Long-term Monitoring of Temperature in Coral Reef Waters of the Colombian Caribbean
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- Alfonso Miguel Ángel Peralta González
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1 Joint ICTP-TWAS Workshop on Climate Change in Mediterranean and Caribbean Seas: Research experiences and new scientific challenges 7 May 12 May 2012 CIIFEN Headquarters, Guayaquil, Ecuador Long-term Monitoring of Temperature in Coral Reef Waters of the Colombian Caribbean Marko Tošić & Raúl Navas-Camacho Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras José Benito Vives De Andréis Vinculado al Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible - MADS Santa Marta, Colombia
2 Joint ICTP-TWAS Workshop on Climate Change in Mediterranean and Caribbean Seas: Research experiences and new scientific challenges 7 May 12 May 2012 CIIFEN Headquarters, Guayaquil, Ecuador Contents 1. Introduction of data used 2. Historical tendencies of temperature 3. Relation with bleaching events 4. Case Study: Chengue Bay 5. Calcultion of coral thresholds 6. Conclusions
3 Joint ICTP-TWAS Workshop on Climate Change in Mediterranean and Caribbean Seas: Research experiences and new scientific challenges 7 May 12 May 2012 CIIFEN Headquarters, Guayaquil, Ecuador Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras (INVEMAR) José Benito Vives De Andréis Vinculado al Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible Santa Marta, Colombia
4 Joint ICTP-TWAS Workshop on Climate Change in Mediterranean and Caribbean Seas: Research experiences and new scientific challenges 7 May 12 May 2012 CIIFEN Headquarters, Guayaquil, Ecuador Data used in this study: 1. REDCAM Monitoring Program 2. SIMAC Monitoring Program 3. NOAA NCEP/NCAR Reanalysis 1 Coral Reef Watch
5 Monitoring Network for Marine and Coastal Water Quality - REDCAM STATIONS CARIBBEAN : 236 PACIFIC: 122 TOTAL: 358 PARAMETERS (~25) Tem, Sal, ph, DO Nutrients Sediments 5 Microbiological Hydrocarbons Pesticides Heavy Metals
6 SALIDA DE INFORMACIÓN Monitoring Network for Marine and Coastal Water Quality - REDCAM Database Management Capacity Building ENTRADA DE INFORMACIÓN Nodos de la REDCAM Salidas de campo Otras entidades Información primaria Información secundaria Almacenamiento de datos en archivo digital BASE DE DATOS 4 15% Laboratorio SIG Mapas Tablas Gráficos 3 15% 1 40% 2 30% INVEMAR 18/05/ Interfaz del usuario construida con herramientas Oracle Consultas Interfaz del usuario construida con herramientas HTML-JAVA -
7 National System for Coral Reef Monitoring in Colombia - SIMAC Health status of coral reefs Changes in coral reefs and causes Recomendations for sustainable use and conservation
8 SIMAC Monitoring Program Benthic organism coverage using point-intecept transects Richness and abundance of reef fish Ocurrence of bleaching and diseases Presence y abundance of urchins and other invertebrates Abundance of gorgonians
9 Temperature (C) Temperature (C) NOAA s NCEP/NCAR Reanalysis 1 Temp. Data: Increases: C Rate: C/y El Niño La Niña NCEP/NCAR Reanalysis 1 Isla San Andres - Promedios Mensuales y = 0.000x R² = Year NCEP/NCAR Reanalysis 1 Isla Tesoro - Promedios Mensuales y = 0.000x R² = Year
10 Historical Coral Bleaching Events in Colombia Colpophyllia natans Montastraea faveolata Diploria strigosa
11 Temperature (C) Temperature (C) Historical Record of Temperature in Marine Waters of the Colombian Caribbean 31.0 Avg Caribe 32 Hist Avg Dept Temp. Data: Increases: 0.3 C Rate: 0.03 C/y
12 Temperature (C) Historical Record of Temperature in Marine Waters of the Colombian Caribbean 34 Dry Season Rainy Season Department (West-East)
13 The Guajira Upwelling System December 2005 Mini-Curso: February 2006 Monitoreo de calidad de aguas en playas turísticas from: Andrade & Barton 2005
14 Aeropuerto Alcatraces Bahía Chengue Bahia Concha Boya 2 Cabotaje (calle 10) canal Escollera Emisario 8 F. Buritaca F. Cordoba F. Costa Verde F. Don Diego F. Gaira F. Guachaca F. Manzanares F. Piedras F. Toribio P. Batallón P. Blanca P. Mendihuaca P. Municipal P. Neguanje P. Rodadero P. Salguero P. Taganga Parque Acuático Playa Grande Pozos Colorados puente Calle 22 Taganga T1 Aeropuerto Alcatraces Bahía Chengue Bahia Concha Boya 2 Cabotaje (calle 10) canal Escollera Emisario 8 F. Buritaca F. Cordoba F. Costa Verde F. Don Diego F. Gaira F. Guachaca F. Manzanares F. Piedras F. Toribio P. Batallón P. Blanca P. Mendihuaca P. Municipal P. Neguanje P. Rodadero P. Salguero P. Taganga Parque Acuático Playa Grande Pozos Colorados puente Calle 22 Taganga T1 Temperature (C) Historical Record of Temperature in Marine Waters of the Department of Magdalena 31 Dry Season 1 (Seca) 1 (Seca) Rainy Season Stations
15 Temperature (C) Historical Record of Temperature in Marine Waters of Tayrona Park 32 Tayrona - Anual Averages Bahía Chengue Bahia Concha P. Neguanje Year
16 Chengue Bay Tayrona National Natural Park Watershed: Area: 8 km 2, natural Live Coral Coverage: 27.05% Number of Coral Species: 30 sp Predominant Species: Montastraea faveolata, Colpophyllia natans Montastraea annularis Diploria strigosa Ecosistemas: Manglares Pastos marinos (Thalassia) Corales Fondos blandos Litoral rocoso
17 Incidencia en % Chengue Bay Bleaching Events Bahía de Chengue BLANQUEAMIENTO ENFERMEDAD Montastraea faveolata La Niña 2010: Temperature (30 C) Salinity (30 ppt) Turbidity
18 Temperature (C) Temperature (C) Chengue Bay Historical Temperature Records 31 Max Average Linear (Average) Data Logger: Hourly Rate: 0.06 C/y y = 0.061x R² = Year Min Promedio Max
19 Temperature (C) Chengue Bay Historical Temperature Records Increase: 0.8 C Rate: 0.05 C/y Monthly Averages Average Min Max Linear (Average) Linear (Min) Linear (Max) y = 0.004x R² = y = 0.004x R² = y = 0.004x R² =
20 Febrero Junio Octubre Febrero Junio Octubre Febrero Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Noviembre Marzo Julio Diciembre Mayo Septiembre Enero Chengue Bay Historical Temperature Records El Niño Max La Niña Average
21 Coral Temperatura Thresholds Bleaching Risk -Temp Intensity -Duration from: Marshall and Shuttenberg 2006 Temp Anomaly: Degrees above maximum monthly average Promedio Mensuales Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre
22 Coral Temperatura Thresholds Bleaching Event 2010 Degree Heating Weeks (DHW) = Σ Anomaly x # weeks DHW > 4 High stress DHW > 8 Severe bleaching 32 Chengue Bay - Temperature Temperature (C) Date
23 Coral Temperatura Thresholds Bleaching Event 2010 Degree Heating Weeks (DHW) = Σ Anomaly x # weeks DHW > 4 High stress DHW > 8 Severe bleaching from: NOAA s Coral Reef Watch
24 Number of Days Coral Temperatura Thresholds Observational Data: - Max Temp - # Days Max Temp vs Number of Days y = 54x x R² = Temperature (C) Year Number of Days > 29.0 > 29.5 > 30.0 >
25 Coral Temperatura Thresholds Laboratory Experiments Effect (# Weeks): From: López Londoño et al. 2011
26 Conclusions Temporal data show increases in temperature at regional ( C/y) and local scales (0.06 C/y). Spatial variation of temperature along the Caribbean coast of Colombia, highlighted by strong seasonal variation in the eastern provinces. While climatic phenomena can affect sea surface temperature, local procesos (eg. upwelling) may have greater effect. Predictive tools provided by NOAA were shown to be effective in identification of coral bleaching risks. Precision of bleaching-temperature relationship at local scale is recommended. Predictive tools, however useful, are limited by their lack of incorporation of other factors (eg. Light intensity, sedimentation, salinity, etc.)
27 Acknowledgements REDCAM, SIMAC, NOAA, INAP Beatriz Almonacil, David Alonso, Luisa F. Espinosa, Diana Isabel Gomez, Kelly Gomez Campo, Carolina Gutierrez, Tomas Londoño Lopez, Laura Perdomo, Johanna Vega Sequeda, Lizbeth Janet Vivas Aguas Joint ICTP-TWAS Workshop on Climate Change in Mediterranean and Caribbean Seas: Research experiences and new scientific challenges.
28 Gracias por su atención
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