Ciencias de la Tierra (plan 2011) 2021-1

Obligatorias de Orientación, Taller de Investigación en Ciencias Acuáticas I

Antecedentes

El Cambio Global (CG) describe los cambios observados a escala planetaria debidos a las actividades antrópicas, incluyendo el Cambio Climático (CC) reciente. Entre los impactos más relevantes del CC sobre los ecosistemas marinos son el aumento de las temperaturas, el cambio del nivel del mar (CNM) sobre las franjas costeras, la desoxigenación de las aguas costera y la acidificación marina.

Los efectos del CNM son ya observables en manglares, marismas y arrecifes coralinos, y los cambios principales incluyen el aumento del riesgo de inundación, salinización de los acuíferos, cambios en las zonas de pesca, acuacultura y agricultura en la zona costera, pérdidas de turismo y efectos sobre las infraestructuras costeras. Estos impactos pueden acarrear enormes problemas y costos a la sociedad, especialmente en países en vías de desarrollo.

Otro de los problemas graves que confrontan los ecosistemas marinos costeros debido al CG, agravado por el calentamiento de las aguas y la eutrofización, es el del aumento de zonas hipóxicas y anóxicas (comúnmente llamadas “zonas muertas”). La hipoxia es un fenómeno en el que la concentración de oxígeno disuelto en la columna de agua disminuye a tal nivel que no puede soportar los procesos metabólicos de la mayoría de los invertebrados marinos. Este fenómeno ocurre naturalmente en muchos ambientes marinos en el mundo, tales como fiordos, cuencas profundas, zonas de mínimo de oxígeno en el océano abierto y las zonas de mínimo de oxígeno asociadas con sistemas de surgencias. Sin embargo, su ocurrencia en áreas estuarinas y zonas costeras someras se está incrementando como resultado del CG.

México ha suscrito numerosos convenios internacionales Ambientales y relacionados con el Cambio Climático, especialmente la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático (CMNUCC) en 1992. México firmó también el Protocolo de Kioto de la CMNUCC en 1998. Estos Convenios obligan a México a cumplir con los compromisos adquiridos. México ha emitido 5 comunicaciones Nacionales al CMNUCC (Comisión Intersecretarial de Cambio Climático - CICC, 2012). La CICC elaboró la estrategia Nacional de Cambio Climático, en la que se reconoce la vulnerabilidad de las zonas costeras al Cambio Climático.

El Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) ha identificado que uno de los problemas para la adaptación social al CC es la falta de sistemas de información, observación y monitoreo del medio, como ocurre en México y otros países. Una de las estrategias fundamentales para la adaptación al CC es la observación a través de sistemas de alerta temprana, notablemente a través del establecimiento de observatorios ambientales.

Objetivo principal

El objetivo general del taller es identificar y cuantificar el impacto del CG sobre algunas zonas costeras de México mediante el análisis de series de datos satelitales, instrumentales y los generados por reanálisis. Se espera que los resultados den nuevas claves sobre la evolución de los ambientes estudiados.

Los observatorios costeros del cambio global de la UNAM (Mazatlán, Ciudad del Carmen, Puerto Morelos) tienen como objetivo principal establecer bases de datos que permitan observar los posibles cambios y estudiar los procesos responsables. En primer lugar, es necesario establecer la variabilidad natural (línea base) de cada parámetro estudiado, y en segundo lugar comparar variables que permitan establecer hipótesis sobre los procesos responsables de los cambios observados.

Las líneas base para cada parámetro se establecerán a través de estadística básica, como el promedio durante un tiempo que depende del periodo cubierto por la serie y su intervalo de confianza (95%). Durante ese periodo se establecerá la climatología mensual con los mismos criterios estadísticos. Con la serie de tiempo total, se estudiarán las tendencias de cada magnitud a través de regresiones lineales y se analizarán desviaciones de la normalidad. Para formular hipótesis sobre las causas de la variabilidad se realizará un análisis estadístico multivariado a través de la matriz de correlación, análisis de jerarquías y de factores.

Objetivos particulares

Nivel 1:

En el nivel 1 se pretende integrar una base de datos ambientales lo más completa posible de uno de los observatorios. Para ello se llevarán a cabo las siguientes actividades:

• Conceptos de R.
• Recopilación de datos de los observatorios costeros de diversas fuentes: plataforma de la Unidad de Informática Marina (UNINMAR, ICML-UNAM), instrumentos oceanográficos, satelitales y reanálisis. Descripción de instrumentos de medida.
• Integración de los datos en una sola base de datos. Diagrama de presencia.
• Estudio de la calidad de los datos y calificación.
• Estadística básica, histogramas, media móvil.
• Promedios mensuales y anuales, diagramas de caja.
• Presentación de resultados.

Nivel 2:

En el nivel 2 se abordará el tratamiento y estudio de los datos obtenidos de la zona de interés, con el objetivo de producir un informe técnico (que puede conducir a una tesis de licenciatura):

• Revisión crítica de la base de datos.
• Matriz de correlación.
• Análisis de jerarquías.
• Análisis de factores.
• Regresión lineal.
• Síntesis e interpretación de resultados.
• Conclusiones y recomendaciones.
• Producción del informe técnico.
• Presentación oral de los resultados.

Metodología

• La docencia de este taller se realizará de forma virtual, en fechas y horarios convenidos con los alumnos.
• El trabajo de análisis de datos se realizará con el lenguaje estadístico R. Para ello, los profesores introducirán el lenguaje en la primera sesión y guiarán a los alumnos en cada sesión para conseguir objetivos específicos.
• Al inicio del Nivel 1 se distribuirán las variables que cada estudiante tratará inicialmente. Entre la información a recopilar se incluirán magnitudes atmosféricas básicas (p.e. presión atmosférica, velocidad y dirección del viento, temperatura y precipitación) y magnitudes marinas (p.e. temperatura, salinidad, nivel del mar, oxígeno disuelto, clorofila, materia en suspensión).
• Al inicio del Nivel 2 se realizará un diálogo para asignar a cada estudiante una pregunta de investigación, que abordará con técnicas estadísticas. Como producto final se producirá un informe técnico que puede dar lugar a una Tesis de Licenciatura.

Número de estudiantes que puede incorporar al taller

El Taller puede incorporar un máximo de tres estudiantes, a ser seleccionados por los profesores.

Mecanismos de evaluación

Sólo tendrán derecho a evaluación aprobatoria los alumnos que reúnan el 90% de asistencia al taller:

• Evaluación del informe técnico (50%).
• Evaluación de la presentación oral (20%).
• Desempeño en clase y tareas asignadas (20%)
• Evaluación personalizada en base a los resultados obtenidos (10%).

Profesores del taller

• Dr. Joan Albert Sánchez Cabeza, Investigador Titular C, SNI III, ICML (jasanchez@cmarl.unam.mx).
• M. en C. León Felipe Álvarez Sánchez, Responsable Académico de UNINMAR, ICML: (leon@cmarl.unam.mx).

Primera sesión

Jueves 24 de septiembre de 2020 a las 11:00 (hora CDMX).

Para disponer de los detalles del enlace, por favor ponerse en contacto con los dos profesores.