¿Alguna vez ha considerado qué factores que influyen en los niveles de oxígeno disuelto en los ríos de los Estados Unidos? Un estudio de la universidad Penn State determinó que la temperatura es el factor que más influye en los niveles de oxígeno disuelto en los ríos, aplicando un modelo de aprendizaje profundo alimentado con datos de varios cientos de cursos de agua.
Parámetros clave
La concentración de oxígeno es un factor crítico para la supervivencia de los organismos acuáticos, y varía significativamente de acuerdo a la temperatura, la luz y el flujo de cada río. Wei Zhi, profesor asistente de investigación de Ingeniería Civil y Ambiental y primer autor del estudio, explica: “Los estudios han demostrado que tres factores principales—flujo, temperatura y luz solar—influyen en la cantidad de oxígeno disuelto en un río o arroyo. Queríamos determinar, a escala continental de Estados Unidos, cuál de estos factores era el más dominante”.
Según indican Li Li, autor correspondiente, y los profesores Barry y Shirley Isett de Ingeniería Civil y Ambiental en Penn State, “Los tres factores son importantes. La velocidad del flujo de un río afecta la rapidez con la que el oxígeno en el aire se disuelve en el agua. La temperatura del agua influye en la cantidad de oxígeno que puede absorber del aire, y la cantidad de luz solar que ingresa al agua influye en la cantidad de oxígeno que pueden producir por sí mismas las plantas en presentes en el agua”.
Sin embargo, debido a que los datos de monitoreo varían según cada río y según los diferentes momentos, resulta difícil determinar cuál es el factor más importante. Por ejemplo, algunos ríos solo fueron medidos en los veranos de la década de 1980, mientras que otros solo fueron medidos en la primavera de la década del 2000.
Lo que reveló la investigación
Para superar este obstáculo, los investigadores analizaron 40 años de datos de 580 ríos en el área continental de los Estados Unidos, cada uno con sus propias condiciones específicas de temperatura, flujo y luz solar. Para ello, desarrollaron un modelo de aprendizaje profundo con memoria a corto y largo plazo para investigar la relación entre el clima y el oxígeno disuelto.
Sus hallazgos muestran a escala continental, la temperatura es el factor que controla la dinámica del oxígeno disuelto—más que la luz o el flujo de agua. La luz fue el segundo factor más influyente en los niveles de oxígeno disuelto, y el factor con el menor impacto fue el flujo del arroyo.
“La temperatura es el factor predominante en la dinámica diaria del oxígeno disuelto en los ríos estadounidenses”, agregó Zhi. “Se pueden realizar predicciones bastante precisas de la concentración de oxígeno solamente a partir de la temperatura. El oxígeno disuelto está disminuyendo en los ríos cálidos, lo que tiene importantes implicaciones para la seguridad del agua y la salud del ecosistema en el futuro clima cálido”.
El estudio determinó que, en los ríos estadounidenses, la temperatura es el factor más importante en la dinámica del oxígeno disuelto. Como resultado, el monitoreo de los cambios de temperatura en los ríos puede proporcionar información valiosa sobre cómo podrían verse afectados los niveles de oxígeno.
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