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Transporte de masa y energía en el ecosistema

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Modela el intercambio neto de carbono, agua y energía entre el ecosistema terrestre y la atmósfera. La productividad primaria bruta (GPP) y la respiración del ecosistema (Re) determinan el balance neto de carbono (NEE = Re - GPP). La evapotranspiración (ET) conecta la vegetación con el ciclo hidrológico. El método de covarianza de remolinos (eddy covariance) mide estos flujos directamente a escala de hectáreas, sin cámaras ni modelos intermedios.

ID:('ky', 16)


Balance neto carbono

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$NEE=Re-GPP$

$NEE$
Intercambio neto de CO?
$µmol/m²·s$
$GPP$
Productividad primaria bruta
$µmol/m²·s$
$Re$
Respiración ecosistema
$µmol/m²·s$



ID:('gm', 124)


Productividad neta ecosistema

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$NEP=GPP-Re=-NEE$

$NEP$
Productividad neta ecosistema
$µmol/m²·s$
$GPP$
Productividad primaria bruta
$µmol/m²·s$
$Re$
Respiración ecosistema
$µmol/m²·s$



ID:('gm', 125)


Eddy covariance

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$F_{CO2}=\langle w'c'\rangle+S$

$langle w'c' angle$
Covarianza turbulenta
$µmol/m²·s$
$F_{CO2}$
Flujo eddy covariance CO?
$µmol/m²·s$
$S$
Término de almacenamiento
$µmol/m²·s$



ID:('gm', 126)


Covarianza turbulenta

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$\langle w'c'\rangle=r_{wc}\sigma_w\sigma_c$

$r_{wc}$
Correlación w-c
$1$
$sigma_c$
Desviación concentración CO?
$µmol/mol$
$sigma_w$
Desviación velocidad vertical
$m/s$
$langle w'c' angle$
Covarianza turbulenta
$µmol/m²·s$



ID:('gm', 127)


Evapotranspiración Bowen

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$ET=\frac{R_n-G}{\lambda(1+B)}$

$B$
Razón de Bowen
$1$
$G$
Flujo de calor al suelo
$W/m²$
$R_n$
Radiación neta
$W/m²$
$lambda$
Calor molar de vaporización
$J/mol$
$ET$
Evapotranspiración
$mol/m²·s$



ID:('gm', 128)


Calor latente

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$\lambda E=\frac{R_n-G}{1+B}$

$B$
Razón de Bowen
$1$
$G$
Flujo de calor al suelo
$W/m²$
$lambda E$
Flujo de calor latente
$W/m²$
$R_n$
Radiación neta
$W/m²$



ID:('gm', 129)


Calor sensible

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$H=B\lambda E$

$B$
Razón de Bowen
$1$
$lambda E$
Flujo de calor latente
$W/m²$
$H$
Flujo de calor sensible
$W/m²$



ID:('gm', 130)


GPP por LUE

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$GPP=fPAR,PAR_{inc},LUE(1-S)$

$S$
Estrés reductor de LUE
$1$
$fPAR$
Fracción PAR absorbida
$1$
$PAR_{inc}$
PAR incidente
$MJ/m²s$
$GPP$
Productividad primaria bruta
$µmol/m²·s$
$LUE$
Eficiencia uso luz
$gC/MJ$



ID:('gm', 131)


Respiración suelo

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$Re_{soil}=R_0Q_{10}^{(T-T_{ref})/10}f_\theta$

$Q_{10}$
Sensibilidad térmica
$1$
$T_{ref}$
Temperatura referencia
$°C$
$T$
Temperatura suelo
$°C$
$R_0$
Respiración base
$µmol/m²·s$
$Re_{soil}$
Respiración del suelo
$µmol/m²·s$



ID:('gm', 132)


Factor humedad

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$f_\theta=e^{-(\theta-\theta_{opt})^2/(2\sigma_\theta^2)}$

$sigma_ heta$
Ancho respuesta humedad
$m³/m³$
$\theta_{opt}$
Humedad óptima
$m³/m³$
$\theta$
Humedad volumétrica suelo
$m³/m³$



ID:('gm', 133)


gphysics.net - Dr. Willy H. Gerber
Palos Verdes, Costa de Corral, Región de los Rios, Chile