El director de Plancton Andino SpA, Alejandro Clement presenta la charla "Condiciones bio-ópticas del mar interior del sur de Chile: análisis y proyecciones" durante el Simposio "Marea Roja en un Océano Cambiante", el cual se realiza en el marco del Austral Summer Institute XIX, ASI-XIX de la Universidad de Concepción https://www.youtube.com/watch?v=J-2AUyl2VJw

1. 1
CONDICIONES BIO-ÓPTICAS DEL
MAR INTERIOR DEL SUR DE CHILE:
ANÁLISIS Y PROYECCIONES
Preparado para
COPAS SUR AUSTRAL
9 ENERO 2019
UNIVERSIDAD DE CONCEPCIÓN
Preparado por:
Alejandro Clément et al
alexcle@plancton.cl
Plancton Andino SpA.
Fono: + 56 - 65 - 223 5046 Móvil +56 9 8472643
Puerto Varas, Castro y Coyhaique – Chile
www.plancton.cl

2. 2
21 años / 21 years
Plancton Andino es una empresa sureña con
énfasis en evaluación ambiental, calidad de agua
con técnicas bio-ópticas libres de contaminación
y monitoreo de FAN para la acuicultura y
Ministerios.

3. 3
INTRODUCCION
1.Ecosistema marino de Chile ofrece múltiples servicios
para la sociedad, tales como; uso del borde costero,
producción de acuicultura & pesquerías, paisaje, puertos y
transporte, bio-diversidad y turismo, entre otros.
Sin embargo, las Floraciones de Algas Nocivas (FAN)
extremas generan impacto socio-económicos en los
recursos y sociedad, y al parecer en el sur de Chile están
aumentando en el espacio, en la frecuencia e intensidad.
Estos eventos y sus células se pueden caracterizar con
mayor resolución espacio-temporal con instrumentación
bio-óptica.

4. Source: NASA/GSFC
Rivers
fluxes
Glaciar field
and
Patagonia
Calbuco
Volcano

5. 5
Interacciones básicas, Modelo Conceptual de
acuicultura en sistemas de fiordos (Clément
2013)

6. OBJETIVOS
1.Analizar aspectos bio-ópticos del
fitoplancton y eventos FAN del mar del
sur de Chile.
2.Analizar la información obtenido en
monitoreo FAN y proyectar escenarios
de corto tiempo.

7. 7
– ANÁLISIS DE AGUA, PARTÍCULAS Y CÉLULAS CON
TÉCNICAS BIO-ÓPTICAS LIBRE DE
CONTAMINACIÓN
– PARTICLES, CELLS AND WATER QUALITY
ANALYSIS USING POLLUTION FREE BIO-OPTICAL
TECHNIQUES
ANÁLISIS DE AGUA Y PARTÍCULAS CON TÉCNICAS
BIO-ÓPTICAS LIBRES DE CONTAMINACIÓN /

8. CONDICIONES BIO-ÓPTICAS Y
COLOR DEL AGUA
8

9. FANs, MANCHAS E
IDENTIFICACION
9
A. catenella
A. catenella
G. chlorophorum
Chaiten Vn Eruption plume

10. 10
Instrumentación y técnicas Bio-
ópticas en aguas opticamente
complejas
1. Coeficientes de Absorción &
Backscattering
2. Fluorometria de Altas Tasas de Repetición
(FRRf3)
3. Citometria de Flujo e imagenes celulares
aplicado a las FAN
4. Irradianza Hiper-espectral
5. Clorofila a
6. Percepción remota y reflectancia del mar

11. 11
Bio-ópticas en aguas opticamente
complejas
1. Coeficiente de Absorción (a(λ), ad aph)
QFT G.Mitchell. Montecinos
2. Coefficiente de Backscattering (bb 440 y
660 nm) Total y particulado Collin Roesler.
O.Ulloa
3. Fluorometría de Altas Tasas de Repetición
(FRRf3) en 3 long de onda. Fo, Fm, Fv,
Fv/Fm, Sigma Kolber et al 1998 Oxborough
Chelsea Technology Group, UK
4. Irradianza Hiper-espectral I (λ,t)
5. Clorofila a Fluorescencia y Espectrofotometria
a. Activa y pasiva
b. In vitro & in situ

12. 12
Coeficientes de Absorción en Fiordo Palvitad.
Mayores valores cercanos UV

13. Coeficientes de Backscattering y Absorción de
células motiles de Cultivo de A. catenella.
Proyecto FONDEF
Coeficiente de Absorción de Alexandrium
catenella
Énfasis algas que poseen Clor a & c
Backscattering
13

14. WISP-3
Espectro de
Reflectancia
Diferencias en espectros de
Reflectancia.
Perfiles de clorofila-a in situ,
abundancia de fitoplancton, y
percepción del color del mar
Se ha escrito un algoritmo
simple para relacionar perfil de
clor a en columna de agua y
espectro de reflectancia
tegrate value & spectral shape
430 nm 530 nm
570 nm
688 nm

15. Photochemical parameters (PSII) during Pseudochattonella
bloom
www.plancton.cl 15
Fast Repetition Rate
Fluorometry
Induction Curve.

16. Perfiles de Clor a y
Backscattering in situ
16

17. Aplicaciones I&D, Nuevas Tecnologías y
Protocolos en el monitoreo POAS 2.0
1.Inversión en instrumental, base de datos, Software y
recurso humano (capacitación en Chile y
extranjero).
2.Incorporación de técnicas bio-ópticas para conocer
parámetros eco-fisiológicos de células en Bloom, y
con ello poseer información técnica de buen nivel.
3.Seguir trabajando con I &D en bio-óptica,
percepción remota Corea del sur Abril 2019
https://iocs.ioccg.org/
4.Visualización de datos, FAN INDEX en línea.

18. Citometría de Flujo de células del fitoplancton, e imágenes de
células, usando FLOW CAM Proyecto con CERMAQ

19. Imágenes y bibliotecas digitales de células de dinoflagelados
con FlowCam de fiordos chilenos

20. BIO-OPTICA, PERCEPCION
REMOTA EN AGUAS
OPTICAMENTE COMPLEJAS
Un tema científico técnico no resuelto
Proyecto: “Desarrollo de un Servicio de
Monitoreo de Algas nocivas para la acuicultura
chilena en base principios bio-ópticos” N °
16ITE1-59481 CORFO
Manual de Bio-óptica Proyecto FONDEF
20

21. 21
ALGORITMOS con
certezas adecuadas para
aguas costeras locales no
existen. Sobre-estiman
clor a. CDOM?
Digital Globe
RED BAND
DIFFERENCE (RBD).
FEB, 9, 2018

22. TSM y Clorofila a calculada superficial del mar
Pixel con color gris corresponde a nubosidad.
Las imágenes corresponden a un mosaico de pixel obtenidos en un periodo de
tiempo. En este caso es entre el 1 al 5 y 1 al 6 de diciembre del 2017.
22
5.12.17
6.12.17
7.12.17

23. Imagenes de Sentinel 3 para el
2019
23
3.12.2018 7.12.2018

24. ANALISIS Y PROYECCIONES
24

25. Anomalías Climáticas, Vinculo con
FAN y proyecciones
25
Evidencias climáticas últimos 15 años indican disminución caudales de agua
dulce e incremento máximos de temperatura en verano en el sur de Chile.
Implicancias
• Posición del Centro de Alta Presión del Pacifico y FAN Clément et al
2016).
• Cambio en la bio-geografía marina (Gatica el al 2009)
• Mayor radiación, temperatura y salinidad en la capa superficial
• Cambio en proporciones de nutrientes y su balance, Chile centro sur
N:P:Si Jacob B et al 2018
Aun así no es fácil relacionar con cambio climático pero si con anomalías
climáticas
• Peperzak, L. 2003. Hallegraeff, G. M. 2010. Wells, M. L., et al 2015.
Iriarte et al 2016. Clément et al 2017
https://twitter.com/WMO/status/
1068133412702167040
http://etccdi.pacificclimate.org/list_27_indices.shtml

26. 26
ANTI-CICLON
DEL PACIFICO
SUR

27. Note signal in late 2015 & 2016. Warm (+) and cold
(-) periods based on a threshold of +/- 0.5 oC for
ONI [SST anomalies in the Niño 3.4 region. Web
page. ONI NOAA, Climate Prediction Center.
http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysi
s_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml

28. 28
Data Source www.meteochile.cl

29. 29
FECHA MEAN TEMP
15-Jan-80 15.0
4-Jan-82 15.3
14-Jan-83 15.7
10-Dec-83 15.2
3-Jan-85 15.1
15-Jan-92 15.4
14-Feb-98 15.4
8-Feb-05 15.5
15-Jan-08 15.4
14-Feb-08 15.6
10-Dec-08 15.2
15-Jan-12 15.6
9-Jan-13 15.9
1-Jan-16 15.5
1-Feb-17 15.4

30. #icha2018 Nantes
France.
FAN INDEX or
HABf INDEX
Ver links

31. FAN INDEX Y LINKS

32. 32
Algunos sueños y metas como equipo de
trabajo
1. Mejorar técnicas Bio-ópticas y análisis de datos.
2. Algoritmos para reflectancia de sensores remotos de
aguas ópticamente complejas.
3. Mejorar visualización en línea de FAN INDEX
4. Cloud computing & business Intelligence
5. Mejorar calidad y grupo humano motivado.
6. Mantener buenas relaciones con clientes, proveedores,
autoridades y sociedad.
7. Mantener vinculo muy fuerte en I & D.

33. ¿Que nos falta? Proyecciones
1. Mayor conocimiento de la oceanografía, teoría
ecológica, estabilidad y resiliencia de los sistemas
biológicos (Holling C. S. 1973, Margalef et al,
Smyth 2014 et al, Bracher et al 2017).
2. Modelos de pronósticos asociado a células
dinámicas fotosintéticas con señales bio-ópticas y
moleculares.
33

34. 34
OBSERVACIONES FINALES
1. Se aplican múltiples tecnologías bio-ópticas para
monitorear FAN, lo que ha permitido mejorar, tiempo de
respuesta, resolución espacio-temporal y detección de
capas finas en eventos extremos.
2. Se requiere > conocimiento en programación y bio-física
para aprovechar grandes volúmenes de datos
3. A través de un intenso monitoreo con industria del
salmón POAS 2.0, se está obteniendo datos bio-ópticos
del mar interior del sur que contribuirán a mejorar
algoritmos de agua ópticamente complejas.
4. Se ha implementado FAN INDEX, algoritmo nuevo que
permite monitorear el riesgo en línea en base a conceptos
biológicos integrados y prácticos.
1.

35. 35
OBSERVACIONES FINALES
DE PROYECCIONES
• Análisis del ONI, +Cambio Climático, +tendencia secular,
estacional e interanual, es más probable, que el verano sea
un poco más caluroso de lo normal o cercano a la media
estadística.
• Análisis de anomalía climáticas precipitación (ACP) indica
un valor cercano a -0,7
• En términos empíricos, solo pueden ocurrir eventos FAN
extremos cuando las ACP (para Puerto Montt) tienen
valores cercanos o menores a -1,2.
• En síntesis, se proyecta un verano con bajo riesgo de FAN
extremos, pero si eventos locales como ocurre casi todos los
veranos.

36. 36
BIBLIOGRAFIA
1. Bracher et al 2017
2. Hallegraeff, G. M. (2010). Ocean climate change, phytoplankton community responses, and harmful algal blooms: a
formidable predictive challenge1. Journal of phycology, 46(2), 220-235.
3. Holling, C. S. (1973). Resilience and Stability of Ecological Systems. Annual Review of Ecology and Systematics, 4(1), 1–23.
http://doi.org/10.1146/annurev.es.04.110173.000245
4. Lara, C., Miranda, M., Montecino, V., & Iriarte, J. L. (2010). Chlorophyll-a MODIS mesoscale variability in the Inner Sea of
Chiloé, Patagonia, Chile (41-43°S): Patches and Gradients? Revista de Biologia Marina y Oceanografia, 45(2), 217–225.
http://doi.org/10.4067/S0718-19572010000200003
5. Gatica, C., Quiñones, R. A., Figueroa, D., Wiff, R., Navarro, E., & Donoso, M. (2009). Asociación entre la Corriente de Deriva
de los Vientos del Oeste y la abundancia relativa del pez espada (Xiphias gladius) frente a la costa de Chile. Latin American
Journal of Aquatic Research, 37(1), 97–105. http://doi.org/10.4067/S0718-560X2009000100008
6. Jacob, B. G., Tapia, F. J., Quiñones, R. A., Montes, R., Sobarzo, M., Schneider, W., ... & González, H. E. (2018). Major
changes in diatom abundance, productivity, and net community metabolism in a windier and dryer coastal climate in the
southern Humboldt Current. Progress in Oceanography, 168, 196-209.
7. León-Muñoz, J., Urbina, M. A., Garreaud, R., & Iriarte, J. L. (2018). Hydroclimatic conditions trigger record harmful algal bloom
in western Patagonia (summer 2016). Scientific Reports, 8(1), 1330. http://doi.org/10.1038/s41598-018-19461-4
8. Iriarte, J., León-Muñoz, J., Marcé, R., Clément, A., & Lara, C. (2016). Influence of seasonal freshwater streamflow regimes on
phytoplankton blooms in a Patagonian fjord. New Zealand Journal of Marine and Freshwater Research, 8330(September), 1–
12. http://doi.org/10.1080/00288330.2016.1220955
9. Smyth TJ, Allen I, Atkinson A, Bruun JT, Harmer RA, et al. (2014) Ocean Net Heat Flux Influences Seasonal to Interannual
Patterns of Plankton Abundance. PLoS ONE 9(6): e98709. doi:10.1371/journal.pone.0098709
10. Peperzak, L. (2003). Climate change and harmful algal blooms in the North Sea. Acta Oecologica, 24(Hallegraeff 1993),
S139–S144. http://doi.org/10.1016/S1146-609X(03)00009-2
11. Wells, M. L., Trainer, V. L., Smayda, T. J., Karlson, B. S. O., Trick, C. G., Kudela, R. M., … Cochlan, W. P. (2015). Harmful
algal blooms and climate change: Learning from the past and present to forecast the future. Harmful Algae, 49, 68–93.
http://doi.org/10.1016/j.hal.2015.07.009