Soil respiration measurements

Rs

3. 5 Medidas de respiración 1/6


Re = Ra + Rs

Rs is on year average 70% higher than Ra



Rs depende enormemente de la T

Rs = a e b T




•Difusión a través de los poros y grietas del suelo

•Cambios de presión debido principalmente al viento

Dependencia con la humedad


La tasa a la que el CO2 escapa a la atmósfera

La tasa de incremento de CO2 en la cámara



-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


Problemas de detección del CO2 y H2O


3. 6 Problemas 1/5

Problemas de detección del CO2 y H2O ¿Humedad relativa?


3. 6 Problemas 2/5

Problemas de detección del CO2 y H2O ¿Humedad relativa?


3. 6 Problemas 3/5

Problemas con el radiómetro


3. 6 Problemas 4/5

Problemas con el radiómetro


3. 6 Problemas 5/5


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


No obstante ….

Seguiremos trabajando


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