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Modelo Conceptual
Descripción
Modelo E10 - Interacción Suelo-Vegetación-Atmósfera
El modelo conceptual busca comprender los mecanismos que dan origen a un comportamiento, y describirlos de la forma más simple posible. Para eso, el comportamiento se segmenta en temas (grupos): cada uno identifica los objetos o variables que participan —tanto en su funcionamiento normal como en sus posibles anomalías o desviaciones— y describe, mediante verbos, la forma en que esos objetos interactúan entre sí. El resultado es lo que llamamos una red semántica: la estructura con la que representamos y comunicamos el modelo conceptual, antes de introducir ecuación alguna.
ID:4672
Estructura de los Grupos
Descripción
El primer paso consiste en analizar la descripción general del modelo e identificar los distintos aspectos que intervienen en el fenómeno y que deben ser representados. Cada uno de estos aspectos se organiza como un grupo, entendido como una unidad conceptual coherente que describe una parte específica del funcionamiento del modelo.
Cada grupo reúne los objetos o conceptos relevantes para ese aspecto y las relaciones o verbos que describen cómo interactúan, se modifican o dependen unos de otros. De esta manera, cada grupo constituye una parte de la red semántica del modelo, mientras que el conjunto de los grupos permite representar de forma estructurada su funcionamiento global.
La división en grupos facilita además separar mecanismos, condiciones, procesos y resultados que cumplen funciones diferentes dentro del modelo, manteniendo al mismo tiempo las relaciones que existen entre ellos. Los grupos no son, por tanto, componentes aislados: pueden compartir conceptos y establecer relaciones entre sí, formando conjuntamente una única representación semántica del fenómeno.
La imagen anterior ofrece una visión general de los distintos aspectos en que se ha estructurado el modelo. A continuación se presentan los grupos identificados, indicando para cada uno su título y una breve descripción del aspecto del modelo que representa.
Grupo 1: Grupo 1: Vegetación como regulador de superficie
¿Cómo modifica la vegetación el intercambio físico con la atmósfera?
Grupo 2: Grupo 2: Control estomático de agua y carbono
¿Cómo regulan los estomas la transpiración y el acceso de CO₂?
Grupo 3: Grupo 3: Intercepción del dosel y evaporación
¿Qué fracción de la lluvia retiene y devuelve el dosel?
Grupo 4: Grupo 4: Humedad del suelo y evapotranspiración
¿Cómo controla el agua del suelo el flujo hacia la atmósfera?
Grupo 5: Grupo 5: Acoplamiento atmosférico y precipitación local
¿Cómo vuelve la evapotranspiración a precipitación regional?
Grupo 6: Grupo 6: Retroalimentación seca-húmeda
¿Cómo se amplifican sequías y periodos húmedos?
Grupo 7: Grupo 7: Estacionalidad del área foliar
¿Cómo modula el ciclo anual la transpiración y la intercepción?
ID:1709
Grupo 1: Grupo 1: Vegetación como regulador de superficie
Descripción
¿Cómo modifica la vegetación el intercambio físico con la atmósfera?
Pregunta clave: ¿Cómo modifica la vegetación el intercambio físico con la atmósfera?
La interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera describe el intercambio bidireccional de energía, de agua y de carbono entre estos tres componentes, integrados como un solo sistema. La vegetación es el elemento central de todo este sistema: modifica el albedo de la superficie, aumenta la rugosidad aerodinámica que el viento encuentra a su paso, intercepta parte de la lluvia con su propio dosel, transporta agua desde el suelo hasta la atmósfera mediante la transpiración, y controla el acceso del dióxido de carbono atmosférico hacia la fotosíntesis cerrando o abriendo sus propios estomas. La resistencia estomática es precisamente el parámetro de control central de esa transpiración y de ese mismo intercambio de dióxido de carbono: los estomas se cierran bajo estrés hídrico, cuando el suelo está seco, bajo una demanda evaporativa alta, cuando el aire está muy seco respecto al vapor de agua que podría contener, bajo temperaturas extremas, o simplemente bajo poca luz; es precisamente la combinación de estos cuatro factores de estrés la que determina, en cada momento, cuánto se cierran esos mismos estomas. Así, desde la vegetación con la que arranca este documento hasta esa variación estacional con la que termina, pasando por la resistencia estomática, la intercepción del dosel y la retroalimentación entre suelo húmedo, evapotranspiración y precipitación, la interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera hace que la vegetación no sea solo un elemento pasivo del paisaje, sino un regulador activo que amplifica, en un sentido o en el otro, tanto las sequías como los periodos húmedos que la propia atmósfera le impone.
ID:3554
Grupo 2: Grupo 2: Control estomático de agua y carbono
Descripción
¿Cómo regulan los estomas la transpiración y el acceso de CO₂?
Pregunta clave: ¿Cómo regulan los estomas la transpiración y el acceso de CO₂?
La interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera describe el intercambio bidireccional de energía, de agua y de carbono entre estos tres componentes, integrados como un solo sistema. La vegetación es el elemento central de todo este sistema: modifica el albedo de la superficie, aumenta la rugosidad aerodinámica que el viento encuentra a su paso, intercepta parte de la lluvia con su propio dosel, transporta agua desde el suelo hasta la atmósfera mediante la transpiración, y controla el acceso del dióxido de carbono atmosférico hacia la fotosíntesis cerrando o abriendo sus propios estomas. La resistencia estomática es precisamente el parámetro de control central de esa transpiración y de ese mismo intercambio de dióxido de carbono: los estomas se cierran bajo estrés hídrico, cuando el suelo está seco, bajo una demanda evaporativa alta, cuando el aire está muy seco respecto al vapor de agua que podría contener, bajo temperaturas extremas, o simplemente bajo poca luz; es precisamente la combinación de estos cuatro factores de estrés la que determina, en cada momento, cuánto se cierran esos mismos estomas. Los modelos modernos de este sistema suelo-vegetación-atmósfera parametrizan esta resistencia estomática como una función multiplicativa de esos mismos factores de estrés, combinando el efecto de cada uno de ellos en un solo valor.
ID:3555
Grupo 3: Grupo 3: Intercepción del dosel y evaporación
Descripción
¿Qué fracción de la lluvia retiene y devuelve el dosel?
Pregunta clave: ¿Qué fracción de la lluvia retiene y devuelve el dosel?
La vegetación es el elemento central de todo este sistema: modifica el albedo de la superficie, aumenta la rugosidad aerodinámica que el viento encuentra a su paso, intercepta parte de la lluvia con su propio dosel, transporta agua desde el suelo hasta la atmósfera mediante la transpiración, y controla el acceso del dióxido de carbono atmosférico hacia la fotosíntesis cerrando o abriendo sus propios estomas. La intercepción del dosel retiene, además, una parte de la lluvia directamente sobre las superficies de las hojas y de las ramas; esa agua interceptada se evapora rápidamente de vuelta a la atmósfera sin llegar a pasar por el suelo, y puede llegar a representar entre el veinte y el cuarenta por ciento de toda la precipitación que cae sobre un bosque denso. Es precisamente esta retroalimentación la que puede amplificar tanto las sequías, cuando un suelo seco genera menos evapotranspiración y por lo tanto menos precipitación local que vuelva a humedecerlo, como los periodos húmedos, cuando un suelo saturado genera más evapotranspiración y por lo tanto más lluvia que lo mantiene saturado. Así, desde la vegetación con la que arranca este documento hasta esa variación estacional con la que termina, pasando por la resistencia estomática, la intercepción del dosel y la retroalimentación entre suelo húmedo, evapotranspiración y precipitación, la interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera hace que la vegetación no sea solo un elemento pasivo del paisaje, sino un regulador activo que amplifica, en un sentido o en el otro, tanto las sequías como los periodos húmedos que la propia atmósfera le impone.
ID:3556
Grupo 4: Grupo 4: Humedad del suelo y evapotranspiración
Descripción
¿Cómo controla el agua del suelo el flujo hacia la atmósfera?
Pregunta clave: ¿Cómo controla el agua del suelo el flujo hacia la atmósfera?
La interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera describe el intercambio bidireccional de energía, de agua y de carbono entre estos tres componentes, integrados como un solo sistema. La retroalimentación entre la humedad del suelo, la evapotranspiración y la precipitación opera a escala regional, en periodos que van de una semana a un mes, y se cierra sobre sí misma en ambas direcciones: la evapotranspiración que sale de un suelo húmedo incrementa la humedad de la baja troposfera, favoreciendo la formación de nubes convectivas y la precipitación local, precipitación que a su vez vuelve a humedecer ese mismo suelo con el que empezó el ciclo. Es precisamente esta retroalimentación la que puede amplificar tanto las sequías, cuando un suelo seco genera menos evapotranspiración y por lo tanto menos precipitación local que vuelva a humedecerlo, como los periodos húmedos, cuando un suelo saturado genera más evapotranspiración y por lo tanto más lluvia que lo mantiene saturado. Así, desde la vegetación con la que arranca este documento hasta esa variación estacional con la que termina, pasando por la resistencia estomática, la intercepción del dosel y la retroalimentación entre suelo húmedo, evapotranspiración y precipitación, la interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera hace que la vegetación no sea solo un elemento pasivo del paisaje, sino un regulador activo que amplifica, en un sentido o en el otro, tanto las sequías como los periodos húmedos que la propia atmósfera le impone.
ID:3557
Grupo 5: Grupo 5: Acoplamiento atmosférico y precipitación local
Descripción
¿Cómo vuelve la evapotranspiración a precipitación regional?
Pregunta clave: ¿Cómo vuelve la evapotranspiración a precipitación regional?
La vegetación es el elemento central de todo este sistema: modifica el albedo de la superficie, aumenta la rugosidad aerodinámica que el viento encuentra a su paso, intercepta parte de la lluvia con su propio dosel, transporta agua desde el suelo hasta la atmósfera mediante la transpiración, y controla el acceso del dióxido de carbono atmosférico hacia la fotosíntesis cerrando o abriendo sus propios estomas. La intercepción del dosel retiene, además, una parte de la lluvia directamente sobre las superficies de las hojas y de las ramas; esa agua interceptada se evapora rápidamente de vuelta a la atmósfera sin llegar a pasar por el suelo, y puede llegar a representar entre el veinte y el cuarenta por ciento de toda la precipitación que cae sobre un bosque denso. La retroalimentación entre la humedad del suelo, la evapotranspiración y la precipitación opera a escala regional, en periodos que van de una semana a un mes, y se cierra sobre sí misma en ambas direcciones: la evapotranspiración que sale de un suelo húmedo incrementa la humedad de la baja troposfera, favoreciendo la formación de nubes convectivas y la precipitación local, precipitación que a su vez vuelve a humedecer ese mismo suelo con el que empezó el ciclo. Es precisamente esta retroalimentación la que puede amplificar tanto las sequías, cuando un suelo seco genera menos evapotranspiración y por lo tanto menos precipitación local que vuelva a humedecerlo, como los periodos húmedos, cuando un suelo saturado genera más evapotranspiración y por lo tanto más lluvia que lo mantiene saturado.
ID:3558
Grupo 6: Grupo 6: Retroalimentación seca-húmeda
Descripción
¿Cómo se amplifican sequías y periodos húmedos?
Pregunta clave: ¿Cómo se amplifican sequías y periodos húmedos?
La retroalimentación entre la humedad del suelo, la evapotranspiración y la precipitación opera a escala regional, en periodos que van de una semana a un mes, y se cierra sobre sí misma en ambas direcciones: la evapotranspiración que sale de un suelo húmedo incrementa la humedad de la baja troposfera, favoreciendo la formación de nubes convectivas y la precipitación local, precipitación que a su vez vuelve a humedecer ese mismo suelo con el que empezó el ciclo. Es precisamente esta retroalimentación la que puede amplificar tanto las sequías, cuando un suelo seco genera menos evapotranspiración y por lo tanto menos precipitación local que vuelva a humedecerlo, como los periodos húmedos, cuando un suelo saturado genera más evapotranspiración y por lo tanto más lluvia que lo mantiene saturado. Así, desde la vegetación con la que arranca este documento hasta esa variación estacional con la que termina, pasando por la resistencia estomática, la intercepción del dosel y la retroalimentación entre suelo húmedo, evapotranspiración y precipitación, la interacción entre el suelo, la vegetación y la atmósfera hace que la vegetación no sea solo un elemento pasivo del paisaje, sino un regulador activo que amplifica, en un sentido o en el otro, tanto las sequías como los periodos húmedos que la propia atmósfera le impone.
ID:3559
Grupo 7: Grupo 7: Estacionalidad del área foliar
Descripción
¿Cómo modula el ciclo anual la transpiración y la intercepción?
Pregunta clave: ¿Cómo modula el ciclo anual la transpiración y la intercepción?
La vegetación es el elemento central de todo este sistema: modifica el albedo de la superficie, aumenta la rugosidad aerodinámica que el viento encuentra a su paso, intercepta parte de la lluvia con su propio dosel, transporta agua desde el suelo hasta la atmósfera mediante la transpiración, y controla el acceso del dióxido de carbono atmosférico hacia la fotosíntesis cerrando o abriendo sus propios estomas. La intercepción del dosel retiene, además, una parte de la lluvia directamente sobre las superficies de las hojas y de las ramas; esa agua interceptada se evapora rápidamente de vuelta a la atmósfera sin llegar a pasar por el suelo, y puede llegar a representar entre el veinte y el cuarenta por ciento de toda la precipitación que cae sobre un bosque denso. El comportamiento esperado de todo este sistema incluye la variación estacional del índice de área foliar, que controla tanto la transpiración como la intercepción a lo largo del año.
ID:3560