El primer global, Un estudio satelital a largo plazo del gas amoniaco en el aire ha revelado "puntos calientes" del contaminante en cuatro de las regiones agrícolas más productivas del mundo. Utilizando datos del instrumento satelital Atmospheric Infrared Sounder (AIRS) de la NASA, el equipo de investigación dirigido por la Universidad de Maryland descubrió concentraciones de amoníaco en constante aumento entre 2002 y 2016 en los centros agrícolas de los Estados Unidos, Europa, China e India. El aumento de amoníaco atmosférico está relacionado con la mala calidad del aire y el agua.

El estudio, publicado el 16 de marzo de 2017 en la revista Cartas de investigación geofísica , también describe las causas probables del aumento de amoníaco en el aire en cada región. Aunque los detalles varían entre áreas, los aumentos de amoníaco están relacionados en gran medida con los fertilizantes para cultivos, desechos de animales de ganado, cambios en la química atmosférica y suelos cálidos que retienen menos amoníaco. Los resultados podrían ayudar a iluminar estrategias para controlar la contaminación del amoníaco y los subproductos del amoníaco cerca de las áreas agrícolas.

"Nuestro estudio informa del primer Tendencias a largo plazo del amoníaco atmosférico desde el espacio. "dijo Juying Warner, como científico investigador asociado en ciencias atmosféricas y oceánicas en la UMD. "Medir el amoníaco del suelo es difícil, pero el método basado en satélites que hemos desarrollado nos permite rastrear el amoníaco de manera eficiente y precisa. Esperamos que nuestros resultados ayuden a orientar una mejor gestión de las emisiones de amoníaco ".

El amoníaco gaseoso es una parte natural del ciclo del nitrógeno de la Tierra, pero el exceso de amoníaco es dañino para las plantas y reduce la calidad del aire y del agua. En la troposfera, la más baja, La parte más densa de la atmósfera donde ocurre todo el clima y donde vive la gente; el gas amoniaco reacciona con los ácidos nítrico y sulfúrico para formar partículas que contienen nitratos que contribuyen a la contaminación por aerosoles que es dañina para la salud humana. El gas amoniaco también puede volver a la Tierra y entrar en los lagos, arroyos y océanos, donde contribuye a la proliferación de algas nocivas y "zonas muertas" con niveles de oxígeno peligrosamente bajos.

"Poco amoníaco proviene de los tubos de escape o las chimeneas. Es principalmente agrícola, de fertilizantes y cría de animales, "dijo Russell Dickerson, profesor de ciencias atmosféricas y oceánicas en la UMD. "Tiene un efecto profundo en la calidad del aire y el agua, y en los ecosistemas. Aquí en Maryland, El amoníaco de la atmósfera contribuye hasta con una cuarta parte de la contaminación por nitrógeno en la bahía de Chesapeake. provocando eutrofización y dando lugar a zonas muertas que dificultan mucho la vida de las ostras, cangrejos azules y otros animales salvajes ".

Cada región agrícola importante destacada en el estudio experimentó una combinación ligeramente diferente de factores que se correlacionan con el aumento de amoníaco en el aire de 2002 a 2016.

Los Estados Unidos, por ejemplo, no ha experimentado un aumento dramático en el uso de fertilizantes o cambios importantes en las prácticas de aplicación de fertilizantes. Pero Warner, Dickerson y sus colegas encontraron que la legislación exitosa para reducir la lluvia ácida a principios de la década de 1990 probablemente tuvo el efecto involuntario de aumentar el amoníaco gaseoso. Los ácidos que causan la lluvia ácida también eliminan el gas amoniaco de la atmósfera, por lo que la fuerte disminución de estos ácidos en la atmósfera es la explicación más plausible del aumento de amoníaco durante el mismo período de tiempo.

Europa experimentó el aumento menos dramático del amoníaco atmosférico de las cuatro áreas agrícolas principales destacadas por el estudio. Los investigadores sugieren que esto se debe en parte a los límites exitosos de los fertilizantes ricos en amoníaco y las prácticas mejoradas para tratar los desechos animales. Al igual que los Estados Unidos, una de las principales causas potenciales del aumento de amoníaco se remonta a la reducción de los ácidos atmosféricos que normalmente eliminarían el amoníaco de la atmósfera.

"La disminución de la lluvia ácida es algo bueno. La carga de aerosoles se ha desplomado, un beneficio sustancial para todos nosotros, ", Dijo Dickerson." Pero también ha aumentado la carga de amoníaco gaseoso, que podemos ver desde el espacio ".

En China, una interacción compleja de factores está ligada al aumento de amoníaco atmosférico. Los autores del estudio sugieren que los esfuerzos para limitar el dióxido de azufre, un precursor clave del ácido sulfúrico, uno de los ácidos que elimina el amoníaco de la atmósfera, podría ser parcialmente responsable. Pero China también ha expandido enormemente las actividades agrícolas desde 2002, ampliar su uso de fertilizantes que contienen amoníaco y aumentar las emisiones de amoníaco de los desechos animales. Calentamiento de suelos agrícolas, debido al menos en parte al cambio climático global, también podría contribuir.

"El aumento del amoníaco ha disparado la carga de aerosoles en China. Este es uno de los principales contribuyentes a la espesa neblina que se observa en Beijing durante el invierno, por ejemplo, "Dijo Warner." Además, la carne se está convirtiendo en un componente más popular de la dieta china. A medida que las personas pasan de una dieta vegetariana a una a base de carne, las emisiones de amoniaco seguirán aumentando ".

En India, un amplio aumento en el uso de fertilizantes, junto con las grandes contribuciones de los desechos del ganado, han dado como resultado las concentraciones más altas de amoníaco atmosférico en el mundo. Pero los investigadores señalan que las concentraciones de amoníaco no han aumentado tan rápido como en otras regiones. Los autores del estudio sugieren que esto probablemente se deba al aumento de las emisiones de precursores de la lluvia ácida y, como consecuencia, algo de mayor depuración de amoniaco de la atmósfera. Esto conduce a un aumento de los niveles de neblina, una peligrosa tendencia confirmada por otros instrumentos satelitales de la NASA, Dijo Dickerson.

En todas las regiones, los investigadores atribuyeron parte del aumento del amoníaco atmosférico al cambio climático, reflejada en temperaturas más cálidas del aire y del suelo. El amoníaco se vaporiza más fácilmente en suelos más cálidos, así como los suelos en cada región se han calentado año tras año, sus contribuciones al amoníaco atmosférico también han aumentado desde 2002.

El estudio también atribuye algunas fluctuaciones en el amoníaco a los incendios forestales, pero estos eventos son esporádicos e impredecibles. Como tal, los investigadores excluyeron los incendios forestales en su análisis actual.

"Este análisis ha proporcionado la primera evidencia de algunos procesos que sospechábamos que estaban ocurriendo en la atmósfera durante algún tiempo, ", Dijo Warner." Nos gustaría incorporar datos de otras fuentes, como el sistema de satélites polares conjuntos, en estudios futuros para construir una imagen más clara ".

Warner, Dickerson y sus colegas esperan que una mejor comprensión del amoníaco atmosférico ayude a los formuladores de políticas a elaborar enfoques que equilibren mejor la alta demanda de agricultura con la necesidad de protección ambiental.

"A medida que crece la población mundial, también lo hace la demanda de alimentos, especialmente carne, ", Dijo Dickerson." Esto significa que los agricultores y ganaderos necesitan más fertilizantes, lo que dificulta mantener el aire y el agua limpios. Las prácticas agrícolas inteligentes y la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero pueden ayudar a evitar efectos adversos ".