lección 5

LECCIÓN 5: ¿POR QUÉ TANTO ESTREMECIMIENTO CON EL
ASCENSO?
Investigando Tendencias del CO2
PROPÓSITO/CUESTIÓN
Los estudiantes usarán datos
del dióxido de carbono (CO2),
vegetación, y dióxido de
nitrógeno (NO2) para examinar
las tendencias estacionales y
de largo plazo en el dióxido de
carbono atmosférico y algunos
de los factores que afectan las
tendencias.
RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
• Los estudiantes descubrirán
cómo los ciclos estacionales de
la cubierta vegetal influyen en los
niveles de CO2 atmosférico.
NIVELES DE GRADO
9-12
•
•
TIEMPO PARA COMPLETAR
2 períodos de 50 minutos
ESTÁNDARES
Ver el apéndice en pág. 9
El estudiante determinará la
tendencia de largo plazo causada
por la quema de combustibles
fósiles y la deforestación.
Los estudiantes descubrirán que
sólo cerca de la mitad del
carbono que estamos poniendo
en la atmósfera con la quema de
combustibles fósiles y la
deforestación queda en la
atmósfera.
OBJETIVOS DEL
ESTUDIANTE
• Acceder a, y recolectar
datos del dióxido de
carbono (CO2), la
vegetación, y el dióxido
de nitrógeno (NO2)
•
Analizar y comparar los
conjuntos de datos
•
Calcular una regresión
lineal de los datos
•
Extraer conclusiones de
la evidencia del conjunto
de datos
ANTECEDENTES PARA EL MAESTRO
Desde 1958, Charles D. Keeling, del Scripps Institute of Oceanography, comenzó a medir la cantidad de
dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera, en Mauna Loa, Hawái. Recolectó aire en frascos (o latas) y realizó
cuidadosas mediciones que proporcionaron algunas de las primeras evidencias de que el ser humano estaba
modificando significativamente la composición atmosférica. Estas mediciones se siguen haciendo en Mauna
Loa y en cerca de una docena de estaciones que van desde el Polo Norte hasta el Polo Sur.
Esta lección dará a los estudiantes la oportunidad de examinar datos del CO2 de Mauna Loa, Alaska, y su
localidad. Con estos datos explorarán cómo el crecimiento y la desaparición estacional de vegetación en
regiones templadas y frías afectan los niveles de CO2. Luego, investigarán la tendencia del CO2 en el largo
plazo y cómo se relaciona con las emisiones producto de la quema de combustibles fósiles y la deforestación.
PRERREQUISITOS
• Animación Interactiva
del Ciclo del Carbono
de EPA
•
•
Del Observatorio
terrestre de la NASA,
Carbono en la Tierra y
los Océanos: El Ciclo
Moderno del Carbono –
se encuentra en la
carpeta de esta lección
Capas de la atmósfera
VOCABULARIO
• Importancia del dióxido
de carbono (CO2) y del
dióxido de nitrógeno
(NO2) en el sistema de
la tierra
•
NDVI – Índice de
Vegetación de
Diferencia Normalizada
•
Charles Keeling
•
Regresión lineal
VÍNCULOS DE LA LECCIÓN
Servidor de Acceso Directo (LAS)
Abrir My NASA Data en Excel
MATERIALES & HERRAMIENTAS
• Computadora con acceso a internet
• Consejos Técnicos de CCC – en pág. 7
• Diagrama del Ciclo del Carbono
• Gráfico de la Curva de Keeling –
separata en jpg. con esta lección
• NDVI Mensual – Mensual – separata en
jpg. con esta lección
• Columna Total de NO2 Troposférico –
separata en jpg. con esta lección
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-2
PARTE 1 – Examina los datos de CO2 de tres lugares
PREGUNTAS ESENCIALES
1. ¿Qué observas, tanto para Alaska como
para Hawái, en un gráfico único?
2. ¿Qué notas sobre el modo en que el CO2
cambia en un año individual en Alaska?
¿Qué factores explican estos patrones?
3. ¿Qué observas sobre la tendencia a largo
plazo del CO2 en estos dos lugares? Qué
factores explicarían esta tendencia?
4. RESPONDE ANTES de trazar la serie
cronológica del CO2. ¿Cómo crees que
se verá la serie cronológica del CO2 en
tus sitios?
5. RESPONDE LUEGO de trazar la serie
cronológica del CO2. Describe el gráfico
de la serie de tu sitio. ¿Concuerda este
patrón con lo que esperarías en base a los gráficos para Hawái y Alaska? ¿Por qué sí o por qué no?
PROCEDIMIENTO
1. Accede a datos de la serie cronológica del CO2 de dos sitios: Alaska (64°N, 158°W) y Hawái (20°N, 157°W)
a. En el Live Access Server (Advanced Edition), pulsa el botón Choose Dataset. Luego elige,
Atmosphere > Air Quality > Monthly Carbon Dioxide in Troposphere (AIRS or AQUA). Un
mapa aparecerá automáticamente.
b. Bajo “LINE PLOTS”, selecciona: Time Series (serie cronológica)
c. Ingresa la latitud y la longitud para Alaska en los cuadros apropiados justo abajo del pequeño mapa
gris a la izquierda de la pantalla.
d. Ajusta la configuración de tiempo en Data Range desde enero de 2003 a diciembre de 2009.
e. Haz clic en Update Plot y aparecerá un gráfico de serie cronológica.
f. Queremos acceder a los datos usados para crear este gráfico con el fin de poder hacer nuestros
propios cálculos. Pulsa el botón Show Values y luego OK para aceptar los valores
preestablecidos. Los datos aparecerán en la segunda ventana.
g. Sigue las instrucciones en la Hoja de Consejos Técnicos de CCC de las Eco-Schools para importar
los datos en la hoja de trabajo Microsoft Excel para esta lección. Pon los datos en bruto en la
pestaña titulada “Raw Data – Temperature”
h. Repite los pasos b-g para Hawái.
i. Copia y pega los datos del CO2 data para ambos lugares en la pestaña titulada “3 sites” en las
columnas apropiadas.
2. Haz clic en la pestaña “Chart HI + AK”. Los gráficos de series cronológicas para Alaska y Hawái fueron
confeccionados automáticamente en base a los datos que aportaste.
3. Luego de analizar tu gráfico para Alaska and Hawái, responde las Preguntas Esenciales previas hasta la 4.
4. Accede y carga datos de “tu lugar” en la pestaña titulada “Raw – Your location”. Luego copia los datos en la
columna apropiada en la pestaña “3 Sites”. Las tres columnas habrán de estar ahora cargadas, y cálculos
automáticos se habrán realizado a la derecha. Ahora responde la Pregunta Esencial número 5.
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-3
Parte 2 - Examina variaciones estacionales en la vegetación
PREGUNTAS ESENCIALES
1. ¿Cómo cambia generalmente el NDVI (siglas en inglés de Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada) en
Alaska, en tu localidad, y en el hemisferio norte durante el año? Explica y desarrolla.
2. Repasa tus respuestas de las preguntas de la parte 1 a la luz de estos gráficos o diagramas. ¿Confirma tu
hipótesis la distribución de vegetación o necesitas revisarla en base a esta nueva información?
PROCEDIMIENTO
Veremos cómo la variación estacional de la vegetación se relaciona con el ciclo estacional del CO2 usando el Índice
de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI). Éste da una medida de cuánta flora está creciendo en un lugar.
1. Grafica el NDVI para enero y agosto de 2009
a. En el Live Access Server (Advanced Edition), pulsa el botón Choose Dataset. Luego elige Biosphere
> Monthly Normalized Difference Vegetation Index (MISR).
b. Bajo “MAPS”, selecciona: Latitude-Longitude
c. Ajusta Date (fecha) para que quede en enero de 2009.
d. Haz clic en Update Plot (actualiza gráfico) y aparecerá un mapa. Archiva o imprime tu mapa.
e. Ahora, marca Date en agosto 2009. Pulsa Update Plot y aparecerá un mapa. Archívalo o imprímelo.
f. NOTA: Si lo deseas, también podrías imprimir un mapa de Norteamérica para una visión más detallada.
2. Luego de analizar tus mapas y hablar con tus compañeros responde las preguntas esenciales anteriores.
118-119 PgC/año
ATMÓSFERA
760 PgC (+3 PgC/año)
6,5 PgC/año
120 PgC/año
100 PgC/año
TIERRA FIRME
(Plantas & Suelos)
2.000 PgC
Esquema del Ciclo del Carbono:
El carbono es intercambiado entre
varios depósitos del sistema de la
tierra. El océano juega un papel
vital en el ciclo de carbono de la
tierra. La cantidad total de carbono
en el océano es cerca de 50 veces
superior que la cantidad en la
atmósfera, y se intercambia con la
atmósfera en una escala de tiempo
de varios cientos de años.
NASA Science: Earth
97 PgC/año
OCÉANO 800 PgC
(capas de la superficie)
OCÉANO
(orgánico & inorgánico disuelto
en el océano profundo)
38.000 PgC
COMBUSTIBLES FÓSILES
(Carbono, Petróleo, & Gas)
5.000 PgC
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-4
PARTE 3 - Examina la tendencia a largo plazo en los datos de la serie
temporal del CO2
PREGUNTAS ESENCIALES
1. ¿Es la tendencia de largo plazo, cuantificada por la pendiente, similar o diferente en tus tres lugares? ¿Qué
se puede deducir sobre la cantidad de tiempo que el CO2 queda en la atmósfera en relación con la cantidad
de tiempo que se precisa para que el aire de diferentes regiones resulte bien mezclado?
2. ¿Cómo se compara la tendencia calculada de tus tres lugares en una gama corta con la tendencia promedio
a largo plazo estimada por la Curva Keeling?
3. ¿Cómo se compara tu estimación en gigatoneladas (Gt) con las emisiones de la quema de combustibles
fósiles y la deforestación? ¿Cuál puede ser la razón de las diferencias entre estas cifras?
4. ¿Qué indica tu mapa de NO2 respecto a dónde están la mayores fuentes de combustión en el mundo?
5. ¿Piensas que la tendencia a largo plazo del CO2 será similar o diferente en el hemisferio sur? Explica y
desarrolla.
PROCEDIMIENTO
1. Una regresión lineal para cada uno de los tres lugares fue realizada en Excel. Esta pendiente corresponde
al aumento promedio de CO2 en partes por millón (ppm) por mes sobre un período de 7 años. Estas
pendientes fueron multiplicada por 12 (para convertir la pendiente en el promedio anual de aumento del
CO2) promediando entre los tres lugares para obtener un número representativo del promedio anual de
aumento en el hemisferio norte.
2. Usando el gráfico de la Curva Keeling de la pág. 5-2, estima la pendiente anual promedio sobre el registro
completo de 51 años.
3. La pendiente anual promedio ha sido convertida a Gt de carbono (usando la siguiente conversión: 2,1 Gt C
= 1 ppm CO2) para calcular cuánto CO2 es agregado a la atmósfera cada año. Ten en cuenta que las
emisiones anuales promedio de CO2 por quema de combustibles fósiles en todo el mundo es de 7,8 Gt C, y
que las emisiones anuales promedio de CO2 de la deforestación es de 1,6 Gt C.
4. Luego investigamos los lugares de las principales fuentes de emisión por quema de combustibles fósiles y
biomasa, usando un mapa de dióxido de nitrógeno (NO2). NO2 y CO2 son subproductos de la
combustión y por tanto tienen fuentes regionales similares. El NO2 tiene un ciclo de vida mucho más
corto que el CO2, lo que hace más fácil identificar las regiones que son fuente de emisión.
a. En el Live Access Server (Advanced Edition), pulsa el botón Choose Dataset. Luego elige
Atmosphere > Air Quality > Monthly Tropospheric Total Column NO2 (OMI). Automáticamente
aparecerá un mapa.
a. Selecciona la fecha August 2007. Luego haz clic en Update Plot.
b. Archiva o imprime tu mapa.
5. Luego de analizar los datos y discutir con tus compañeros responde las preguntas esenciales de inicio de
página.
HERRAMIENTAS DE
EVALUACIÓN
• Prueba Conceptual – pág. 14
•
Ensayo – en pág. 17
•
Herramientas de Evaluación
del Cuaderno de Ciencias y
Lectura del Estudiante – en la
carpeta de Rúbricas (Criterios
de Evaluación)
•
Desplegables (Foldables®)
SITIOS WEB PARA
APRENDIZAJE
ADICIONAL
• Más sobre la Curva
Keeling
•
•
RECURSOS DE LECTURA DEL
ESTUDIANTE
• Emisiones Anuales de Carbono
en EE.UU.
•
Informe 2007 del Panel
Intergubernamental
sobre Cambio Climático
El Misterio del Carbono
Desaparecido
•
Observatorio de Mauna
Loa
Cambio en la Superficie
Terrestre: El Ciclo del Carbono
•
El Momento Oportuno lo es todo
- También para el CO2 en el Aire
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-5
LECCION 5-APÉNDICE
DIRECCIONES EN LA WEB PARA HIPERVÍNCULOS
PRERREQUISITOS DE CONOCIMIENTO Y DESTREZAS
• Animación interactiva del Ciclo del Carbono
http://www.epa.gov/climatechange/kids/basics/today/carbon-dioxide.html
•
Capas de la Atmósfera
http://www.vtaide.com/png/atmosphere.htm
VOCABULARIO
• CO2
http://mynasadata.larc.nasa.gov/science-glossary/?page_id=672?&letter=C
•
NO2
•
NDVI – Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada
http://mynasadata.larc.nasa.gov/science-glossary/?page_id=672?&letter=N
http://mynasadata.larc.nasa.gov/science-glossary/?page_id=672?&letter=N
•
Charles Keeling
http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_David_Keeling#Work_with_Scripps_Institution_of_Oceanogra
phy.2C_1958-2005
•
Regresión Lineal
http://www.statisticssolutions.com/resources/directory-of-statistical-analyses/what-is-linear-regression
MATERIALES Y HERRAMIENTAS
• Ciclo del Carbono
http://www.teachersdomain.org/resource/tdc02.sci.life.eco.ccycle/
VÍNCULOS DE LA LECCIÓN
• Live Access Server, LAS (servidor de acceso directo)
http://mynasadata.larc.nasa.gov/live-access-server/
•
Para abrir My NASA Data en Excel
http://mynasadata.larc.nasa.gov/opening-my-nasa-data-microsets-in-excel/
SITIOS WEB PARA APRENDIZAJE ADICIONAL
• Más sobre la Curva Keeling – Un sitio web dedicado a Dave Keeling, la primera persona que hizo
mediciones continuas de alta precisión de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.
http://scrippsco2.ucsd.edu/home/index.php
•
Informe 2007 del Panel Intergubernamental sobre CC – Este informe fue preparado por científicos
a pedido de numerosos gobiernos. Su misión es brindar evaluaciones científicas amplias respecto a
información científica, técnica y socioeconómica mundial sobre el riesgo del cambio climático
causado por la actividad humana, sus potenciales consecuencias ambientales y socioeconómicas, y
posibles opciones para adaptarse a estas consecuencias o mitigar los efectos.
http://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/contents.html
•
Observatorio de Mauna Loa – Una página del Observatorio Terrestre de la NASA que brinda
detalles para los estudiantes sobre el lugar donde Keeling realizó sus observaciones.
http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=43182
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
RECURSOS DE LECTURA DEL ESTUDIANTE
• Emisiones Anuales de Carbono en EE.UU.
http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=8903
•
El Misterio del Carbono Desaparecido
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/BOREASCarbon/missing_carbon_4.php
•
Cambio en la Superficie Terrestre: El Ciclo del Carbono
http://earthobservatory.nasa.gov/Features/LandSurface/landsurface2.php
•
El Momento Oportuno lo es Todo – También para el CO2 en el Aire
http://www.co2science.org/articles/V12/N31/EDIT.php
P 5-6
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-7
Consejos Técnicos para el Programa de Estudio Conexiones del Cambio Climático de
Eco-Schools USA
¿Cómo importo datos a una planilla Excel?
1. Accede a datos de My NASA Data:
a. Una vez que tengas todos los parámetros puestos para tu conjunto de datos deseado (y
hayas hecho clic en “Update Plot” para procesar tus preferencias), pulsa el botón “Show
Values”. Aparecerá una nueva ventana con una Tabla de Valores.
b. Las primeras líneas de la Tabla proporcionarán información que describe el conjunto de
datos, que a menudo se refiere como “metadatos”, como ser el nombre de la variable, qué
subconjuntos de datos están incluidos en el archivo, y en qué rango temporal. Asegúrate de
mantener estos metadatos con el resto de los datos cuando copias a Excel. ¡De esta forma
podrás fácilmente llevar un control de los datos que tienes!
2. Copia los datos del navegador (ten en cuenta que estas instrucciones corresponden a Internet
Explorer funcionando en una PC y podría requerir modificaciones para otras plataformas):
a. En esta nueva ventana selecciona todo. Puedes hacerlo haciendo clic en cualquier parte de
la ventana y tecleando luego “Ctrl-A”. O puedes hacer clic con el botón derecho en la
ventana, lo que mostrará un menú, y luego eliges “Select All” de entre las opciones.
b. Luego, copia estos datos. De nuevo hay dos opciones. Puedes usar los atajos del teclado y
teclear “Ctrl-C”. O haces clic con el botón derecho y eliges “Copy” del menú emergente.
3. Pega (paste) los datos en Excel:
a. Ahora abre tu hoja de trabajo Excel y ve a la pestaña donde quieres poner los datos en
bruto. Haz clic en la casilla A1.
b. Pega los datos, ya sea tecleando “Ctrl-V”, haciendo clic en “Paste” (ubicada a la izquierda
bajo la pestaña “Home”), o haciendo un clic de derecha en la casilla A1 y eligiendo “Paste”.
4. Convierte los datos de texto a columnas:
a. Ahora tenemos los datos en Excel pero no podemos manipularlos bien porque todos los
datos de una línea están amontonados en una casilla. La idea es distribuir cada valor de
datos en su propia casilla.
b. Comenzando en la línea donde están los títulos de columna (aproximadamente alrededor de
la línea 7), selecciona la columna A bajando hasta el final de los datos.
c. Haz clic en la pestaña Data hacia arriba de la ventana, luego elije el asistente de
configuración (wizard) “Text to Columns” (ubicado un poco a la derecha del centro).
d. Un cuadro de diálogo aparecerá para ayudarte en todo el proceso.
e. La primera página del asistente te pide que identifiques si los datos son “Delimited”
(delimitados) o de “Fixed width” (anchura fija). En la mayoría de los casos, los datos de My
NASA Data estarán en “Fixed Width”, así que selecciona esa opción y haz clic en “Next”.
f. La siguiente página del asistente te da la oportunidad de ver si las separaciones de columna
quedan bien, y de ajustarlas si es necesario. Haz cualquier cambio que sea necesario. O
vuelve y cambia a “Delimited” en la página 1 si notas que las columnas no están alineadas
como esperabas. Una vez que estés satisfecho con las columnas, haz clic en “Next” (seguir).
g. La página final del asistente te permite designar qué tipo de valores de datos están en cada
columna y un destino para los datos. Para los propósitos del programa de estudio del CCC,
simplemente aceptaremos lo preestablecido y haremos clic en “Finish” (terminar).
h. Ahora tus datos deben estar en bellas columnas y los valores deben entenderse. ¡Siempre
es una buena idea volver a cerciorarse de que nada extraño haya ocurrido!
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-8
¡My NASA Data no está funcionando! ¿Qué puedo hacer?
1. Cerciórate de haber ingresado todo correctamente. Especialmente, comprueba que tienes el
conjunto de datos debido y que has ingresado fechas y valores de latitud/longitud dentro del rango
de datos disponibles. Generalmente la interfaz del usuario te impedirá que ingreses rangos de datos
no válidos, pero a veces hay fallas.
2. Refresca y/o reinicia el navegador. Ocasionalmente, volver a iniciar es la forma más fácil de superar
errores o fallas.
3. Actualiza tu navegador y/o JAVA. Si tienes versiones antiguas de los programas, podrías comprobar
la pérdida de cierta funcionalidad.
4. Si aun sigue el problema, podría tratarse de una dificultad en el sitio web de My NASA Data. Puede
ser un problema temporal, en cuyo caso, hacer una pausa puede ser una buena opción. O si se
tratase de un problema más grave, tendrías que explorar los recursos de “help” (ayuda) facilitados
por My NASA Data (el vínculo está en la esquina superior derecha de la página).
5. Pide ayuda a tu contacto de Eco-Schools o escribe a [email protected]!
¿Cómo imprimo o archivo un mapa o un gráfico?
1. Usa el botón de “Print” para generar una versión de tu mapa o gráfico adecuada para archivar o
imprimir. Al pulsar el botón “Print”, aparecerá una nueva ventana con tu mapa o gráfico.
2. Imprime un mapa o gráfico utilizando la opción de imprimir de tu navegador.
3. Archiva tu mapa o gráfico de una de estas dos maneras:
a. Eligiendo “Save as” en el navegador. Usa los valores predeterminados para guardar
como un “Web Archive, single file (*.mht)”.
b. Haciendo clic en el botón derecho del ratón y eligiendo “Save picture as…” Utiliza los
valores predeterminados para guardar como archivo *.png.
4. ¡Cuando guardes un archivo, asegúrate de darle un nombre descriptivo al nuevo archivo y de
ponerlo en un lugar donde puedas recordar!
¿Cómo encuentro mi latitud y mi longitud?
Varios sitios te ayudarán con latitud y longitud. Por ejemplo:
1. http://itouchmap.com/latlong.html
2. http://www.findlatitudeandlongitude.com/
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-9
LECCIÓN 5-ESTÁNDARES
Estándares Nacionales para la Enseñanza de las Ciencias
Unificando Conceptos y Procesos
•
•
•
Sistemas, Orden y Organización
Evidencia, Modelos y Explicaciones
Cambio, Constancia y Medición
Estándar A – La Ciencia como Investigación
• Habilidades necesarias para realizar investigación científica
• Comprensión de la investigación científica
Estándar B – Ciencias Físicas
• Conservación de energía
• Interacciones entre energía y materia
Estándar D – La Tierra y la Ciencia Espacial
• La energía en el sistema de la tierra
• Ciclos geoquímicos
Estándar E – Ciencia y Tecnología
• Destrezas del diseño tecnológico
• Concepciones sobre ciencia y tecnología
Estándar F – La Ciencia en las Perspectivas Personal y Social
• Recursos naturales
• Calidad ambiental
• Riesgos naturales e inducidos por el hombre
• Ciencia y Tecnología en los desafíos locales, nacionales y mundiales
Estándar G – Historia y Naturaleza de la Ciencia
• Naturaleza del conocimiento científico
• Perspectivas históricas
Estándares Nacionales para la Enseñanza de Tecnología
Estándar 1: Creatividad e Innovación
• Los estudiantes utilizan modelos y simulación para explorar sistemas y temas complejos
• Identifican tendencias y pronostican posibilidades
Estándar 3: Fluidez de Información e Investigación
• Ubican, organizan, analizan, evalúan, sintetizan y utilizan éticamente información de una variedad de
fuentes y medios.
• Procesan datos e informan sobre resultados
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-10
Estándar 4: Pensamiento Crítico, Resolución de Problema y Toma de Decisiones
• Reúnen y analizan datos para identificar soluciones y/o tomar decisiones bien fundamentadas.
Estándar 5: Ciudadanía Digital
• Los estudiantes entienden las cuestiones humanas, culturales y relativas a la sociedad relacionadas
con la tecnología y practican una conducta ética y legal.
Estándar 6: Operaciones y Conceptos de Tecnología
• Comprenden y utilizan conceptos de tecnología.
• Seleccionan y usan aplicaciones en forma efectiva y productiva.
• Solucionan problemas de sistemas y aplicaciones.
• Transfieren conocimiento actual al aprendizaje de nuevas tecnologías.
Estándares de Enseñanza del National Council of Teachers of Mathematics
Medición
• Comprenden los atributos medibles
Análisis de Datos y Probabilidad
• Desarrollan y evalúan inferencias y predicciones que están basadas en datos
Proceso
• Conexiones
o Reconocen y aplican matemáticas en contextos externos a las matemáticas
• Representación
o Utilizan representaciones para modelar e interpretar fenómenos físicos, sociales y matemáticos
Principios de la Alfabetización Climática
Principio 1: El sol es la fuente primaria de energía para el sistema climático de la tierra.
Principio 2: El clima es regulado por interacciones complejas entre componentes del sistema terrestre.
Principio 4: El clima varía en el espacio y el tiempo por procesos naturales y creados por el hombre.
Principio 5: Nuestro entendimiento del sistema climático es mejorado mediante la observación, los
estudios teóricos y de modelado.
Principio 6: Las actividades humanas están afectando al sistema climático.
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-11
Principios de la Alfabetización en Energía
Principio 1: La energía es una cantidad medible que sigue las leyes físicas.
Principio 2: Los procesos físicos de la tierra son resultado del flujo de la energía por el sistema terrestre.
Principio 4: Distintas fuentes de energía pueden ser usadas como combustible de las actividades
humanas, y a menudo esta energía debe ser transferida de la fuente al destino.
Principio 5: Los individuos y las comunidades toman decisiones sobre la energía cada día.
Principio 6: La cantidad de energía que la sociedad humana utiliza depende de muchos factores y
puede ser reducida de muchas maneras.
LECCIÓN 5-CLAVE DE RESPUESTA A PREGUNTAS ESENCIALES
Preguntas Esenciales-1
1. ¿Qué percibiste sobre la forma en que el CO2 cambia en un año individual en Hawái? ¿Qué
factores podrían explicar estos patrones?
[En Hawái, el CO2 llega a su máximo en la primavera y a su mínimo a principios de otoño. Esta
variación la causa el rápido crecimiento de la biósfera durante los meses de verano, lo que
reduce los niveles de CO2 atmosférico cuando las plantas realizan la fotosíntesis. En los meses
de otoño e invierno, las plantas no crecen pero la respiración de plantas y animales continua,
liberando CO2 en la atmósfera y permitiendo que los niveles de CO2 vuelvan a elevarse.]
2. ¿ Qué percibiste sobre la forma en que el CO2 cambia en un año individual en Alaska? ¿Qué
factores podrían explicar estos patrones?
[La amplitud del cambio estacional en Alaska es mucho mayor que en Hawái. Alaska tiene una
estacionalidad más marcada de crecimiento e hibernación de la vegetación. Además, varios
años parecen tener un pico secundario a principios de otoño, quizás por el aumento de la
respiración de organismos con el derretimiento de la turba o por fuegos descontrolados. (Hay
que verificar esto y/o cambiar de sitio).]
3. ¿Qué observas sobre la tendencia de largo plazo del CO2 en esto dos lugares? ¿Qué factores
podrían explicar esta tendencia?
[El CO2 está en constante aumento en ambos lugares. La emisión de CO2 en la atmósfera por la
quema de combustibles fósiles es la causa primaria de este aumento. La deforestación es otro
contribuyente importante.]
4. ¿Cómo crees que se verá la serie temporal o cronológica del CO2 para tu localidad?
[El CO2 estará aumentando en todos los sitios. La amplitud del ciclo estacional dependerá del
vigor con que un ciclo de vegetación estacional esté presente en el lugar elegido.]
Preguntas Esenciales-2
1. ¿Cómo cambia generalmente durante el año el NDVI en Alaska, en tu localidad, y en el
hemisferio norte? ¿Por qué?
[Generalmente en Alaska, lugares de Norteamérica, y en el hemisferio norte hay en agosto una
vegetación significativamente mayor que en febrero. Esto refleja que agosto está al final de la
estación de crecimiento, mientras que febrero está al final del invierno del hemisferio norte. El
gran crecimiento de la biósfera durante el verano concuerda con los niveles mínimos anuales de
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-12
CO2 en cada uno de los tres sitios, porque las plantas han estado usando el CO2 para crecer. Lo
opuesto ocurre en invierno, cuando la biósfera de latitud media y superior está mayormente
letárgica. En este tiempo, las plantas y suelos se descomponen, liberando CO2 en la atmósfera.
Es por ello que el CO2 alcanza su máximo nivel anual hacia el fin del invierno.]
2. Repasa tus respuestas a las preguntas de la parte 1 a la luz de estos gráficos. ¿La distribución
de vegetación confirma tu hipótesis, o tienes que revisarla en base a esta nueva información?
[Las respuestas variarán.]
Preguntas Esenciales-3
1. ¿Es la tendencia a largo plazo, cuantificada por la pendiente, similar o diferente en tus tres
localidades? ¿Qué se puede concluir acerca del tiempo que el CO2 permanece en la atmósfera
comparado con el tiempo necesario para que el aire de distintas regiones esté bien mezclado?
[Los estudiantes deben hallar que la tendencia es similar en las tres localidades, cerca de 2
ppm/año. La falta de variación geográfica en la tendencia a largo plazo indica que el CO2 es un
gas perdurable que queda en la atmósfera más tiempo que el que necesita el aire para
mezclarse bien.]
2. ¿En qué forma la tendencia calculada de los tres lugares en una gama corta se compara con la
tendencia promedio de largo plazo estimada por la Curva Keeling?
[Los dos cálculos de tendencia deben ser muy similares. La tasa puede ser un poco mayor para
años recientes que el promedio para el rango completo de 51 años porque las emisiones de CO2
han aumentado en ese período de tiempo.]
3. ¿Cómo se compara tu estimación promedio anual de aumento del CO2 en la atmósfera en Gt C
con las emisiones por quema de combustibles fósiles y deforestación? ¿Cuál puede ser la razón
de cualquier discrepancia entre estas cifras?
[Las emisiones anuales de CO2 son cerca del doble del incremento anual del CO2 atmosférico.
Esto indica que parte del CO2 emitido por la quema de combustibles fósiles y deforestación es
rápidamente removida de la atmósfera. Este CO2 está siendo almacenado en otra parte del
sistema de la tierra, concretamente en los océanos y la biósfera terrestre, que ha registrado un
crecimiento neto en décadas recientes. ¡Sin estos sumideros naturales de CO2 que el ser
humano está agregando a la atmósfera, tendríamos incluso más calentamiento global en curso!]
4. ¿Qué indica tu mapa de NO2 sobre la ubicación de las mayores fuentes de combustión del
mundo?
[Las grandes fuentes de combustión del hemisferio norte están centradas en partes muy
urbanizadas de Norteamérica, Europa y Asia Oriental. Las grandes fuentes de Sudamérica y
África corresponden a lugares de quema estacional de biomasa. El NO2 es muy escaso sobre los
océanos, en concordancia con su corta vida. Algún NO2 parece ser transportado por sobre los
océanos a latitudes más altas, porque la descomposición química del NO2 es más lenta en sitios
fríos. Los niveles de NO2 aparecen mucho mayores en el hemisferio norte que en el sur,
indicando que más CO2 es emitido en el hemisferio norte.]
5. Formula una hipótesis. ¿Piensas que la tendencia a largo plazo CO2 será similar o distinta en el
hemisferio sur? ¿Por qué?
[La tendencia en el hemisferio sur habrá de ser similar a la del norte. La tasa de aumento es la
misma porque el CO2 de combustibles fósiles permanece en la atmósfera entre décadas y siglos,
que es mucho más que el promedio de tiempo que se requiere para que el aire en la parte
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-13
inferior de la atmósfera (tropósfera) esté bien mezclado (cerca de 1-2 años). La cantidad
absoluta de CO2 puede ser algo inferior en el hemisferio sur porque más fuentes de CO2 están
en el hemisferio norte, y puede tomar 1-2 años para que el CO2 emitido en el hemisferio norte se
mezcle en el hemisferio sur.
OBSERVACIÓN: Si el tiempo permite, los estudiantes podrían probar sus hipótesis realizando el
mismo análisis para una o más localidades del hemisferio sur.]
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-14
Nombre: _____________________________________ Fecha: _____________
Prueba Conceptual de Ciencias
Lección 5: ¿Por qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
Investigando las Tendencias del CO2
El ciclo del carbono incluye muchos procesos importantes que afectan el sistema de la tierra. El
famoso diagrama de Mauna Loa, la Curva Keeling, ilustra el aumento del CO2 de 1958 a 2008.
¿Cuáles de estos agrupamientos serían
considerados sumideros de carbono, capaces
de absorber gran cantidad de carbono, y por
tanto sería desventajoso destruirlos?
A. playas de estacionamiento y edificios
B. árboles y océanos
C. lechos de carbón y reservas de gas natural
D. tierras agrícolas y fábricas
______ puntos de 20
I. Respuesta
A.
B.
C.
D.
______ puntos de 15
II. ¿Cuál es el concepto principal que subyace en la pregunta?
A. Recursos naturales
B. Energía renovable
C. Cambio en el tiempo
D. Ciclo del carbono
_____ puntos de 25
III. Proporciona el razonamiento empleado en tu respuesta.
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-15
_____ puntos de 40
IV. ¿Por qué no son las otras respuestas las mejores opciones?
1.
2.
3.
4.
Use el resto de esta página si necesita más espacio para comunicar bien sus ideas.
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
P 5-16
Clave de Respuesta del Maestro
1. B
2. 4
3. Las respuestas variarán. El ciclo del carbono abarca lugares donde el carbono es almacenado,
donde es emanado y cómo es transferido. Conocer esto me permitirá responder mejor a la
pregunta.
4. Las respuestas variarán.
A) Las playas de estacionamiento y los edificios contribuyen a generar mayores temperaturas y
no absorben carbono.
B) Esta es la respuesta correcta. Árboles y océanos pueden absorber el carbono. Si se cortan
árboles el carbono no puede ser absorbido. Al calentarse los océanos, ya no pueden almacenar
tanto carbono y por lo tanto éste permanece en la atmósfera.
C) Los arrecifes de coral y las reservas de gas natural producen carbono de distintas maneras.
D) Las tierras agrícolas y las fábricas también producen carbono. Aunque las tierras cultivadas
producen varios tipos de cosechas, no pueden absorber las toneladas de carbono emitido en la
atmósfera como sí lo pueden hacer las grandes áreas pobladas de árboles.
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
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Nombre del Estudiante
Maestro/Clase
Fecha
Lección 5: ¿Por Qué Tanto Estremecimiento con el Ascenso?
Investigando las Tendencias del CO2
En base a tus análisis, colaboraciones y escritos proporciona
evidencia de comprender cómo el CO2 varía según estación
y región dentro del hemisferio norte.
¿Cuál es la Expectativa?
Precisión científica en
relación con tendencias del
CO2
Evidencia en apoyo de tu
argumentación
Representaciones visuales
Vocabulario clave
Evidencia de manejo
ortográfico y gramatical a
nivel del grado