Rayo detrás de un portaaviones en el Estrecho de Malaca. Una nueva investigación encuentra que los rayos ocurrieron casi el doble de veces directamente sobre las rutas marítimas con mucho tráfico en el Océano Índico y el Mar de China Meridional durante todo el año desde 2005 hasta 2016. Crédito:dominio público.
Las tormentas eléctricas directamente sobre dos de las rutas marítimas más transitadas del mundo son significativamente más poderosas que las tormentas en áreas del océano donde los barcos no viajan. según una nueva investigación.
Un nuevo estudio que mapea los relámpagos en todo el mundo encuentra que los relámpagos ocurren casi dos veces más a menudo directamente sobre las rutas de navegación con mucho tráfico en el Océano Índico y el Mar de China Meridional que en las áreas del océano adyacentes a las rutas de navegación que tienen climas similares.
La diferencia en la actividad de los rayos no se puede explicar por cambios en el clima, según los autores del estudio, quienes concluyen que las partículas de aerosol emitidas en los gases de escape de los barcos están cambiando la forma en que se forman las nubes de tormenta sobre el océano.
El nuevo estudio es el primero en demostrar que los gases de escape de los barcos pueden alterar la intensidad de las tormentas. Los investigadores concluyen que las partículas de los gases de escape de los barcos hacen que las gotas de las nubes sean más pequeñas, elevándolos más alto en la atmósfera. Esto crea más partículas de hielo y conduce a más rayos.
Los resultados proporcionan algunas de las primeras pruebas de que los seres humanos están cambiando la formación de nubes de forma casi continua. en lugar de después de un incidente específico como un incendio forestal, según los autores. La formación de nubes puede afectar los patrones de lluvia y alterar el clima al cambiar la cantidad de luz solar que las nubes reflejan en el espacio.
"Es uno de los ejemplos más claros de cómo los humanos están cambiando la intensidad de los procesos de tormentas en la Tierra a través de la emisión de partículas de la combustión, "dijo Joel Thornton, un científico atmosférico de la Universidad de Washington en Seattle y autor principal del nuevo estudio en Cartas de investigación geofísica , una revista de la American Geophysical Union.
"Es la primera vez que tenemos, literalmente, una pistola humeante, mostrando sobre áreas prístinas del océano que la cantidad de rayos es más del doble, "dijo Daniel Rosenfeld, un científico atmosférico de la Universidad Hebrea de Jerusalén que no estaba relacionado con el estudio. "El estudio muestra, muy inequívocamente, la relación entre las emisiones antropogénicas, en este caso, de motores diesel - en nubes convectivas profundas ".
Un mapa de los barcos que cruzan el Océano Índico y los mares circundantes durante junio de 2012. La mayoría de los barcos que cruzan el norte del Océano Índico siguen un estrecho, pista casi recta alrededor de 6 grados norte entre Sri Lanka y la isla de Sumatra. Al este de Sumatra, los barcos viajan hacia el sureste a través del estrecho de Malaca, rodeando Singapur y extendiéndose hacia el noreste a través del Mar de China Meridional. Las emisiones de partículas de aerosol en estas rutas de navegación son diez veces o más mayores que en otras rutas de navegación en la región. y se encuentran entre los más grandes del mundo. Crédito:Shipmap.org, un mapa interactivo de los movimientos de envío comercial, creado por Kiln para el Energy Institute de la University College London.
Mapeo de rayos y gases de escape
Todos los motores de combustión emiten gases de escape, que contiene partículas microscópicas de hollín y compuestos de nitrógeno y azufre. Estas partículas, conocidos como aerosoles, forman el smog y la bruma típicos de las grandes ciudades. También actúan como núcleos de condensación de nubes, las semillas sobre las que se forman las nubes. El vapor de agua se condensa alrededor de aerosoles en la atmósfera, creando gotas que forman las nubes.
Los cargueros que cruzan los océanos emiten gases de escape continuamente y los científicos pueden utilizar los gases de escape de los barcos para comprender mejor cómo los aerosoles afectan la formación de nubes.
En el nuevo estudio, coautora Katrina Virts, un científico atmosférico en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, estaba analizando datos de la World Wide Lightning Location Network, una red de sensores que localiza los rayos en todo el mundo, cuando notó una línea casi recta de rayos a través del Océano Índico.
Virts y sus colegas compararon los datos de ubicación de los rayos con mapas de las columnas de escape de los barcos de una base de datos global de emisiones de barcos. Observando las ubicaciones de 1.500 millones de rayos desde 2005 hasta 2016, el equipo encontró casi el doble de descargas de relámpagos en promedio en las principales rutas que toman los barcos a través del norte del Océano Índico, a través del Estrecho de Malaca y en el Mar de China Meridional, en comparación con áreas adyacentes del océano que tienen climas similares.
Más de $ 5 billones de comercio mundial pasan por el Mar de China Meridional cada año y casi 100, Solamente por el estrecho de Malaca pasan 000 barcos. Los relámpagos son una medida de la intensidad de las tormentas, y los investigadores detectaron el aumento de los rayos al menos desde 2005.
"Todo lo que teníamos que hacer era hacer un mapa de dónde se realzaron los rayos y un mapa de dónde viajan las naves y era bastante obvio, solo por la ubicación conjunta de ambas, que las naves estaban involucradas de alguna manera en la mejora de los rayos, Dijo Thornton.
El mapa superior muestra la densidad media anual de rayos a una resolución de unos 10 kilómetros (6 millas), según lo registrado por el WWLLN, de 2005 a 2016. El mapa inferior muestra las emisiones de aerosoles de los barcos que cruzan rutas en el Océano Índico y el mar de China Meridional desde 2010. Crédito:Thornton et al / Geophysical Research Letters / AGU.
Formando semillas de nubes
Las moléculas de agua necesitan aerosoles para condensarse en nubes. Donde la atmósfera tiene pocas partículas de aerosol, sobre el océano, por ejemplo, las moléculas de agua tienen menos partículas alrededor de las cuales condensarse, por lo que las gotas de nubes son grandes.
Cuando se agregan más aerosoles al aire, como el escape de un barco, Las moléculas de agua tienen más partículas para acumularse. Se forman más gotas de nubes, pero son más pequeños. Siendo más ligero, estas gotitas más pequeñas viajan más alto en la atmósfera y más de ellas alcanzan la línea de congelación, creando más hielo, lo que crea más relámpagos. Las nubes de tormenta se electrifican cuando las partículas de hielo chocan entre sí y con las gotas no congeladas en la nube. El rayo es la forma que tiene la atmósfera de neutralizar esa carga eléctrica acumulada.
Los barcos queman combustibles más sucios en mar abierto lejos del puerto, arrojando más aerosoles y creando aún más rayos, Dijo Thornton.
"Creo que es un estudio realmente emocionante porque es la evidencia más sólida que he visto de que las emisiones de aerosoles pueden afectar las nubes convectivas profundas e intensificarlas y aumentar su electrificación". "dijo Steven Sherwood, un científico atmosférico de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney que no estaba relacionado con el estudio.
"Estamos emitiendo muchas cosas a la atmósfera, incluyendo mucha contaminación del aire, materia particular, y no sabemos qué le está haciendo a las nubes, "Dijo Sherwood." Esa ha sido una gran incertidumbre durante mucho tiempo. Este estudio no resuelve eso, pero nos da un pie en la puerta para poder probar nuestro entendimiento de una manera que nos acerque un paso más a resolver algunas de esas preguntas más importantes sobre cuáles son algunos de los impactos generales de nuestras emisiones en las nubes ".
