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01 ma y dinámica de sistemas

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  • Los temas que ustedes elaboran siempre he observado que estan muy bien diseñados con informaciòn bien fundamentada y analizada

    deseo por ello felicitarlos, ya que nosotros como profesores en ocasiones recurrimos a complementar tareas o temas que requerimos para nuestras actividades docentes.
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    01 ma y dinámica de sistemas 01 ma y dinámica de sistemas Presentation Transcript

    • MEDIO AMBIENTE
    • CONJUNTO DE COMPONENTES : FÍSICOS, QUÍMICOS, BIOLÓGICOS Y SOCIALES CAPACES DE CAUSAR EFECTOS DIRECTOS O INDIRECTOS EN UN PLAZO CORTO O LARGO SOBRE LOS SERES VIVOS Y LAS ACTIVIDADES HUMANAS CONFERENCIA DE LAS NACIONES UNIDAS ESTOCOLMO 1972
    • IMPORTANCIA DE LA INTERACCIÓN GEOSFERA HIDROSFERA ATMÓSFERA BIOSFERA ANTROPOSFERA
    • INTERACCIÓN GEOSFERA HIDROSFERA ATMÓSFERA BIOSFERA ANTROPOSFERA RECURSOS RIESGOS IMPACTOS
    • OBJETIVO DEL ESTUDIO DE LAS CIENCIAS MEDIOAMBIENTALES ESTABLECER UN CUERPO DE CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS CONSEGUIR UN CAMBIO DE PERSPECTIVA (CONCIENCIACIÓN)
    • CARACTERÍSTICAS DE LAS CIENCIAS MEDIOAMBIENTALES UTILIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS DE LAS CIENCIAS REDUCCIONISTAS (MÉTODO CIENTÍFICO) ENFOQUE SISTÉMICO –HOLÍSTICO- (TEORÍA DE SISTEMAS) MÉTODOLOGÍA INTERDISCIPLINAR
    • ENFOQUE NECESARIO PARA ACOMETER EL ANÁLISIS DE LOS PROBLEMAS AMBIENTALES VISIÓN HOLÍSTICA EDUCACIÓN MEDIOAMBIENTAL
    • REDUCCIONISMO HOLISMO
    • REDUCCIONISMO
    • BASADO EN EL MÉTODO CIENTÍFICO : FRAGMENTACIÓN DEL OBJETO DE ESTUDIO EN PARTES SIMPLES PARA PODER ANALIZARLAS POR SEPARADO OBSERVACIÓN INFORMACIÓN FORMULACIÓN DE HIPÓTESIS COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL TRABAJO DE LABORATORIO TRATAMIENTO DE LOS DATOS CONCLUSIONES COMUNICACIÓN DE RESULTADOS LEYES Y TEORÍAS DEBEN SER: CONJUNTO DE LEYES QUE EXPLICAN UN FENÓMENO GENERALES COMPROBADAS HIPÓTESIS QUE SE HA COMPROBADO QUE SE VERIFICA MATEMATIZADAS
    • HOLISMO
    • ESTUDIO DE LA GLOBALIDAD DEL OBJETO DE ESTUDIO Y DE LAS RELACIONES ENTRE SUS PARTES SIN DETENERSE EN DETALLES PROPIEDADES EMERGENTES
    • METODOLOGÍA DEL ANÁLISIS HOLÓSTICO MODELOS DE SISTEMAS MODELOS DE DINÁMICA DE SISTEMAS
    • MODELOS VERSIONES SIMPLIFICADAS DE LA REALIDAD ELIMINACIÓN DE DETALLES IRRELEVANTES MANTENIMIENTO DE LOS ASPECTOS MENSURABLES QUE INTERESEN EN EL ESTUDIO (VARIABLES) LOS MODELOS NO SON LA REALIDAD LOS MODELOS NO SON APLICABLES FUERA DEL ENTORNO PARA EL QUE FUERON FORMULADOS.
    • LOS MODELOS PUEDEN SER: MENTALES (ANALÓGICOS) FORMALES (MATEMÁTICOS O DIGITALES) APROXIMACIONES ÚTILES PARA REPRESENTAR UNA REALIDAD CONCRETA MEDIANTE ECUACIONES QUE ASOCIAN LAS DIFERENTES VARIABLES DEL MODELO ESTABLECEN PREDICCIONES CON GRAN EXACTITUD
    • TIPOS DE VARIABLES EN LOS MODELOS MATEMATIZADOS DE FLUJO REPRESENTAN UN PROCESO QUE OCURRE A LO LARGO DEL TIEMPO Y QUE IMPLICA FLUJO DE MASA, ENERGÍA, RECURSOS O INFORMACIÓN. SI ASIGNAMOS UNA UNIDAD DE MEDIDA SIEMPRE APARECE EL TIEMPO EJ. M3/KM2/AÑO DE EROSIÓN POR ESCORRENTÍA DE NIVEL REPRESENTAN UNA CANTIDAD DE CIERTA CLASE DE MASA, ENERGÍA, RECURSOS O INFORMACIÓN EN LA MEDIDA NO APARECE EL TIEMPO EJ. º C DE TEMPERATURA
    • SISTEMAS CONJUNTO DE PARTES OPERATIVAMENTE INTERRELACIONADAS EN EL QUE UNAS ACTÚAN SOBRE OTRAS Y DEL QUE INTERESA EL COMPORTAMIENTO GLOBAL ES ALGO MÁS QUE LA SUMA DE LAS PARTES, YA QUE DE LAS INTERACCIONES ENTRE ELLAS SURGEN LAS PROPIEDADES EMERGENTES (AUSENTES EN EL ESTUDIO DE LAS PARTES POR SEPARADO).
    • DINÁMICA DE SISTEMAS OBSERVACIÓN Y ANÁLISIS DE RELACIONES ENTRE LAS PARTES DEL OBJETO DE ESTUDIO RECURRIENDO AL USO DE MODELOS
      • MODELOS DE SISTEMAS
      • CAJA NEGRA:
            • ABIERTOS
            • CERRADOS
            • AISLADOS
      • CAJA BLANCA:
      • SIMPLES
              • DIRECTOS
              • INVERSOS
              • ENCADENADOS
      • COMPLEJOS
      • DE REFUERZO
      • HOMEOSTÁSICOS
    • MODELOS DE SISTEMAS CAJA NEGRA NO NOS INTERESA CONOCER EL FUNCIONAMIENTO DEL INTERIOR DEL SISTEMA SINO SUS ENTRADAS Y SALIDAS SISTEMA FRONTERAS SALIDAS ENTRADAS
    • TIPOS DE SISTEMAS CAJA NEGRA ABIERTOS: ENTRA Y SALE MATERIA Y ENERGÍA CERRADOS: ENTRA Y SALE SOLO ENERGÍA AISLADOS: NO ENTRA NI SALE MATERIA O ENERGÍA
    • ENERGÍA EN LOS SISTEMAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA 1ª LA ENERGÍA NI SE CREA NI SE DESTRUYE, SÓLO SE TRANSFORMA E. ENTRADA = E. SISTEMA + E. SALIDA 2ª EN CADA TRANSFORMACIÓN ENERGÉTICA HAY DEGRADACIÓN (TENDENCIA AL DESORDEN) ENTROPIA
    • MODELOS DE SISTEMAS CAJA BLANCA NOS INTERESA CONOCER EL FUNCIONAMIENTO DEL INTERIOR DEL SISTEMA. PARA ELLO HAY QUE IDENTIFICAR LAS VARIABLES QUE LO COMPONEN Y RELACIONARLAS (DIAGRAMA CAUSAL) SISTEMA
    • TIPOS DE SISTEMAS CAJA BLANCA SIMPLES: UNA VARIABLE INFLUYE SOBRE OTRA VARIABLE A B DIRECTAS A B INVERSAS A B ENCADENADAS A A A A A
    • SIGNOS SEGÚN EL NÚMERO DE RELACIONES INVERSAS EXISTENTES: PAR RELACIÓN POSITIVA IMPAR RELACIÓN NEGATIVA TALA EROSIÓN SUELO + - OTRA NOTACIÓN RELACIÓN NEGATIVA EN LA RELACIÓN LA PRIMERA VARIABLE SIEMPRE SE PLANTEA EN POSITIVO.
    • COMPLEJOS CUANDO EL ÚLTIMO SISTEMA ACTÚA SOBRE EL PRIMERO: BUCLES DE REALIMENTACIÓN FORMACIÓN DE CADENAS CERRADAS
    • BUCLES DE REALIMENTACIÓN POSITIVA ( DE REFUERZO) A B + + CADENAS CERRADAS CON UN NÚMERO PAR DE RELACIONES NEGATIVAS TENDENCIA EXPLOSIVA DESESTABILIZACIÓN DEL SISTEMA +
    • BUCLES DE REALIMENTACIÓN NEGATIVA ( HOMEOSTÁSICO) A B + - CADENAS CERRADAS CON UN NÚMERO IMPAR DE RELACIONES NEGATIVAS TENDENCIA REGULADORA ESTABILIZACIÓN DEL SISTEMA -
    • ERRORES COMUNES EN LA REALIZACIÓN DE DIAGRAMAS CAUSALES
    • INVERTIR EL SENTIDO DE LOS SIGNOS LAS VARIABLES DETERMINANTES O NO HAN DE UTILIZARSE EN TODO EL DIAGRAMA CON EL MISMO SIGNO TEMPERATURA + TERMOSTATO - - + REFRIGERADOR AUMENTO DE TEMPERATURA (NUNCA DESCENSO) ACTIVACIÓN DE TERMOSTATO (NUNCA INACTIVACIÓN) ACTIVACIÓN DE REFRIGERADOR (NUNCA INACTIVACIÓN)
    • USO DE VARIABLES NO CUANTIFICABLES O NO SENSIBLES AL CAMBIO LAS VARIABLES DEBEN POSEER NOMBRES QUE SUGIERAN CANTIDAD O SENSIBILIDAD AL CAMBIO
    • VARIABLES QUE INCORPORAN POLARIDAD EL NOMBRE DE LA VARIABLE NO DEBE SUGERIR INCREMENTO NI DECREMENTO EJ. AUMENTO DE TEMPERATURA
    • RELACIÓN DE VARIABLES VS. HIPÓTESIS DINÁMICA RELACIÓN DE VARIABLES Y PLANTEAMIENTO DE CICLOS: DEBEN EXPLICAR EL FENÓMENO QUE SE ANALIZA EJ. COEFICIENTE DE DILATACIÓN ?
    • CAUSALIDADES REDUNDANTES LAS CAUSALIDADES PARA MOSTRAR UN EFECTO DEBEN SER ÚNICAS EJ. ENERGÍA CALÓRICA ?
    • NIVEL DE AGREGACIÓN EL DIAGRAMA DEBE SER ACORDE CON LA SITUACIÓN: COMPLEJO: GRANDE SIMPLE: PEQUEÑO EJ. AGITACIÓN DE LAS MOLÉCULAS? ENERGÍA DEL REFRIGERADOR? ETC.
    • DIAGRAMAS CAUSALES SIN DINÁMICA LOS DIAGRAMAS CERRADOS DEBEN PRESENTAR RELACIONES QUE PERMITAN LA REALIMENTACIÓN
    • MODELOS DE REGULACIÓN DEL CLIMA TERRESTRE
    • SISTEMA CAJA NEGRA CERRADO
    • SISTEMA CAJA BLANCA INTERACCIÓN ENTRE SUBSISTEMAS ATMÓSFERA HIDROSFERA GEOSFERA BIOSFERA PREDICCIONES DESDE DIAS HASTA MILES DE AÑOS
    • ANÁLISIS MEDIANTE LA FORMACIÓN DE DIAGRAMAS CAUSALES ESTUDIO DE LAS VARIABLES Y SUS RELACIONES EN EL INTERIOR DEL SISTEMA
    • EFECTO INVERNADERO CONCENTRACIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO EFECTO INVERNADERO TEMPERATURA + + SISTEMA CAJA BLANCA SIMPLE ENCADENADO
    • ALBEDO SUPERFICIE HELADA ALBEDO TEMPERATURA + - SISTEMA CAJA BLANCA COMPLEJO DE REFUERZO - +
    • NUBES EFECTO INVERNADERO NUBES ALBEDO + - NUBES BAJAS: AUMENTAN EL ALBEDO NUBES ALTAS: AUMENTAN EL EFECTO INVERNADERO
    • SUPONIENDO UN FLUJO DE RADIACIÓN SOLAR CONSTANTE SE PUEDE ELABORAR UN MODELO SENCILLO DEL FUNCIONAMIENTO DEL CLIMA TERRESTRE A PARTIR DE LAS TRES VARIABLES ANALIZADAS CONCENTRACIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO NUBES EFECTO INVERNADERO + - + SUPERFICIES HELADAS ALBEDO TEMPERATURA + - + + - + + + RI +
    • POLVO ATMOSFÉRICO POLVO Y PARTÍCULAS EN SUSPENSIÓN EN LA ALTA ATMÓSFERA PROVOCAN UN EFECTO INVERNADERO INVERTIDO POLVO ATMOSFÉRICO ALBEDO TEMPERATURA + - - RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE FOTOSÍNTESIS -
    • VOLCANES VULCANISMO POLVO SO2 BRUMAS Y H2SO4 + + EFECTO INVERNADERO ALBEDO - + + + + TEMPERATURA CO2 A MAYOR ALTITUD MÁS TIEMPO EN LA ATMÓSFERA DE DOS A SEIS AÑOS. GRAN PERMANENCIA EN LA ATMÓSFERA DESCENSO DE TEMPERATURA A CORTO PLAZO AUMENTO DE TEMPERATURA A LARGO PLAZO
    • INTEGRANDO LAS CINCO VARIABLES TRATADAS: CONCENTRACIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO NUBES EFECTO INVERNADERO + - + SUPERFICIES HELADAS ALBEDO TEMPERATURA + - + + - + + + RI + CO2 ATMOSFÉRICO POLVO Y SO2 ERUPCIONES VOLCÁNICAS RADIACIÓN REFLEJADA + + + + +
    • EL FLUJO DE RADIACIÓN SOLAR EN REALIDAD NO ES CONSTANTE SINO QUE HA SUFRIDO VARIACIONES PERIÓDICAS Y VARIACIONES GRADUALES A LO LARGO DEL TIEMPO
    • VARIACIONES PERIÓDICAS
      • LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE NO ES CONSTANTE SINO QUE EXPERIMENTA VARIACIONES PERIÓDICAS A MUY LARGO PLAZO
      • CICLOS DE MILANKOVITCH
      • BASADOS EN:
        • EXCENTRICIDAD DE LA ÓRBITA TERRESTRE (100.000 A)
        • INCLINACIÓN DEL EJE TERRESTRE (41.000 A)
        • RELACIÓN PERIHELIO-HN (23.000 A)
        • INCIDENCIA SEGÚN TECTÓNICA
      VARIACIONES DE LA RADIACIÓN SOLAR INCIDENTE
    • ASTRONÓMICAS: CICLOS DE MILANKOVITCH
    • EXCENTRICIDAD DE LA ÓRBITA CADA 100.000 AÑOS: ÓRBITA ELIPSOIDAL ÓRBITA CIRCULAR
    • CUANTO MÁS ALARGADA ES LA ELIPSE MÁS CORTAS SON LAS ESTACIONES QUE SE RELACIONAN CON LOS SOLSTICIOS CUANTO MÁS CIRCULAR ES LA ELIPSE MÁS DILATADAS SON LAS ESTACIONES QUE SE RELACIONAN CON LOS SOLSTICIOS
    • INCLINACIÓN DEL EJE CADA 41.000 AÑOS: DESPLAZAMIENTO DEL EJE DESDE: 0º HASTA 24º ACTUALMENTE A 23º 27’ Y CON TENDENCIA A TUMBARSE
    • CUANTO MÁS VERTICAL ESTÁ EL EJE MENOR ES LA ESTACIONALIDAD CUANTO MÁS INCLINADO ESTÁ EL EJE MAYOR ES LA ESTACIONALIDAD
    • POSICIÓN DEL PERIHELIO CADA 23.000 AÑOS: RETRASO DE UNA ÓRBITA COMPLETA DEL PLANETA EN SENTIDO CONTRARIO AL DE LA ÓRBITA: ACTUALMENTE EL PERIHELIO COINCIDE CON EL INVIERNO EN EL HM PERIHELIO
    • CUANDO EL PERIHELIO COINCIDE CON EL SOLSTICIO DE VERANO, EL AFELIO COINCIDE CON EL SOLSTICIO DE INVIERNO ESTACIONES RIGUROSAS CUANDO EL PERIHELIO COINCIDE CON EL SOLSTICIO DE INVIERNO, EL AFELIO COINCIDE CON EL SOLSTICIO DE VERANO ESTACIONES SUAVES
    • LA CONJUNCIÓN DE LOS DISTINTOS FACTORES ASTRONÓMICOS DAN LUGAR A DIFERENTES SITUACIONES CLIMÁTICAS EJEMPLO: GLACIACIÓN ÓRBITA ELÍPTICA EJE POCO INCLINADO INVIERNOS EN HEMISFERIO CONTINENTAL COINCIDENTES CON EL AFELIO
    • ASTRONÓMICAS: MANCHAS SOLARES
    • VARIACIONES EN LAS MANCHAS SOLARES : CICLOS DE 11 AÑOS (MÍNIMAS A MÁXIMAS) A SU VEZ: CICLOS DE 80 A 180 AÑOS. RELACIÓN CON CAMBIOS CLIMÁTICOS: INFLUENCIA EN LAS ALTERACIONES DE LA NAO NIÑO NIÑA
    • GEOLÓGICAS
    • TECTÓNICA COINCIDENCIA DE GRANDES GLACIACIONES CON AGRUPAMIENTOS CONTINENTALES PRECAMBRICA 800 MA. PANGEA I CARB.- PÉRMICA 300 MA. PANGEA II ADEMÁS ORD. – SILÚRICA 450 MA. CUATERNARIAS 1,6 MA. DESDE HACE 800.000 AÑOS UNA GLACIACIÓN CADA 100.000 AÑOS (RELACIÓN CON LOS NIVELES DE CO2) HACE 10.000 AÑOS TERMINÓ LA ÚLTIMA GLACIACIÓN
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    • CAMBIOS CLIMÁTICOS DURANTE EL PASADO GEOLÓGICO
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    • VARIACIONES GRADUALES
    • SEGÚN EL SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA: LA ENERGÍA SE DEGRADA CON EL TIEMPO A MEDIDA QUE SE DEGRADA LA ENERGÍA SE VA DESPRENDIENDO MÁS CALOR SE CALCULA QUE LA ENERGÍA SOLAR ES UN 30% MÁS CALÓRICA EN LA ACTUALIDAD QUE ANTES DE LA APARICIÓN DE LA VIDA EN NUESTRO PLANETA
    • INFLUENCIA DE LA BIOSFERA
    • LA TEMPERATURA DEL PLANETA VIENE AUTORREGULADA POR LA INTERACCIÓN DE LOS DISTINTOS SUBSISTEMAS (LOVELOCK-GAIA-) SISTEMA HOMEOSTÁSICO LA BIOSFERA DESEMPEÑA UN PAPEL FUNDAMENTAL AL REBAJAR LOS NIVELES DE CO2 Y DE TAL MODO REDUCIR LA TEMPERATURA
    • ATMÓSFERA PRIMITIVA CO2 (20%) ABUNDANCIA DE H2 (NH3, CNH) CH4 ABUNDANCIA DE N3 + EFECTO INVERNADERO ESTO COMPENSABA EL 30 % MENOS DE ENERGÍA SOLAR DESPRENDIDA
    • PROCESO DE REDUCCIÓN DE CO2 3.500 MA.: APARICIÓN DE LA VIDA 3.000 MA: APARICIÓN DE LOS PROCARIOTAS AUTÓTROFOS CO2 ATMOSFÉRICO CO2 BIOMASA GEOSFERA HIDROSFERA CO2 + H2O GLUCOSA + O2 LA REACCIÓN INVERSA ES LENTA Y DEPENDE DE LA FOTOSÍNTESIS GLUCOSA + O2 CO2 + H20 HOY 0,03 % EN LA ATMÓSFERA E LUZ E (ATP)
    • PROCESO DE AUMENTO DE O2 3.500 MA.: APARICIÓN DE LA VIDA 3.000 MA: APARICIÓN DE FOTOSÍNTESIS HIDRÓLISIS DE H20 LIBERACIÓN DE O2 AL OCEÁNO O2 EN AGUA DEPÓSITOS DE ÓXIDOS Fe Y S 2.000 MA: SATURACIÓN LIBERACIÓN A LA ATMÓSFERA AUMENTO DE LA CONCENTRACIÓN HASTA EL 21% ACTUAL
      • PROCESO DE FORMACIÓN DEL O3
      • EL AUMENTO DE O2 EN LA ATMÓSFERA PROVOCÓ LA POSIBILIDAD DE LA FORMACIÓN DE LA CAPA DE OZONO
        • 700 MA
        • PROTECCIÓN DE LA RADIACIÓN UVA
        • GRAN PROLIFERACIÓN DE GRUPOS BIÓTICOS (40 x 10e6 SP)
    • PROCESO DE INCREMENTO DE N3 A PARTIR DE LAS REACIONES METABÓLICAS DE LOS ORGANISMOS MEDIANTE LA UTILIZACIÓN DE LOS ÓXIDOS NITROGENADOS PRESENTES EN EL MEDIO, HUBO UNA ELEVACIÓN PROGRESIVA DEL NITRÓGENO LIBRE EN LA ATMÓSFERA HASTA ALCANZAR EL 78% ACTUAL
    • EFECTO DE LA BIOSFERA SOBRE EL CLIMA TERRESTRE FOTOSÍNTESIS NUBES EFECTO INVERNADERO + - + SUPERFICIES HELADAS ALBEDO TEMPERATURA + - + + - + + + RI + CO2 ATMOSFÉRICO POLVO Y SO2 ERUPCIONES VOLCÁNICAS RADIACIÓN REFLEJADA + + + + + ALMACEN DE CO2 - - +