6 Documenting, understanding and projecting changes in the

IAI Newsletter - Issue 2/2006
photo by David Nicholls
J a n u a r y a v e r a g e d s u r f a c e c h l o ro p h y l l d i s t r i b u t i o n a s
d e t e r m i n e d f ro m t h e S e a Wi F S s a t e l l i t e b o r n e s p e c t r a l
r a d i o m e t e r. C h l o ro p h y l l c o n c e n t r a t i o n i s i n d i c a t i v e o f
p h y t o p l a n k t o n a b u n d a n c e . R e d a n d y e l l o w re p re s e n t h i g h
concentrations and dark blue lowest concentrations. The
high abundance regions on the Patagonia continental shelf
a n d t h e o f f s h o re p e n e t r a t i o n o f i n t e r m e d i a t e a b u n d a n c e
( g re e n ) a re a l l a s s o c i a t e d t o v a r i o u s t y p e s o f o c e a n f ro n t s
around which a variety of marine species feed and fisheries
c o n c e n t r a t e . / / C l o ro f i l a s u p e r f i c i a l m e d i a e n e n e ro ,
d e t e r m i n a d a a p a r t i r d e l r a d i ó m e t ro s a t e l i t a l e s p e c t r a l
S e a Wi F S . L a c o n c e n t r a c i ó n d e c l o ro f i l a e s u n i n d i c a d o r
de la abundancia de fitoplancton. Las concentraciones
a l t a s e s t á n re p re s e n t a d a s e n ro j o y a m a r i l l o , y l a s m á s
b a j a s , e n a z u l o s c u ro . L a s re g i o n e s d e g r a n a b u n d a n c i a
en la plataforma continental Patagónica y la penetración
h a c i a e l o e s t e d e c o n c e n t r a c i ó n i n t e r m e d i a ( v e rd e ) e s t á n
a s o c i a d a s a v a r i o s t i p o s d e f re n t e s o c e á n i c o s , e n c u y a s
inmediaciones se alimenta una variedad de especies
marinas y se concentran pesquerías.
El desarrollo de la vida marina en la proximidad de los frentes está relacionado con
mecanismos físicos, por ejemplo, las fuertes
corrientes verticales que aportan nutrientes
a la superficie del océano iluminada por el
sol, donde se desarrollan los “productores
primarios”, liberando oxígeno y absorbiendo
C O 2. D a d o q u e l a s p l a n t a s s e e n c u e n t r a n e n l a
base de la cadena alimentaria, en estas áreas
se concentran también otras especies, entre
ellas los invertebrados de bajo nivel trófico,
los consumidores de nivel más alto, como las
aves y los mamíferos marinos, y las pesquerías productivas. Las mediciones satelitales
muestran que la productividad de fitoplancton
en el océano varía fuertemente de año en año.
En el Atlántico sudoccidental, por ejemplo, la
productividad se ha incrementado alrededor del
60% desde mediados de la década de 1980. Es
probable que estas fluctuaciones interanuales
tengan un impacto en el ecosistema y el clima,
s i n e m b a rg o s u s c a u s a s s o n d e s c o n o c i d a s . L a s
mediciones realizadas en el mar muestran que
las regiones de mayor productividad están liga das a una fuerte absorción de CO2 atmosférico
y pueden por lo tanto modular las variaciones
climáticas. El objetivo principal de nuestro
proyecto del IAI es mejorar la comprensión
de los mecanismos físicos que influyen en los
6
procesos biológicos en las regiones productivas del Atlántico sudoccidental. Deseamos
entender el modo en que los ecosistemas responden a las variaciones del ambiente y si dicha
variabilidad está relacionada con el cambio
global. Mediante la combinación de nuevas
observaciones físicas y biológicas en el mar
con modelos matemáticos y datos satelitales
buscaremos evidencia sobre los mecanismos
que rigen la productividad y causan su variabilidad en el tiempo. Este conocimiento
es importante para comprender la influencia
del océano sobre el clima, cómo responde la
biota oceánica a los cambios ambientales y
para desarrollar estrategias de manejo de los
recursos oceánicos.
E l g r u p o a c a b a d e re g re s a r d e u n a c a m p a ñ a
o c e a n o g r á f i c a d e t re s s e m a n a s p o r l a p l a t a forma y el talud continental de la Patagonia
a u s t r a l, d o n d e re a liz a ro n 5 6 es ta c i o ne s h i d ro gráficas. La mayor parte de la campaña fue
f i n a n c i a d a m e d i a n t e e l p ro y e c t o d e n o m i n a d o
G E F P a t a g o n i a . E n c a d a e s t a c i ó n s e re c o g i ó
una variedad de datos biológicos, químicos y
físicos de la columna de agua y sedimentos.
El estudio brindó una oportunidad única para
o b t e n e r p o r p r i m e r a v e z u n c o r t e e n a l t a re s o l u c i ó n d e l a b o c a o r i e n t a l d e l E s t re c h o d e
Magallanes, que se realizó y financió específic a m e n t e c o m o p a r t e d e s u p ro y e c t o C R N 2 0 7 6 .
Los nuevos datos les permitirán determinar
l a c o m p o s i c i ó n p l a n c t ó n i c a y l a s p ro p i e d a d e s
termohalinas en invierno de la corriente del
Pacífico Sudoriental que vierte en la plataf o r m a p a t a g ó n i c a a t r a v é s d e l e s t re c h o . E s t o s
d a t o s s o n i m p o r t a n t e s p o rq u e s e c re e q u e e s t a
corriente tiene un papel central en la formación
de las car acter ís ticas bás icas de la productiva
plataforma patagónica austral.
Alberto Piola
S e r v i c i o d e H i d ro g r a f i a
Naval
and Universidad de Buenos
A i re s
A rg e n t i n a
Documenting, understanding and
projecting changes in the hydrological
cycle in the America Cordillera
Fresh water will be an increasingly scarce
r e s o u r c e i n t h e w a r m e r, m o r e c r o w d e d w o r l d
resulting from ongoing Global Changes. In
many areas of the Americas, mountain regions
provide water that sustains adjacent arid lowland
communities. Future changes in the amount,
seasonality and quality of that water will be
critical determinants of human activities in
these areas. Increasing demand coupled with
IAI Newsletter - Issue 2/2006
changes in supply will create severe problems
in water availability that will require effective management and mitigation strategies.
The principal objective of this CRN is to ass e s s t h e o n g o i n g e ff e c t s o f c l i m a t e c h a n g e o n
water resources in selected mountain regions
of the Americas by documenting and understanding the variability of precipitation and
streamflow; their linkages to atmospheric and
sea surface temperature controls in adjacent
oceans; their variation in time and space; and
how they may vary in the future in response
to global environmental changes. The project
Andean glaciers are disappearing
L o s g l a c i a re s a n d i n o s e s t á n
d e s a p a re c i e n d o
C h a n g e s i n g l a c i e r c o v e r, Vo l c a n L a n i n ,
Argentina between 1896 (Photo by R. Hauthal)
a n d 2 0 0 1 ( P h o t o R i c a rd o Vi l l a l b a ) . T h e s e
losses have significant impacts on the
f l o w re g i m e s o f g l a c i e r f e d r i v e r s a n d o n
water supply to communities and economic
a c t i v i t i e s d o w n s t re a m .
C a m b i o s e n l a c u b i e r t a d e l g l a c i a r, Vo l c á n
L a n í n , A rg e n t i n a e n t re 1 8 9 6 ( f o t o d e R .
Hauthal) y 2001 (foto de Ricardo Villalba).
Estas pérdidas tienen un impacto significativo
en el caudal de los ríos alimentados por
g l a c i a re s y e n e l a p o r t e d e a g u a a l a s
comunidades y actividades económicas
aguas abajo.
will also e x a m i n e t h e p o t e n t i a l i m p a c t o f t h e s e
c h a n g e s o n s o c i o e c o n o m i c a c t i v i t y.
This CRN network focuses on four critical
regions: the southern Andes, the Bolivian
Altiplano, northern Mexico and the North
American Cordillera. Study sites range from
rain-fed river basins in Mexico and Chile where
land use changes have significantly impacted
r u n o ff p a t t e r n s , t o s m a l l b a s i n s f e d b y r a p i d l y
diminishing glaciers that supply water to the
city of La Paz in Bolivia. It will examine and
develop contemporary and proxy climate and
runoff data to establish links with the dominant
causes of climate and streamflow variability
over the last ca 300 years (e.g. ENSO, PDO,
N A O 1) ; a s s e s s w h e t h e r t h e i n s t r u m e n t a l r e cords are representative of long term climate
and streamflow variability; document and
model the mass loss f r o m g l a c i e r s a n d t h e i r
c o n t r i b u t i o n s t o s t r e a m flow in selected areas. The project will also assess the impact of
these hydrological changes on economic and
social activities and their implications for
future water management scenarios, policies
and institutional frameworks. This research
will increase our current knowledge of the
dynamics of the water cycle in these regions
and provide information on the causes, magnitude and frequency of significant regional
droughts.
Documentación, comprensión y
proyección de cambios en el ciclo
hidrológico de las Cordilleras en el Oeste
de las Américas
Como consecuencia de los cambios globales
de la actualidad, el agua dulce será un recurso
cada vez más escaso en un mundo más cálido
y poblado. En muchas áreas de las Américas,
las regiones montañosas proveen el agua que
mantiene a las comunidades de las tierras bajas
y áridas de las áreas adyacentes. Los cambios
en la cantidad, estacionalidad y calidad del
agua que ocurrirán en el futuro determinarán
de forma crítica las actividades humanas en
estas áreas. La demanda creciente, asociada a
los cambios en el suministro, generará serios
problemas en la disponibilidad de agua, que
requerirá la definición de estrategias efectivas
de manejo y mitigación. El objetivo principal
de este CRN es evaluar los efectos actuales
del cambio climático en los recursos hídricos
en regiones montañosas seleccionadas de las
Américas mediante la documentación y la
comprensión de la variabilidad de la precipitación y los caudales; sus conexiones con el
control de la temperatura de la atmósfera y de
la superficie del mar en los océanos vecinos; su
variación espacio-temporal; y el modo en que
ENSO: El Niño-Southern Oscillation
PDO: Pacific Decadal Oscillation
NAO: North Atlantic Oscillation
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IAI Newsletter - Issue 2/2006
esto s pueden v ar iar en el futuro en respuesta al
cambio global. El proyecto estudiará también
el impacto potencial de dichos cambios en la
actividad socioeconómica.
Esta red de CRN se centra en cuatro regiones
c r í t i c a s : l o s A n d e s d e l s u r, e l A l t i p l a n o b o l i viano, México septentrional y la Cordillera
Norteamericana. Los sitios de estudio abarcan
desde las cuencas fluviales alimentadas por
precipitación en México y Chile, donde los
cambios en el uso del suelo han afectado significativamente los patrones de escorrentía, hasta
las pequeñas cuencas glaciarias que aportan
agua a la ciudad de La Paz en Bolivia y cuyos
glaciares se están reduciendo rápidamente. Se
analizará y desarrollará los datos actuales y
proxies del clima y la escorrentía para establecer relaciones con las causas dominantes
de la variabilidad climática y de los caudales
de los últimos 300 años aproximadamente (por
e j e m p l o , E N O S , O D P, O A N 1 ) ; e v a l u a r s i l o s
registros instrumentales son representativos
de la variabilidad climática y de los caudales
en el largo plazo; documentar y modelar la
pérdida de masa de los glaciares y su aporte
al caudal en áreas seleccionadas. El proyecto
estudiará también el impacto de los cambios
hidrológicos mencionados en las actividades
económicas y sociales y sus implicancias a
futuro para los escenarios de manejo hídrico,
las políticas y los marcos institucionales. Este
trabajo de investigación incrementará nuestro
conocimiento actual acerca de la dinámica
del ciclo hídrico en estas regiones y aportará
información sobre las causas, la magnitud y
frecuencia de las importantes sequías en la
región.
Brian H. Luckman
U n i v e r s i t y o f We s t e r n
Ontario
Canada
Land use change in the Rio de La Plata
Basin: Linking biophysical and human
factors to understand trends, assess
impacts, and support viable strategies for
the future
As the global demand for agricultural commodities grows, following the increasing number and per-capita consumption of humans,
societies start to realize that the same land
ecosystems that provide goods and income are
often also the source of vital services such as
the provision of fresh water or the regulation
ENOS: El Niño-Oscilación Sur
ODP: Oscilación Decádica del Pacífico
OAN: Oscilación del Atlántico Norte
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of atmospheric gases, climate, and hydrological systems. How is this realization changing
l a n d u s e p a t t e r n s ? W h a t a r e t h e t r a d e - o ff s a n d
synergies between the production o f c o m m o d i ties and the provision of ecosystem services?
How can we optimize both?
We w i l l e x p l o r e t h e s e q u e s t i o n s f o c u s i n g o n
land use changes, their drivers and impacts
within the Plata Basin. Our team of 18 researchers from 13 institutions, 5 nations, and
" We w i l l d e v e l o p a re g i o n a l f o r u m
for global change science ext e n s i o n t h a t w i l l a c t i v e l y re a c h
policy makers, stakeholders, and
the public..."
"Desarrollaremos un foro regional
para la extensión de la ciencia del
cambio global que alcanzará de
f o r m a a c t i v a a l o s re s p o n s a b l e s
d e p o l í t i c a s , a c t o re s i n v o l u c r a d o s
y el público..."
a broad disciplinary background recognizes
that land use changes in the Plata Basin pose
urgent environmental challenges and unique
opportunities to advance global change science at the same time. Among the vast array
of existing land use changes we will identify
those of greatest relevance such as the expansion of crops on dry forest lands and the establishment of tree plantations on grasslands,
and possibly others.
Observation and modeling activities will be
c ar r ie d o u t a t th r e e s p a tia l sc a l es , w h o le b a s i n
( 1 0 7 k m 2) , s u b r e g i o n ( 1 0 4 k m 2) , a n d p l o t ( 1 0
k m 2) ; a n d w i l l b e b a s e d o n r e m o t e s e n s i n g ,
historical analyses, spatially explicit modeling of land cover changes, water/carbon
e x c h a n g e s , and field observation and interv i e w s i n p a i r e d l a n d u s e s i t u a t i o n s . Wo r k i n g
at multiple scales, the project will bridge the
gap between a growing, but disperse body of
local studies, and the novel perspectives and
tools of global change science. We will develop
a regional forum for global change science
extension that will actively reach policy makers, stakeholders, and the public in general.
Tr a i n i n g n e w s c i e n t i s t s a n d i n t e g r a t i n g t h e m
into an international research network will
b e a p r i o r i t y.