El investigador del Departamento de Ingenier�a Forestal Miguel �ngel Herrera Machuca define qu� es el 'cambio global' en La Universidad Responde, el microespacio de divulgaci�n cient�fica coordinado por CRUE Universidades que se emite dentro de La aventura del Saber de La2 de Televisi�n Espa�ola. 

A partir del minuto 48 

La UCO participa en un estudio liderado por la URJC que ha evaluado las comunidades de microorganismos del suelo en zonas �ridas de todo el planeta

Los microbios del suelo, como las bacterias y los hongos, nos proporcionan algunos de los servicios m�s importantes que nos brindan los ecosistemas terrestres, como la fertilidad del suelo o su capacidad para producir alimento y actuar como un sumidero del CO2 que emitimos a la atm�sfera con la quema de combustibles f�siles. Pese a ello, tenemos un gran desconocimiento sobre c�mo el cambio clim�tico afectar� a estos organismos, particularmente en zonas �ridas. Estos ecosistemas tienen gran importancia a nivel mundial, ya que cubren el 41% de la superficie terrestre y alojan al 38% de la poblaci�n humana. La importancia de estos ambientes se va a incrementar en el futuro, ya que los estudios m�s recientes apuntan a que su extensi�n puede aumentar hasta en un 23% a nivel global como consecuencia del aumento de aridez previsto con el cambio clim�tico. As� pues, para comprender mejor las consecuencias ecol�gicas del cambio clim�tico y establecer medidas efectivas de adaptaci�n y mitigaci�n es fundamental conocer los efectos que tendr� tanto en las bacterias y hongos del suelo como en los procesos ecosist�micos que dependen de estos organismos. 

La Universidad de C�rdoba participa en un proyecto europeo junto a la Agencia Espacial Europea para comprender calentamientos abruptos de la �ltima glaciaci�n

El estudio de los climas pasados es una disciplina compleja. En ausencia de registros como los existentes en la actualidad, los cient�ficos deben buscar testigos para conocer aquellos climas. El hielo conservado en glaciares de monta�a y en el Polo Sur es uno de estos indicadores que permiten reconstruir las condiciones del planeta, especialmente de los �ltimos periodos glaciales. A partir de muestras cil�ndricas obtenidas en glaciares, los investigadores extraen valiosos datos. Para procesar toda la informaci�n que contienen estos n�cleos congelados son necesarios los estudios estad�sticos. Ahora, un algoritmo propuesto en un proyecto europeo en el que ha participado la Universidad de C�rdoba puede ayudar a conocer mejor c�mo evolucion� el clima en la �ltima etapa glacial al caracterizar los cambios bruscos que entonces se produjeron.

La �ltima edad de hielo se desarroll�, grosso modo, aproximadamente entre 110.000 a�os y 12.000 a�os antes del momento presente. Desde entonces, la humanidad vive en un periodo de temperaturas relativamente apacibles. En contraste, nuestros antepasados tuvieron que lidiar con temperaturas medias anuales de hasta seis grados m�s bajas a las actuales durante la �ltima edad de hielo. Aquella etapa glacial se corresponde con la expansi�n del Homo sapiens por todo el planeta. Los hielos cubrieron, en su m�xima extensi�n, grandes �reas del Hemisferio Norte: en Norteam�rica, desde llegaron a los Grandes Lagos; en Europa, hasta la cuenca del Rin y las Islas Brit�nicas. Entonces, se abri� un puente de hielo en el estrecho de Bering que permiti� la colonizaci�n de Am�rica. Aunque en retroceso, a�n se conservan glaciares y, en ellos, hielos milenarios de aquella �poca, especialmente en Groenlandia, de donde los cient�ficos extraen los testigos cil�ndricos.

La glaciaci�n durante los casi 100.000 a�os de edad de hielo no fue uniforme, sino que se han detectado variaciones, algunas bruscas. Por medio de los is�topos de agua conservados en los testigos de hielo, se han descubierto abruptos calentamientos sucedidos en espacio de d�cadas que eran continuados por un enfriamiento gradual. Estos eventos se denominan Dansgaard-Oeschger y sus causas a�n no est�n del todo claras para los paleometeor�logos. Para ayudar a esclarecer qu� sucedi� en estos periodos, miembros del grupo de investigaci�n AYRNA de la Universidad de C�rdoba e investigadores de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en ingl�s) han colaborado en un proyecto europeo Ariadna sobre paleoclimatolog�a. Los investigadores han desarrollado un algoritmo espec�fico para interpretar los datos obtenidos en los n�cleos de hielo.

Algoritmo

El trabajo propone un algoritmo de partici�n autom�tica de una serie temporal de paleoclimatolog�a en segmentos, utilizando un algoritmo gen�tico y un m�todo de agrupamiento de los segmentos en funci�n de las caracter�sticas estad�sticas que tienen �stos. El procedimiento de agrupaci�n se emplea para agrupar segmentos similares (teniendo en cuenta para cada segmento seis caracter�sticas estad�sticas). El algoritmo considera todos los segmentos del registro paleoclim�tico y los intentos de encontrar caracter�sticas comunes dentro de los diferentes segmentos. �Nuestro enfoque tiene la ventaja de que tambi�n puede analizar cada transici�n y sus propiedades estad�sticas subyacentes mediante la aplicaci�n de una etiqueta a cada segmento de la serie del clima�, explica el catedr�tico de la UCO C�sar Herv�s, responsable del grupo AYRNA. El algoritmo ha sido presentado en la revista cient�fica Climate Dynamics.

Mediante estos datos estad�sticos, se puede determinar las caracter�sticas que tienen los segmentos de la serie de eventos Dansgaard-Oeschger que, desde hace 60.000 a�os, se han detectado como periodos de glaciaci�n. Una de las series para este estudio es la asociada al proyecto de muestras de hielo del norte de Groenlandia (NGRIP, en sus siglas en ingl�s). Entre 1999 y 2003, se extrajeron de esta zona de la isla danesa muestras de hielo inalteradas. Se emplearon como aproximaci�n a las temperaturas atmosf�ricas is�topos de ox�geno-18, el segundo m�s abundante de este elemento. Estos is�topos informan de la temperatura en la que precipitaron desde la atm�sfera en forma de nieve o lluvia.

Resultados experimentales

Los resultados experimentales muestran que los algoritmos desarrollados aplicados a los datos de paleoclimatolog�a pueden determinar los periodos de cambios clim�ticos bruscos de la serie temporal y descubrir que en estos periodos aumenta de forma no lineal el error cuadr�tico medio de la recta de tendencia de la serie, as� como la varianza de la serie, de forma tal que la din�mica de la serie cambia de forma brusca.

Este tipo de algoritmos de detecci�n autom�tica de sucesos extremos en series temporales tiene una gran aplicaci�n en todo tipo de modelos de series temporales ca�ticas o dif�ciles de estructurar dada su no estacionalidad. Un ejemplo son las series financieras asociadas a los �ndices burs�tiles.

Athanasia Nikolaou, Pedro Antonio Guti�rrez, Antonio Dur�n, Isabelle Dicaire, Francisco Fern�ndez-Navarro, C�sar Herv�s-Mart�nez. Detection of early warning signals in paleoclimate data using a genetic time series segmentation algorithm. Climate Dynamics. 44(7), 1919-1933 (2015)

La Universidad de C�rdoba observa que estas plantas de secano avanzan en primavera sus fases de aparici�n de la hoja bandera y floraci�n

Los cereales de secano que se cultivan en Espa�a han adelantado en las tres �ltimas d�cadas etapas de crecimiento que desarrollan en primavera como consecuencia de los efectos del cambio global, que en la Pen�nsula se han manifestado con un incremento de la temperatura media y una ligera disminuci�n, pero mayor intensidad de las precipitaciones. El avance en sus estados fenol�gicos m�s significativo ha sido registrado en el trigo y en la avena, cuyas fases de aparici�n de la hoja bandera y de floraci�n se han adelantado una media de tres y un d�a por a�o, respectivamente. Un estudio de la Universidad de C�rdoba y el Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario ceiA3 con datos fenol�gicos y meteorol�gicos de la Agencia Estatal de Meteorolog�a (Aemet) concluye que el cambio clim�tico �est� provocando claramente variaciones en la fenolog�a de los cereales cultivados y sus consecuencias podr�an ser m�s marcadas�. Este estudio ha sido publicado en la revista cient�fica Climatic Change, una de las mayor impacto en este �rea.

Las variaciones meteorol�gicas tienen efecto directo en las plantas, ya que pueden adelantar o retrasar etapas, tanto en su nacimiento en las anuales o la floraci�n. Si estas variaciones persisten en el tiempo, pueden pasar de ser un hecho aislado a una tendencia. Para discernir entre un cambio puntual y una tendencia que se prolonga en el tiempo, los bot�nicos estudian los desarrollos fenol�gicos de las plantas. En el caso de plantas herb�ceas anuales, el ciclo va desde la semilla hasta su madurez y cosecha. En los �ltimos a�os, la Pen�nsula Ib�rica ha sido testigo de un incremento tanto de la temperatura media como de la intensidad en las precipitaciones, aunque �stas hayan disminuido ligeramente, especialmente en el �rea mediterr�nea. Con el fin de analizar si estos cambios han tenido efecto en los cinco principales cultivos de cereales del pa�s, investigadores de la Universidad de C�rdoba han analizado las muestras de 26 puntos diferentes de la Espa�a pen�nsular y Baleares desde 1986 hasta 2012. El investigador Jos� Antonio Oteros (actualmente en estancia postdoctoral en la Universidad T�cnica de M�nich) y las profesoras Carmen Gal�n y Herminia Garc�a Mozo estudiaron, cribaron y estandarizaron los datos de fases fenol�gicas observadas por este organismo estatal en los cereales de secano mayoritarios (avena, cebada, centeno y trigo), adem�s del ma�z, para posteriormente analizarlos mediante t�cnicas estad�sticas novedosas con el fin de determinar si durante las �ltimas tres d�cadas se hab�a producido alg�n cambio en el comportamiento fenol�gico de estas plantas. Este trabajo se ha realizado en colaboraci�n con los investigadores de la Aemet Antonio Mestre y Roser Botey.

Muestras de toda Espa�a
Las muestras fueron tomadas en diferentes localizaciones en Espa�a: desde varios puntos de recogida en la regi�n biogeogr�fica atl�ntica (Asturias) a datos de la zona mediterr�nea (Catalu�a, Baleares, Extremadura, Castilla-La Mancha y Andaluc�a). La Aemet no s�lo dispone en sus registros de datos del tiempo como la temperatura o las precipitaciones, sino que tambi�n observa datos biol�gicos como los estados de crecimiento de plantas silvestres y cultivadas o el comportamiento anual de los animales, como es el caso de la fecha de llegada de las aves migratorias. Muchos de estos datos son proporcionados por voluntarios que registran esta informaci�n con minuciosidad y durante a�os.

A partir de estos registros, los investigadores del Departamento de Bot�nica, Ecolog�a y Fisiolog�a Vegetal de la Universidad de C�rdoba compararon las fechas de la siembra, la nascencia de la planta, el aparici�n de la hoja bandera, la floraci�n, el granado y la cosecha de los cereales mayoritariamente cultivados en Espa�a con las temperaturas y precipitaciones de aquellos d�as. Los cient�ficos lograron correlacionar cambios significativos en la fenolog�a de los cultivos de estos cereales de invierno, especialmente durante la primavera, que es cuando se desarrolla la hoja bandera y la floraci�n, con los cambios meteorol�gicos producidos de forma sostenida durante las tres d�cadas de estudio. �Las variaciones que observamos pueden tener efectos econ�micos, puesto que, entre otras adaptaciones, requerir� que los trabajos agr�colas se adecuen al adelantamiento de las etapas de los cultivos�, han explicado los investigadores de la UCO participantes en el estudio. Tambi�n advierten que �las variaciones fenol�gicas pueden llegar a tener impacto sobre la producci�n final de cultivo�.

El adelantamiento en los ciclos vitales de las plantas fue llamativo en el trigo (Triticum vulgare) y en la avena (Avena sativa), en los que se observaron una ganancia de fechas de tres y un d�a al a�o en sus fases de crecimiento primaveral. No obstante, tambi�n se observ� este avance de fechas de forma significativa en la cebada (Hordeum vulgare) y el centeno (Secale cereal), pero no en el ma�z (Zea mays). El ma�z es generalmente un cultivo de regad�o y su ciclo es diferente al de los cultivos de invierno, es decir, se siembra en primavera y se recoge a finales de oto�o. Por lo tanto, el incremento observado de las temperaturas y el cambio en el r�gimen de lluvias ha afectado m�s a los cultivos de secano, que se siembran en invierno, que al de regad�o. Estas cinco especies comprenden el 90% de la producci�n nacional de cereales, por lo que su contribuci�n econ�mica y agr�cola es importante.

Jos� Antonio Oteros, Herminia Garc�a Mozo, Roser Botey, Antonio Mestre y Carmen Gal�n. �Variations in cereal crop phenology in Spain over the last twenty-six years (1986-2012)�. Climatic Change. Fecha de publicaci�n: 8 de marzo de 2015. DOI 10.1007/s105584-015-1363-9

El repliegue de la nieve hacia cotas m�s elevadas en el Parque Nacional de Sierra Nevada ha conllevado efectos importantes en los ecosistemas de la zona y en la presencia del agua. Por ejemplo, se ha observado que ciertas especies de flora que se desarrollaban en temperaturas bajas o que necesitan nieve han migrado hacia lugares m�s elevados donde han podido encontrar mejores condiciones. Sin embargo, la causa no parece estar exclusivamente en el cambio reciente del r�gimen de temperaturas. Un estudio conjunto de investigadores de las universidades de C�rdoba y de Granada ha logrado determinar que esta disminuci�n de la presencia de nieve en las cumbres penib�ticas est� m�s asociada a la forma y frecuencia en la que nieva que en la evoluci�n de temperaturas hacia valores m�s extremos.