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Físicos muestran que las interacciones entre el humo y las nubes tienen un inesperado efecto de enfriamiento

Foto de un atareder en Santiago de Compostela - FOTO: Esteban Delaiglesia
Foto de un atareder en Santiago de Compostela - FOTO: Esteban Delaiglesia

MADRID. E.P.  | 06.03.2018 
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Físicos atmosféricos de la Universidad de Maryland Condado de Baltimore (UMBC), en Estados Unidos, han descubierto que la forma en que el humo de incendios forestales de África interactúa con las nubes sobre el Océano Atlántico produce un efecto de enfriamiento neto, lo cual es contrario al entendimiento anterior y tiene implicaciones para los modelos climáticos globales.

Las nubes desempeñan un papel prominente en la moderación del clima de la Tierra, pero su papel todavía se conoce poco. En general, las nubes enfrían la Tierra al reflejar la luz solar entrante hacia el espacio; por lo que, la reducción de la reflectividad de las nubes, con una capa de contaminación, por ejemplo, disminuye el efecto de enfriamiento. Sin embargo, una nueva investigación publicada en 'Proceedings of the National Academy of Sciences' por físicos de UMBC y colaboradores añade un giro sorprendente a este modelo.

Cada otoño, los incendios corren por el centro y sur de África, creando tanto humo que es claramente visible desde el espacio. El viento mueve el humo hacia el oeste sobre el Océano Atlántico, donde se eleva por encima de la mayor concentración de nubes semipermanentes del mundo. Durante años, los científicos creyeron que, en general, el humo disminuye el efecto de enfriamiento de las nubes al absorber la luz que de otra manera las nubes debajo reflejarían. El nuevo estudio de Zhang y sus colegas no cuestiona este efecto, pero introduce un nuevo mecanismo que lo contrarresta haciendo que las nubes sean más reflexivas.

"El propósito de este documento es observar estos procesos competitivos. ¿Cuál es más importante?", pregunta Zhang. Usando datos de un sistema LiDAR en la Estación Espacial Internacional, investigaciones recientes de UMBC encontraron que las capas de humo y nubes están mucho más cerca una de la otra de lo que se había observado anteriormente.

Eso significa que el humo, que se encuentra en forma de pequeñas partículas conocidas como aerosoles, puede interactuar físicamente con las nubes, afectando a la forma en que se forman a nivel microscópico. Estudios previos normalmente pasaban por alto estos cambios microfísicos debido a las interacciones de los aerosoles con las nubes.

Las nubes necesitan "semillas" para crecer. Una semilla puede ser cualquier partícula pequeña alrededor de la cual se condensan las gotas de nubes. Los aerosoles son perfectos para sembrar nubes, y con más semillas, muchas pequeñas gotas de nubes reemplazan a menos gotas grandes, que colectivamente reflejan más luz y aumentan el efecto de enfriamiento.

El equipo descubrió que, en condiciones de humo, hay casi el doble de "semillas" por centímetro cúbico. Al ejecutar simulaciones por ordenador bajo diferentes condiciones, determinaron que, en general, "el efecto de siembra está ganando", dice Zhang. Por lo tanto, contrariamente a lo que se entendía desde hace mucho tiempo, el efecto general del humo suspendido sobre las nubes cerca de África parece ser un enfriamiento.

EFECTOS EFÍMEROS DE ENFRIAMIENTO
Zhang se apresura a señalar que este resultado no es un argumento a favor de los incendios. "Los aerosoles son un fenómeno muy local, y también son de corta duración", dice, por lo que sus efectos de enfriamiento también son efímeros. Subraya que "la vida útil del dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero", que se liberan en abundancia cuando el material vegetal se quema, "es de cientos de años".

El objetivo final del equipo es perfeccionar los modelos climáticos globales mejorando la forma en que representan las nubes. El otro coautor, el estudiante Zhifeng Yang, ha contribuido a ese esfuerzo analizando datos recopilados por un satélite que permanece en el cielo (en lugar de orbitar la Tierra) para tener una idea más precisa de cómo cambia la cobertura de nubes en los ciclos diarios.

El siguiente paso es evaluar los modelos climáticos existentes frente al nuevo hallazgo del equipo. "Ahora que sabemos que hay dos mecanismos en competencia, y que el efecto de siembra está ganando, podemos ver si los modelos climáticos consideran estos procesos adecuadamente cuando predicen el tiempo y el clima en esta área", explica Zhang.

Una nueva misión de la NASA llamada PACE, que se espera que se lance en 2020, ayudará a sus esfuerzos. Podrá detectar luz polarizada, además de todo lo que LiDAR puede hacer. "Con el nuevo satélite se pueden ver las cosas desde diferentes perspectivas", dice Zhang, y desarrollar modelos tridimensionales de las interacciones entre los aerosoles y las nubes. "Afortunadamente podemos ver este fenómeno aún mejor", añade.

Más allá de la próxima misión de la NASA, lo que realmente entusiasma a Zhang y su equipo es la oportunidad de desempeñar un papel para garantizar que las comunidades de todo el mundo tengan la mejor información disponible mientras se preparan para los efectos del cambio climático.