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MODELADO DEL NORTE DEL ECOSISTEMA DE LA CORRIENTE DE HUMBOLDT
Jorge Tam, Adolfo Chamorro, Dante Espinoza, Cinthia Arellano, Carlos Quispe, Yván Romero, Jorge Ramos
Laboratorio de Modelado Oceanográfico, Ecosistémico y del Cambio Climático (LMOECC – AFIOF – DGIOCC – Instituto del Mar del Perú)
Conferencias de Sostenibilidad Marina, Sociedad Nacional de Pesquería, 7 de Febrero 2019
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Contenido
•Introducción
•Modelado de procesos
•Modelado ecosistémico
•Perspectivas
•Conclusiones
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Introducción
Modelado y análisis de procesos físicos, químicos y biológicos en el Norte del Ecosistema de la Corriente de Humboldt (NECH).
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NECH
Norte del Ecosistema de la Corriente de Humboldt (NECH)
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Diagrama conceptual
Formulación matemática
Verificación
Definición del sistema y problema
Calibración
Análisis de sensibilidad
Matriz de adyacencia
Simulación
Codificación computacional
Post-procesamiento
Ejecución
Pre-procesamiento
Pronosticar
Experimentar
Entender
Optimizar
Validación
(modificado de: Jorgensen y Bendoricchio 2001)
¿Para qué sirven los modelos?
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Infraestructura del LMOECC
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(Ferraro et al. 2003)
Infraestructura del LMOECC
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Modelo atmosférico (WRF)
Modelo oceánico(ROMS)
Modelo biogeoquímico(PISCES)
Modelo biológico (OSMOSE)
Modelado de extremo a extremo del NECH (E2E)
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Modelado de procesos: atmosféricos
Modelo atmosférico (WRF): vientos
Anomalías de gradiente de temperatura (rojo) y viento costero a lo largo de la costa (negro) entre 1979-2016 (Chamorro et al. 2018)
más afloramientoafloramiento
Actual Futuro
(Bakun et al. 2014)
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Modelado de procesos: oceánicos físicos
Temperaturas(LMOECC)
Estructura vertical de corrientes
Corrientes(Penven et al. 2005) Remolinos
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Modelos anidados: procesos de mesoescala
Modelos Bahías Paracas y Callao(Arellano et al., Romero et al. in prep.)
Descarga hipotética de efluentes domésticos(Correa et al. 2008)
ROMS SST
Paracas
Sechura
Máncora
Huacho
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Modelo océano-atmósfera acoplado del océano Pacífico ecuatorial
Pronóstico de ondas Kelvin ecuatoriales
(LMOECC)
Modelo acoplado de complejidad intermedia del Pacífico ecuatorial
(Quispe et al. in prep.)
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Modelo basado en el volumen de agua cálida ecuatorial
(C. Quispe et al. in prep.)
Modelado de efectos de El Niño: forzantes remotos ecuatoriales
Modelo probabilístico espacial usando tablas de
contingencia ONI-ITCP
(C. Quispe et al. in prep.)
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Modelado de procesos: biogeoquímicos
Anomalía de flujos de nitrato (Espinoza et al. 2018)
Anomalía de corrientes zonales (Espinoza et al. 2018)
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Modelado en otras instituciones peruanas
Dinámica de fluídosgeofísicos
(Montes et al. 2014)
Oleaje, transportesedimentos
(Ramos et al. 2017)
Vientos, precipitaciones, caudales
(Olson et al. 2017)
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Modelado de procesos biológicos: transporte de larvas
Huevos y larvas de anchoveta(Brochier et al. 2009)
Transporte de larvas de concha de abanico (Flores et al. 2019)
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Modelado ecosistémico: antecedentes
Jarre et al. (1991) Walsh (1981)
Carr (2003) Jahncke et al. (2004)
Vogt (1948) Koepcke y
Koepcke (1952)
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Modelado ecosistémico
Modelo ecotrófico EwE(Tam et al. 2008, Taylor et al. 2008)
Capacidad de carga de concha de abanico (Tam et al. 2014)
Modelo IBM OSMOSE(Oliveros et al. 2018)
Calibración con biomasas(Oliveros et al. 2017)
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Diagrama de Taylor de modelos del IPCC (Soto 2016)
Modelado de efectos del cambio climático
Escenarios globales del IPCC
Echevin et al. (in prep.), Chamorro et al. (in prep.)
RCP 8.5
RCP2.6IPSL
Des
v. E
st.
CARS
MPI HadGEMMRI
CESM
CNRM
RMS
Cury et al. (1989)
afloramiento
turbulencia
DÉBIL FUERTE
BAJA ALTA
Reclu
tam
ien
to
MODERADA
(5-6 m/s)- retención
- concentración
+ enriquecimiento
+ pérdida de huevos/larvas
+ retención larval
+ concentración
- enriquecimiento
- productividad
viento
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Comparando sistemas de afloramiento: indicadores ecosistémicos
Indicadores ecosistémicos (Shin et al. 2010) www.indiseas.org
Enfoque ecosistémico de la pesca (EEP)
(FAO 2010)
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Perspectivas: recomendaciones de expertos internacionales
• Modelado E2E con interacción océano-atmósfera acoplado (two-way).• Incluir más especies y sus características bioenergéticas (DEB).• Efecto de variación de mortalidad por pesca, adaptativa al contexto
futuro.• Explorar especies alternativas, con mejor capacidad adaptativa a las
nuevas condiciones futuras, que puedan ocupar nuevos nichos.• Incorporar la dimensión humana en el modelado para implementar el
enfoque ecosistémico a las pesquerías (EEP).
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Perspectivas: modelado bioeconómicoy socio-ecológico
(Avadi et al. 2016)
(Merino et al. 2012)
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(Plaganyi 2007)
HTL
LTL
Perspectivas: modelos para el EEP en un contexto de cambio climático
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Conclusiones
• Los modelos son útiles para: entender procesos,realizar experimentos virtuales, pronosticar yoptimizar el Norte del Ecosistema de la Corriente deHumboldt.• El modelado del NECH ha permitido entender
efectos de El Niño y del cambio climático con lacomplejidad de procesos atmosféricos, oceánicosfísicos, biogeoquímicos y biológicos, para contrastarhipótesis y paradigmas.•Para la adaptación al cambio climático, se
requerirán modelos ecosistémicos, no sólomultiespecíficos, sino también bioeconómicos ysocio-ecológicos con un enfoque transdisciplinario.