Global Change and Main Impacts on the Ocean

Objetivos

1. Compreender os principais componentes das mudanças globais que afetam os oceanos ao longo da história;
2. Analisar as implicações dos períodos de aquecimento e arrefecimento nos ecossistemas marinhos;
3. Avaliar as contribuições humanas para as alterações dos oceanos, incluindo a poluição e a gestão de recursos;
4. Comparar as escalas espaciais e temporais dos processos oceânicos e atmosféricos;
5. Implementar competências práticas na análise e interpretação de dados relacionados com dados oceanográficos;
6. Propor soluções para mitigar os impactes das alterações globais no oceano.

Programa

Semana 1: Introdução à Mudança Global
- Visão geral dos conceitos de mudança global
- Introdução à ciência dos oceanos e sua importância

Semana 2: Escalas Espaciais e Temporais do Oceano e da Atmosfera
- Diferenças nas escalas espaciais (e.g., correntes oceânicas vs. ventos atmosféricos)
- Escalas temporais dos processos oceânicos (e.g., variações sazonais, interanuais, decadais)

Semana 3: Alterações climáticas e o oceano
- Visão geral das atuais alterações climáticas e contexto histórico
- Efeitos do aquecimento global nas temperaturas dos oceanos e impactos na vida marinha

Semana 4: Períodos históricos de arrefecimento e aquecimento
- Exame dos períodos históricos de arrefecimento (por exemplo, a Pequena Idade do Gelo)
- Comparação dos impactos dos períodos de arrefecimento vs. aquecimento no oceano e nos ecossistemas

Semana 5: Acidificação dos oceanos
- Mecanismos e causas da acidificação dos oceanos
- Impacto nos organismos marinhos, particularmente durante as flutuações de temperatura

Semana 6: Biodiversidade marinha e serviços ecossistémicos
- Importância da biodiversidade nos sistemas marinhos
- Análise dos serviços dos ecossistemas afectados pelas alterações globais, com enfoque nos principais períodos históricos

Semana 7: Poluição em ambientes marinhos
- Breve introdução aos tipos e fontes de poluição marinha (plásticos, químicos, etc.)
- Estudos de casos de impactos da poluição durante diferentes fases climáticas

Semana 8: Workshop prático de análise de dados
- Introdução às ferramentas de análise de dados (Excel ou R)
- Análise de conjuntos de dados oceanográficos, incluindo correlações de dados climáticos históricos

Semana 9: Impactos da sobrepesca e gestão dos recursos marinhos
- Efeitos da sobrepesca nas espécies e ecossistemas marinhos sob condições climáticas variáveis
- Introdução a alguns estudos de caso específicos

Semana 10: Alterações Costeiras e Resiliência dos Ecossistemas
- Efeitos das alterações costeiras durante os períodos de aquecimento e arrefecimento na resiliência dos ecossistemas
- Análise de estudos de caso específicos (por exemplo, recifes de coral sob stress)

Semana 11: Estratégias de Mitigação das Alterações Climáticas
- Visão geral dos acordos internacionais (por exemplo, Acordo de Paris) e suas implicações
- Discussão sobre soluções locais vs. globais para questões climáticas

Semana 12: Estratégias de adaptação para ambientes marinhos
- Estudos de caso sobre a adaptação de espécies marinhas a condições variáveis e variações climáticas
- Discussões em grupo sobre estratégias de adaptação considerando tanto contextos de aquecimento como de arrefecimento

Semana 13: Impactos socioeconómicos das alterações globais
- Análise da forma como as alterações globais afectam as comunidades e indústrias costeiras
- Impacto na pesca, no turismo e nos meios de subsistência durante os períodos de aquecimento e arrefecimento

Semana 14: Apresentações dos alunos sobre tópicos de investigação
- Os alunos apresentam conclusões sobre um tópico relacionado com as alterações globais e os seus impactos no oceano
- Feedback e debates entre pares

Semana 15: Teste escrito
- Teste escrito com todos os tópicos que foram discutidos na aula.

Métodos de Ensino

Aulas interativas: O curso empregará aulas interativas para cobrir conceitos fundamentais relacionados com as alterações globais e os sistemas oceânicos. Isto envolverá a utilização de apresentações multimédia, debates e questionamentos na aula para promover o envolvimento e facilitar uma compreensão mais profunda de tópicos como as alterações climáticas, a acidificação dos oceanos e as variações climáticas históricas. 

Estudos de casos: Os alunos analisarão estudos de casos relevantes (por exemplo, impactos da poluição, efeitos da sobrepesca) para explorar aplicações reais de conceitos teóricos. Estas discussões encorajarão o pensamento crítico e a integração de conhecimentos em vários tópicos, particularmente nas Semanas 4, 6 e 10. 

Workshops práticos de análise de dados: Será realizado um workshop prático para apresentar aos alunos as ferramentas de análise de dados (por exemplo, Excel, R). Os alunos irão praticar a análise de conjuntos de dados oceanográficos e interpretar as suas implicações relativamente às alterações globais (Semana 8). Esta experiência prática dotará os estudantes das competências essenciais necessárias à investigação e às ciências aplicadas dos oceanos. 

Discussões em grupo e aprendizagem entre pares: Os alunos participarão em debates de grupo para partilhar ideias e comentários sobre apresentações e estudos de casos. Esta colaboração incentivará a aprendizagem entre pares e permitirá que os alunos aprendam a partir de diversas perspectivas, especialmente durante as Semanas 11 e 14. 

Apresentações dos alunos: Cada aluno fará uma apresentação sobre um tópico de investigação relevante relacionado com os impactos das alterações globais no oceano (Semana 14). Isto permitirá que os alunos desenvolvam capacidades de comunicação e de falar em público, bem como de se envolverem no feedback dos colegas, promovendo um ambiente de aprendizagem favorável. 

Bibliografia

Textbooks and Core Readings:

1. Garrison, T. (2016). Oceanography: An Invitation to Marine Science. Cengage Learning. A comprehensive introduction to ocean sciences, covering essential topics including ocean circulation, marine ecosystems, and human impacts.

2. Keller, L., & Roubicek, A. (2020). Introduction to Oceanography. Pearson. This textbook provides a clear overview of oceanographic principles, integrating discussions on global change and environmental issues.

3. Raven, P. H., & Berg, L. R. (2020). Environment. John Wiley & Sons. This text explores environmental science with a focus on ecological processes, including chapters on oceans and climate impacts.

4. Alley, M. (2017). The Craft of Scientific Presentations: A Graduate Student’s Guide to Speaking in Public. Springer. A practical guide for students to enhance their presentation and communication skills, essential for effectively conveying scientific information.

Articles and Case Studies:

5. Houghton, J. (2009). "Global warming: The science and impacts." Environmental Science & Policy, 12(5), 661-667. An overview of global warming's impacts, including implications for ocean systems.

6. Baker, A. R., et al. (2016). "Ocean Acidification." Nature Reviews: Earth & Environment, 1(3), 126-141. A review highlighting the mechanisms, historical context, and potential consequences of ocean acidification.

7. Parmesan, C., & Yohe, G. (2003). "A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems." Nature, 421, 37-42. This article discusses the impacts of climate change on various natural systems, including marine environments.

8. Riebesell, U., & Gattuso, J. P. (2015). "Lessons learned from ocean acidification research." Nature Climate Change, 5(1), 12-14. Insights gained from studies on ocean acidification and its implications for marine life.

9. Pörtner, H.-O., & Farrell, A. P. (2008). "Physiological basis of climate change effects on fishes." Fish Physiology, 27, 75-119. An exploration of the physiological effects of climate change on marine species and ecosystems. Additional Resources:

10. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Cambridge University Press. An authoritative source on climate change, providing scientific assessments that inform understanding of ocean impacts.

11. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration). (2023). "Climate Change and Coasts." A web resource outlining the impacts of climate change on coastal and oceanic systems, offering case studies and data.

12. Mastrorillo, M., et al. (2016). "Global change effects on marine ecosystems." Marine Ecology Progress Series, 566, 235-246. A comprehensive overview of how global change alters marine ecosystems, including adaptive responses and challenges. 

Método de Avaliação

• Apresentação do aluno - 40 %
• Frequência - 50 %
• Participação e envolvimento - 10 %