25 septiembre, Dr. Sergio Cerdeira Estrada Subcoordinador de Monitoreo Marino

Transcripción

1 25 septiembre, 2017 Dr. Sergio Cerdeira Estrada Subcoordinador de Monitoreo Marino

2 Registro de especímenes colectados en el SNIB-CONABIO ( ) Diferencias marcadas en el esfuerzo del muestreo en la tierra y el mar en México Extensión: oceánica (~62 %) y terrestre (~38 %) 3,149,920 km 2 de extensión de las Zonas Marítimas de Jurisdicción Nacional: Mar territorial [km 2 ] + Zona Económica Exclusiva (incluyendo la zona contigua) [km 2 ] 11,122 km de longitud de la línea de costa (exclusivamente en su parte continental y sin incluir litorales insulares): Similar a la distancia que une la ciudad de Buenos Aires con Roma. Reto: poder conocer a detalle su biodiversidad marina y su relación con el ecosistema costero.

3 1. Muestreos - No monitoreos 2. Falta de infraestructura de monitoreo (boyas, sensores) al nivel nacional 3. Pocos estudios sistematizados y dipersos 4. Falta de observaciones maritimas con series de tiempo al nivel nacional 5. Falta de conocimiento de procesos oceanograficos y la dínamica ambiental 6. Falta de de infraestructura para monitoreo de fenómenos perturbadores Entre otros

4 Económico Derrames de petróleo (marea negra) - Detección temprana de contaminantes Afloramientos de algas nocivas (marea roja) -> pescaría, turismo Alertas automatizadas de la condición del oleaje peligroso para la navegación (altura de ola) Investigación Cambio climático: acidificación del océano (CO 2 ) Productividad primaria marina Datos ambientales (p.e. meteorológicos) Datos geo/bio-fisicos (p.e. calidad de agua) Modelación (modelos marítimos de circulación, cambio climático) Prevención Pronóstico de la intensidad de tormentas tropicales y huracanes Alerta temprana de afloramientos de algas nocivas (marea roja) Alerta temprana y monitoreo de zonas de hipoxia Apoyo en la prevención y mitigación de desastres naturales y antropogenicos

5 Apoyo en el monitoreo de efectos de cambio climático Eventos meteorológicos extremos (huracanes, frentes fríos) Acidificación del océano (ph) Captura del CO2 Blanqueamiento de corales (estrés térmico)

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7 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Capacidades tecnológicas en la CONABIO para el monitoreo marino usando sensores remotos satelitales Antena en CONABIO, México D.F. Circulo de recepción de datos Recepción de MODIS (Terra y Aqua) y AVHRR/NOAA, VIIRS Antena en CONABIO, México D.F. 2015: Nueva antena de recepción de MODIS y VIIRS

8 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Semanal SATMO: Compuestos Clorofila-a y Temperatura superficial promedio MODIS/Aqua Concentración de clorofila Temperatura superficial del mar Mensual

9 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Monthly and 8-Days Anomaly MODIS/Aqua Chlorophyll-a concentration Monthly Anomaly Animation Anomaly MODIS/Aqua = Mean Composites - Composites Mean climatology Sea Surface Temperature Monthly Anomaly Animation

10 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Capacidades tecnológicas en la CONABIO para el monitoreo marino in situ usando sensores Mediciones ópticas en la columna de agua Paquete Óptico (WetLabs) - Retrodispersión (bb): Tipo de partículas. Turbidez - Fluorescencia: Concentración de Chl y CDOM Sonda multiparamétrica 6600 v2-4 (YSI) GER-1500 Espectro-radiómetro hiperespectral con carcasa sub-acuática - Temperatura - Conductividad (salinidad) - Turbidez - Oxígeno Disuelto - Clorofila - ph Mediciones ópticas - Radiancia por encima del agua (Rrs) - Reflectancia del fondo marino.

11 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. LABORATORIO DE MONITOREO MARINO CONABIO Unidad Académica Sistemas Arrecifales. Instituto de Ciencias del Mar y Limnología UNAM, Puerto Morelos, Quintana Roo

12 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Desarrollar e implementar un Sistema Satelital de Alerta Temprana de Florecimientos Algales (SATFA) basado en datos de campo e imágenes satelitales. Monitoreo de los FANs in situ con sensores. in situ con sensores en boyas oceánicas. usando sensores remotos satelitales.

13 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Introducción Percepción remota y óptica marina Uso de imágenes de color del mar para la detección de FANs y planificación de sálidas de campo y monitoreo Optica: Disco de secchi, Fluorímetros, Absorción y Retrodispersión, Pigmentos Colección de muestras: Botellas hidrólogicas, redes de fitoplancton Protocolo de muestreo in-situ y satelital Microscopía: Colecta de muestras, métodos de enumeración y fijación Logística, embarcación y toma de muestras de cálidad

14 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Area de estudio y estaciones de muestreo in-situ

15 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Dzilam de Bravo y Holbox (27-30 Aug. 2011)

16 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. 24/8/11 Secuencia MODIS- NASA-USF FLH (Aqua y Terra) Yucatan Jul 16 Oct 6, /10/11

17 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Monitoreo comunitario Transparencia Temperatura Fotografías de especies Fotografías del mar Toma de muestra de agua Posicionamiento

18 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México Próximos pasos: Consorcio para el desarrollo y la puesta en operaciones de boyas de bajo costo en México

19 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Coral Bleaching HotSpot HotSpot 8days-weekly (Jul.2002-Jun.2011) Coral Bleaching Degree Heating Weeks (DHW) DHW 8days-weekly (Jul.2002-Jun.2011) Bleaching Alert Area: 8days-weekly (Jul.2002-Jun.2011) Stress Level Definition Effect No Stress HotSpot <= 0 No bleaching Bleaching Watch 0 < HotSpot < 1 Bleaching Warning HotSpot >= 1 y 0 < DHW < 4 Possible Bleaching Bleaching Alert Level 1 HotSpot >= 1 y 4 <= DHW < 8 Bleaching Likely Bleaching Alert Level 2 HotSpot >= 1 y DHW >= 8 Mortality Likely

20 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Instalación de 12 termómetros HOBO en la Riviera Maya (Arrecife Mesoamericano) Yucatan Peninsula HOBO Water Temperature Pro v2 Data Logger - U Mexico Registro de la temperatura en el coral de Akumal Octubre 2012 Febrero 2013 Proyecto en colaboración con Amigos de Sian Ka an

21 Sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México. Ciencia Comunitaria Proyecto: Monitoreo de Arrecifes Coralinos: Blanqueamiento de Corales

22 En desarrollo Automatizar algoritmos FAI & AFAI para la detección de Sargassum usando MODIS, VIIRS y Sentinel.

23 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Cartografía de la cobertura béntica y relieve submarino Área de estudio e insumos 23 imágenes satelitales WorldView-2 (2 m res. espacial) 674 observaciones in situ (Fotografías, videos, registros de especies, identificación de paisajes y cobertura) Más de 1 millón de datos de sondeo batimétrico o de profundidad 1001 km 2 de área cartografiada Un promedio de 18 m de profundidad cartografiada

24 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Trabajo in-situ Cobertura Bentónica: Muestreo In situ

25 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Obtención de 124 firmas espectrales características de los diferentes hábitats bentónico usando el espectroradiómetro GER-1500 ESTACIÓN 51-M-5 ESTACIÓN 51-M-5 ESPECTRORADIÓMETRO GER-1500 COBERTURA del SUSTRATO 100 % Arena

26 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. ESPECTRORADIÓMETRO GER-1500 ESTACIÓN OPT08 Borde de macizo de coral muerto, substrato corales muertos, algunas colonias de P. divarigata vivos, B. asbestinum, Dictyota sp, algas filamentosas, Penicillus sp. ESPECTRORADIÓMETRO GER-1500 Obtención de 124 firmas espectrales características de los diferentes hábitats bentónico usando el espectroradiómetro GER-1500

27 reflectancia % Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Espectroradiometría de campo Banco de firmas hiperespectrales de la Cobertura Béntica: Espectro-radiómetro de campo (GER-1500) corales escleractinios (color marrón) promedio máximo mínimo media + desv media-desv 5 0 HCA Separabilidad espectral Entrenamiento para clasificación de cobertura + SNIB Validación de mapas y difusión

28 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Pre-procesamiento Corrección atmosférica Corrección del reflejo solar (sunglint) Corrección de adyacencia Corrección de columna de agua Intercalibración radiométrica

29 Batimetría satelital Batimetría in-situ Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Validación de la batimetría satelital para Puerto Morelos Dispersión In-situ/Satelital Índice de correlación lineal: R 2 = 0.96 Error medio cuadrático: RMSE = 11 %

30 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Relieve Submarino del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe Mexicano: Puerto Morelos A. Primer nivel de Terraza Puerto Morelos 1. Piso Lagunar 2. Arrecife Posterior 3. Cresta Arrecifal 4. Arrecife Frontal 5. Macizo Rocoso B. Segundo nivel de terraza Batimetría Pendiente Orientación

31 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Simbología Primer Nivel de Terraza Segundo Nivel de Terraza Arrecife Frontal Piso Lagunar Arrecife Posterior Cresta Arrecifal Macizo Rocoso

32 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. 1 Sedimentos 2 Comunidad de Pastos Marinos 4 Macroalgas 3 Cobertura béntica 3 Vegetación mixta

33 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. 5 Estructuras coralinas Cobertura béntica 6 Tocones y pedacería de coral 3

34 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. 7 Octocorales 8 Octocorales y corales Cobertura béntica

35 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. 9 Arrecife rocoso Cobertura béntica 3

36 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Resultados: Cobertura béntica por clases Área total: 1001 km 1% 3% 8% 28% 3% Porcentaje de cobertura por clase EACM continental 1% % 33% Sedimentos Comunidad de Pastos marinos Pastos Marinos y Macroalgas Macroalgas Estructura Coralina Tocones y Pedacería de Coral Octocorales Octocorales y Corales Arrecife Rocoso 3

37 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Clave Clase 1 Sedimentos 2 Comunidad de Pastos marinos 3 Pastos marinos y macroalgas 4 Macroalgas 5 Estructura coralina 6 Tocones y Pedacería de coral 7 Octocorales 8 Octocorales y corales 9 Arrecife rocoso Evaluación por expertos

38 Conocimiento del Ecosistema Arrecifal Coralino del Caribe mexicano. Acceso a los productos en Conabio: Geoportal MARES MEXICANOS - CONABIO Biodiversidad Cartografía de Arrecifes Metadatos Shape files KMZ Video divulgativo El fondo somero del arrecife del Caribe mexicano visto desde el espacio en VIMEO-Conabio:

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40 Actividad 1. Generar bases de datos marino-costeros de México a partir de la obtención de información espacio-temporal, que permita establecer un Sistema de Información y Análisis Marino-Costero de los Mares Mexicanos, útil en la toma de decisiones. Actividad 2. Establecer los protocolos para el monitoreo de la biodiversidad marina en Áreas Marinas Protegidas de México a partir de la obtención de información espacio-temporal, que permita establecer un Sistema de Información y Análisis Marino-Costero de los Mares Mexicanos, útil en la toma de decisiones. Actividad 3. Implementar sistemas operacionales de monitoreo satelital de los ecosistemas marinos de México de alerta temprana para la toma de decisiones basado en el desarrollo del Sistema Satelital de Monitoreo Oceánico (SATMO). Actividad 4. Diseñar un Sistema Integral de Monitoreo de la Biodiversidad en los Ecosistemas Marino-Costeros de las Áreas Marinas Protegidas de México que permita generar conocimiento para un manejo sustentable, en un contexto de cambio y variabilidad climática. Actividad 5. Evaluar la influencia de la variabilidad y cambio climático, de los fenómenos globales y de los eventos extremos sobre la biodiversidad marina en México.

41 Capital Natural de México Vol. I: Conocimiento actual de la biodiversidad. Conabio, México Nuestro país requiere un plan de investigación oceánica que maximice las oportunidades para colectar, administrar y analizar datos oceánicos, que contemple maneras de compartir recursos y que proporcione la información requerida para que los tomadores de decisiones utilicen bases científicas para el uso y la protección de nuestros mares. Lara-Lara, J.R., et al Los ecosistemas marinos.

42 Desarrollo de inteligencia para la toma de decisiones sobre el Capital Natural de México Gracias