Los aerosoles ambientales, esas pequeñas mezclas de líquidos y sólidos suspendidos en el aire, juegan un papel importante en el clima de la Tierra. Tanto es así que los científicos se dirigen a lugares remotos para comprenderlos mejor.

La atmósfera de la Tierra es un sistema complicado. Es imposible medir todos los aspectos en todas partes todo el tiempo. Los modelos pueden describir la atmósfera a gran escala, pero se basan en la comprensión de los procesos que ocurren en la atmósfera. Los experimentos de laboratorio y las observaciones de campo pueden proporcionar información sobre esos procesos. Los aerosoles ambientales son un ingrediente complejo de la atmósfera que es particularmente desafiante para los modelos. Tienen efectos significativos, incluida su capacidad para absorber o reflejar directamente la luz que ingresa a la atmósfera de la Tierra. Para hacer coincidir las observaciones, los modeladores necesitan saber cómo y cuándo los componentes químicos de los aerosoles entran y salen del sistema.

Una pieza que falta en el rompecabezas es lo que les sucede a los orgánicos, que representan aproximadamente la mitad de la masa de aerosoles, en la remota troposfera libre. La troposfera libre es la región normalmente no turbulenta de la atmósfera por encima de la región que está directamente influenciada por la superficie de la Tierra. Los científicos informaron en la reunión de otoño de la Unión Geofísica Estadounidense de 2017 en Nueva Orleans que la vida útil de los aerosoles orgánicos en esta región es del orden de 10 días, mucho más corto de lo que los científicos suponían anteriormente. En la nueva investigación, Los científicos utilizaron nuevos métodos para realizar estas estimaciones basándose en los datos recopilados durante los vuelos en las dos primeras campañas de la Misión de Tomografía Atmosférica (ATom).

Averiguar cuánto tiempo permanecen los aerosoles es absolutamente necesario para equilibrar las variables en los modelos, según Charles Brock, un físico de NOAA que trabajó en un proyecto ATom separado. "Las implicaciones de eso son muy importantes para el cambio climático, debido a que estas partículas afectan las nubes y el balance de radiación de la Tierra, "Dijo Brock.

De media, Los aerosoles orgánicos viven en la atmósfera durante 6 días. pero ese valor se aplica más a las regiones bien estudiadas por encima o cerca de los continentes, según Pedro Campuzano Jost, un químico atmosférico en el Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales en Boulder, Colorado, quien presentó la nueva investigación. Para las regiones oceánicas remotas estudiadas en ATom, los modeladores asumieron que los aerosoles salían de la atmósfera al ser arrastrados por la precipitación o al caer al suelo y que era un proceso aún más lento en la troposfera libre no turbulenta. Por tanto, sus modelos actuales sobreestiman una vida útil de unos 40 días.

ATom utiliza instrumentos equipados con aviones DC-8 de la NASA que toman muestras de la atmósfera sobre los océanos Pacífico y Atlántico para aprender cómo la contaminación del aire producida por humanos transforma la química de la atmósfera. particularmente en áreas remotas donde faltan mediciones. En la nueva investigación, Jost y sus coautores utilizaron los instrumentos de la aeronave para determinar la composición química de los aerosoles en los dos océanos. ATom les proporcionó instantáneas de la química atmosférica durante el verano de 2016 y el invierno de 2017. Cada campaña consistió en 11 vuelos durante un período de 23 días. La aeronave voló hacia arriba y hacia abajo desde unos 180 metros (590 pies) de la superficie del océano hasta 12 kilómetros (7,5 millas) de altitud para capturar las características químicas y físicas de los gases y aerosoles en las muestras de aire en un rango continuo de altitudes. .

Los investigadores utilizaron estas medidas para determinar la edad de las masas de aire muestreadas por el avión, o cuánto tiempo habían estado los aerosoles en la atmósfera. Determinaron la edad de los aerosoles orgánicos con un reloj fotoquímico. Debido a que los hidrocarburos sin metano son omnipresentes en la troposfera, pueden servir como indicadores de los procesos fotoquímicos de envejecimiento. Estudios anteriores han encontrado que la relación de concentración de dos hidrocarburos diferentes es la más útil, porque no es tan sensible a la dilución como lo son las concentraciones por sí solas. El reloj basado en la relación etano / propano fue el más adecuado para el período considerado en este estudio. explicó Jost.

Con este reloj los investigadores calcularon una vida útil de los aerosoles orgánicos en la troposfera libre remota de 8 a 12 días. Jost aún no conoce el mecanismo exacto para esta vida útil más corta, pero las futuras simulaciones de modelos pueden darle una pista. Las posibilidades, él dijo, incluyen la degradación directa de los aerosoles orgánicos por la luz solar o la degradación del material orgánico por los radicales traza que son producidos por la luz solar.

"Sabemos que existe una gran incertidumbre en el impacto radiativo de los aerosoles, efectos tanto directos como indirectos, "dijo Megan Willis, un químico de la Universidad de Toronto que no participó en la nueva investigación. "Una de las cantidades más importantes que necesitamos manejar para comenzar a cerrar esas barras de error y reproducir modelos de aerosoles es qué tan eficientemente se elimina o cuál es la escala de tiempo en la que se elimina". Willis dijo que estaba emocionada de ver las medidas presentadas en el póster, ya que pueden mejorar los modelos actuales.

A continuación, Jost planea incorporar los datos de ATom recopilados en el otoño de 2017 y los datos que se recopilarán en la primavera de 2018. Agregar los próximos datos hará que los hallazgos sean más sólidos, él dijo.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.