DEFINICI N: MEDIO AMBIENTE

1. DEFINICI�N: MEDIO AMBIENTE Conferencia de UN de Medio Ambiente. Estocolmo 72 Es el conjunto de componentes f�sicos, qu�micos, biol�gicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos en un plazo corto o largo sobre los seres vivos y las actividades humanas

2. ESTUDIO MEDIO AMBIENTE Enfoque Multidisciplinar: Diferentes puntos de vista: Ecolog�a, Econom�a, Sociolog�a, Derecho, Biolog�a, Geolog�a, F�sica, Qu�mica, Matem�ticas, Ingenier�a, Arquitectura, Medicina y Geograf�a.

3. Enfoque reduccionista M�todo anal�tico: consiste en dividir o fragmentar nuestro objeto de estudio en sus componentes m�s simples y observarlos por separado.

4. Enfoque hol�stico M�todo sint�tico.Trata de estudiar el todo o la globalidad y las relaciones entre sus partes sin detenerse en los detalles. Se ponen de manifiesto las propiedades emergentes.

5. SISTEMAS Y DIN�MICA DE SISTEMAS Def. sistema: es un conjunto de partes operativamente interrelacionadas, en el que unas partes act�an sobre otras y del que interesa considerar fundamentalmente el comportamiento global. Un sistema es algo m�s que la suma de sus partes.

6. USO DE MODELOS Para el estudio de la din�mica de sistemas se utilizan modelos, es decir: versiones simplificadas de la realidad

8. MODELOS MENTALES Lo que guardamos en nuestra mente no es la realidad, sino sus modelos mentales. No sirven para guiarnos por el mundo y nuestras acciones responden a nuestros modelos.

10. Un modelo no es la realidad Un modelo es una simplificaci�n de la realidad y no es aplicable fuera del entorno para el que fue formulado.

11. MODELOS FORMALES Son modelos matem�ticos que tambi�n son aproximaciones a la realidad. Utilizan ecuaciones que asocian las variables. Son una herramienta para representar la realidad de la forma m�s concreta y precisa posible.

12. Ejemplo: modelo depredador-presa

13. MODELOS DE SISTEMAS DE CAJA NEGRA Un modelos de caja negra se representa como si fuera una caja dentro de la cual no queremos mirar y solo nos fijamos en sus entradas y salidas de materia, energ�a e informaci�n.

14. Tipos de modelos de caja negra Abiertos: En ellos se producen entradas y salidas de materia y energ�a. Cerrados. No hay intercambios de materia, pero SI de energ�a. Aislados. No hay intercambio de materia ni de energ�a.

15. Energ�a en los sistemas Los modelos han de cumplir: 1� ley de la termodin�mica o conservaci�n de la energ�a.

16. 2� Ley de termodin�mica: La entrop�a. Parte no utilizable de la energ�a contenida en un sistema.Es una medida del desorden de la energ�a de un sistema.

17. MODELOS DE SISTEMAS DE CAJA BLANCA Si miramos el interior de un sistema, adoptamos un enfoque de caja blanca. Hay que marcar las variables que lo componen y unirlas con flechas que representan las interacciones.

18. Ej.1 Pag.18

19. DIAGRAMAS CAUSALES Relaciones simples Directas: o positivas, si aumenta A causa un aumento de B. Rec�procamente si disminuye A, disminuye B.

20. Inversas:Si aumenta A disminuye B o si disminuye A aumenta B

21. Encadenadas: cuando hay varias variables unidas.

22. Veamos los siguientes ejemplos:

23. Ejemplo 2

24. Ejemplo 3

25. Ejemplo 4

26. Ejemplo 5

27. EJ. 2 Pag.18: Diagrama causal. Variables: Lluvia, pastos, contaminaci�n, agua, vacas y alimentaci�n humana.

28. Relaciones complejas:Realimentaci�n Bucles de realimentaci�n positiva: La causa aumento el efecto y el efecto aumenta la causa. Se establecen en cadenas cerradas que tienen un n�mero par de relaciones inversas.

30. Modelo de crecimiento de una poblaci�n

31. Bucles de realimentaci�n negativa u homeost�ticos: Al aumentar A aumenta B, pero el incremento de B hace disminuir a A. Tienden a estabilizar los sistemas. Se establecen siempre que el n�mero de relaciones inversas (-) sea impar.

33. Modelo de crecimiento de una poblaci�n normal El n�mero de individuos de una poblaci�n est� regulado por un bucle positivo y uno negativo. Potencial bi�tico r es el resultado de r=TN-TM

34. El crecimiento anual de la poblaci�n se determina por la f�rmula:

36. EJ.3

37. EJ.4

38. Ej. PAU 2006 : En el texto aparecen una serie de t�rminos (calentamiento, sequ�a, humedales, CO2) que configuran un bucle de retroalimentaci�n. Dibuja el diagrama y razona si la retroalimentaci�n es positiva o negativa. Con el problema del calentamiento global, los cient�ficos han dicho que muchas en regiones se van a producir grandes sequ�as. Muchos humedales est�n en peligro por la extracci�n de agua para al agricultura y la selvicultura. Si se prolonga cualquiera de estas situaciones, los humedales se secar�an y eso producir�a un gran aumento de CO2 en la atm�sfera que acelerar�a el efecto invernadero. Si no protegemos los humedales y si no ratificamos el protocolo de Kioto para evitar el aumento de la sequ�a, podemos tener cambios clim�ticos mucho m�s extremos que lo que hemos conocido hasta ahora,

39. Ej. 6Crecimiento de poblaci�n de ratones

40. Ej. 8 Curvas de crecimiento

41. PASOS A SEGUIR PARA MODELAR UN SISTEMA Formaci�n de un modelo mental: Observaci�n, formulaci�n de hip�tesis y elecci�n de variables. Dise�o de un diagrama causal: Unimos las variables mediante flechas. Elaboraci�n de un modelo formal o matem�tico. Simulaci�n de diferentes escenarios.

42. EJ.7

43. Observa el diagrama e indica si es un sistema cerrado o abierto razonando tu respuesta. Energ�a solar Calor

44. MODELOS DE REGULACI�N DEL CLIMA TERRESTRE LA TIERRA COMO SISTEMA DE CAJA NEGRA

45. LA TIERRA COMO SISTEMA CAJA BLANCA S(clima) = A U H U B U G U C Equilibrio din�mico

46. EL EFECTO INVERNADERO Provocado por ciertos gases: vapor de agua, CO2, CH4, N2O.

47. EL EFECTO ALBEDO Porcentaje de la radiaci�n solar reflejada por la tierra, del total de energ�a solar que recibe.

48. Las nubes Doble acci�n: Aumentan el albedo. Incrementan el efecto invernadero. Su acci�n depende de la altura de las nubes.

49. Modelo funcionamiento del climaDos bucles antag�nicos: Equilibrio din�mico

50. Polvo atmosf�rico Provocado por: Emisiones volc�nicas Meteoritos Contaminaci�n atmosf�rica

51. VOLCANES Tambi�n pueden provocar un doble efecto: Descenso de la T�: Al inyectar polvo. Aumento de la T�: Por las emisiones de CO2.

52. VARIACIONES DE LA RADIACI�N SOLAR Excentricidad de la �rbita Inclinaci�n del eje Posici�n del perihelio

53. INFLUENCIA DE LA BIOSFERA

54. EVOLUCI�N DE LA ATM�SFERA

55. INFLUENCIA DE LA BIOSFERA Reducci�n de los niveles de CO2: transformaci�n en materia org�nica y almacenaje en combustibles f�siles. Aparici�n de 02 atmosf�rico. Formaci�n de la capa de ozono. Aumento del nitr�geno atmosf�rico

57. ATM�SFERAS DE OTROS PLANETAS VENUS : Presi�n 90 atm. T� = 477 �C MARTE: Presi�n 0,03 atm. T� = -53�C

58. HIP�TESIS GAIA El planeta Tierra y la vida han coevolucionado y se han influido mutuamente. El planeta tiene capacidad de control m�s all� de los mecanismos qu�micos. Se comporta como un ente vivo.

59. La g�nesis de GAIA ocurri� cuando se buscaban indicadores de vida en otros planetas. El equilibrio qu�mico de la atm�sfera de un planeta debe poseer un �ndice muy alto de entrop�a (desorden). La existencia de una atm�sfera con una entrop�a baja, en la que hay demasiado metano, o demasiado ox�geno, o cualquier otro ordenamiento qu�mico an�malo, es un indicador de la presencia de vida. Porque es la vida la que altera el equilibrio qu�mico y lo ordena.

60. Cuando se calienta un material hasta la incandescencia emite una luz cuyo espectro depende de la configuraci�n at�mica del material. Cada grupo de frecuencias de luz hace aparecer bandas claramente definida en la escala que son su huella caracter�stica (algo as� como las huellas digitales en los humanos). ... Los efectos de hasta las formas de vida m�s b�sicas sobre un planeta son globales, y de que las pruebas de la vida, o firmas biol�gicas, de la atm�sfera de un planeta o de su superficie ser�n reconocibles en el espectro de la luz del planeta.

61. La prueba espectrosc�pica m�s convincente de la vida tal y como la conocemos es la detecci�n de grandes cantidades de ox�geno tanto como de gases reducidos, tales como el metano y el �xido nitroso.

62. El Mundo de margaritas de Lovelock es una planeta hipot�tico parecido al nuestro, del mismo tama�o y orbitando alrededor de una estrella similar a nuestro sol. Como nuestro sol, esa estrella ha crecido haci�ndose progresivamente m�s brillante a lo largo del tiempo, radiando m�s y m�s calor. Aunque la temperatura de la superficie de Daisyworld ha permanecido aproximadamente constante a lo largo de toda su historia.  Esto ocurre porque la biosfera del planeta, que consiste de margaritas oscuras, claras y grises ha actuado para moderarla. Las margaritas influencian la temperatura de la superficie a trav�s del efecto albedo. Las oscuras absorben la mayor parte del calor, las claras reflejan la mayor parte del calor al espacio y las grises absorben tanto como reflejan. Veamos el procedimiento por el cual las reflectividades de los distintos tipos de margaritas afectan la temperatura global. A: cuando el sol era relativamente joven, las margaritas oscuras eran la especie dominante porque sus agrupamientos creaban oleadas de calor que favorec�an su crecimiento. R�pidamente el planeta se pobl� de margaritas oscuras y su efecto fue incrementar la temperatura global a un valor vital. B: cuando las margaritas oscuras hab�an establecido una temperatura confortable, margaritas grises y claras comenzaron a prosperar por las excelentes condiciones. Al principio, las grises prosperaban mejor que las blancas pues se agrupaban mejor produciendo temperaturas locales suficientes como para sobrevivir. C: Eventualmente, la radiaci�n solar alcanz� un punto en el cual la temperatura de la superficie no moderada excedi� la temperatura m�xima tolerable por las margaritas oscuras. D: En ese momento, las margaritas claras comenzaron a convertirse en la especie dominante a causa de oleadas de fresco que favorec�an su propagaci�n. A medida que se propagaban su efecto colectivo era decrecer la temperatura global a un punto m�s arriba del cual no hab�a posibilidad de vida. . De �sta forma, las margaritas claras, sin tener conocimiento del planeta como un todo, actuaban como control del medio

63. Ej. 9

64. Ej. 10

65. Ej. 12

66. Elabora un diagrama causal o de flujo con cuatro elementos (agua, vegetaci�n, di�xido de carbono, temperatura atmosf�rica ) en regiones �ridas y razone si se trata de un sistema con retroalimentaci�n positiva o negativa. Usa esta conclusi�n para decidir si se trata de un sistema estable o inestable.

70. Proceso de eutrofizaci�n

71. �cu�ntos subsistemas puedes identificar en el siguiente diagrama?

72. "Un problema del tama�o de un planeta"� Adaptado de The Economist 5.nov.1994 pp93-95 (S�lo algunos p�rrafos que se refieren m�s directamente a modelos. El art�culo trata del cambio clim�tico) El programa de investigaci�n sobre el "cambio global" -que incluye el cambio clim�tico, la disminuci�n del ozono, el uso de recursos y la biodiversidad- que fue iniciado al final de los a�os 80 ha revolucionado las ciencias de la Tierra y buena parte de la Biolog�a. Ha significado una nueva era en la investigaci�n cient�fica al exigir la cooperaci�n entre proyectos de muy distintos tipos de cient�ficos: microbi�logos y especialistas en las ciencias del espacio, bot�nicos y paleont�logos. Y ha sido, tambi�n, una gran fuente de dinero para estas investigaciones. El presupuesto del a�o 1995 en Am�rica para la investigaci�n del cambio global fue de casi dos mil millones de d�lares y miles de cient�ficos en el resto del mundo est�n gastando miles de millones m�s. Estos cient�ficos tienen un objetivo en su investigaci�n que puede parecer incluso mayor que su presupuesto. Su empe�o es hacer un modelo total, que sirva para hacer predicciones de los procesos f�sicos, qu�micos y biol�gicos que regulan la Tierra -un modelo de como todos los sistemas que act�an en el planeta funcionan en conjunto. Con un modelo de este tipo podr�an conseguir repetir y controlar una especie de experimento global a base de hacerlo funcionar en sus ordenadores una y otra vez, mientras van cambiando los diferentes par�metros. Dado que el cambio global podr�a suponer costos de billones de d�lares en las pr�ximas d�cadas, no prevenir este problema ser�a una falta de responsabilidad. Pero, �realmente el modelo que se intenta construir ser� capaz de evitar la cat�strofe?.

73. Para los cient�ficos lo normal es fijarse en un aspecto del mundo mientras dejan de lado todo el resto. Las distintas ramas de la ciencia que han estudiado y modelado diversos aspectos de los sistemas terrestres han tenido las anteojeras puestas en mayor o menor grado. El cambio clim�tico les ha obligado a trabajar en com�n. Y al hacerlo as� han visto lo que los dem�s aportan. Los bi�logos han comprobado las ventajas de los datos obtenidos por sat�lite; y los modeladores del clima la importancia de la biosfera. �Ya se ha obtenido alg�n resultado. Ocean�grafos e investigadores de la atm�sfera colaborando en el programa TOGA (Tropical Oceans and Global Atmosphere) han desarrollado un modelo que hace predicciones a largo plazo del fen�meno clim�tico peri�dico del Pac�fico llamado "El Ni�o". Sus previsiones de alteraciones en las precipitaciones ayudan a los agricultores a ajustar sus planes de cultivo. As� se logr� mantener el rendimiento agr�cola en Per� en 1986-87 y de nuevo en Brasil en 1991-92, a pesar de la sequ�a. La confianza en que los nuevos modelos capaces de predecir el clima y los cambios ecol�gicos traer�n beneficios econ�micos como estos, ha convertido a la ciencia del cambio global en la nueva gran favorita. Predicciones como la de "El Ni�o" han sido posibles al traducir una visi�n conceptual del mundo en un modelo computacional.