Un sitio terrestre fuertemente instrumentado a sotavento de Manaus capturó mediciones de aerosoles, nubes y energía solar y térmica durante GoAmazon. Crédito:Centro de Investigación Climática ARM del Departamento de Energía de EE. UU.
Pequeñas partículas alimentan poderosas tormentas e influyen en el clima mucho más de lo que se ha apreciado. según un estudio de la edición del 26 de enero de la revista Ciencias .
La investigación se centra en el poder de las partículas diminutas en el aire conocidas como aerosoles, que puede provenir de la contaminación atmosférica urbana e industrial, incendios forestales y otras fuentes. Si bien los científicos han sabido que los aerosoles pueden desempeñar un papel importante en la configuración del tiempo y el clima, El nuevo estudio muestra que las partículas más pequeñas tienen un efecto de gran tamaño:las partículas de menos de una milésima del ancho de un cabello humano pueden hacer que las tormentas se intensifiquen. nubes para crecer y más lluvia para caer.
Los diminutos contaminantes, considerados durante mucho tiempo demasiado pequeños para tener un gran impacto en la formación de gotas, son, en efecto, diminutos aguaceros.
"Demostramos que la presencia de estas partículas es una de las razones por las que algunas tormentas se vuelven tan fuertes y producen tanta lluvia. En un área cálida y húmeda donde las condiciones atmosféricas son por lo demás muy limpias, la intrusión de partículas muy pequeñas puede causar un gran impacto, "dijo Jiwen Fan del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía, quién es el autor principal del artículo en Ciencias . Fan llevó a 21 autores de 15 instituciones de todo el mundo a realizar el estudio.
Los hallazgos se basan en gran medida en datos únicos que fueron posibles gracias a la campaña de investigación GoAmazon, donde los científicos realizaron mediciones terrestres y aéreas relacionadas con el clima durante 2014-2015. La campaña fue dirigida por el Centro de Investigación del Clima de Medición de Radiación Atmosférica (ARM), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU.
El estudio aprovechó los datos de un área del Amazonas que es prístina, excepto la región alrededor de Manaus, la ciudad más grande del Amazonas, con una población de más de 2 millones de personas. El escenario brindó a los científicos la rara oportunidad de observar el impacto de la contaminación en los procesos atmosféricos en un entorno en gran parte preindustrial y señalar los efectos de las partículas además de otros factores como la temperatura y la humedad.
En este estudio, Los científicos estudiaron el papel de las partículas ultrafinas de menos de 50 nanómetros de ancho en el desarrollo de tormentas eléctricas. Se sabe que partículas similares pero más grandes juegan un papel en la alimentación de corrientes ascendentes de aire en rápido movimiento desde la superficie terrestre a la atmósfera, creando las nubes que juegan un papel central en la formación de gotas de agua que caen en forma de lluvia.
Pero los científicos no habían observado, hasta ahora, que las partículas más pequeñas por debajo de los 50 nanómetros, como partículas producidas por vehículos y procesos industriales, podría hacer lo mismo. No solo eso. El nuevo estudio reveló que estas partículas, cuyos efectos sobre las nubes se han descuidado en su mayoría hasta ahora, puede revitalizar las nubes de una manera mucho más poderosa que sus contrapartes más grandes.
Los aviones de investigación equipados con sondas de aerosol y sensores obtuvieron datos del cielo sobre Manaus durante la campaña de investigación GoAmazon. Crédito:Centro de Investigación Climática ARM del Departamento de Energía de EE. UU.
A través de simulaciones por computadora detalladas, los científicos mostraron cómo las partículas más pequeñas tienen un poderoso impacto en las nubes de tormenta.
Resulta que cuando las partículas más grandes no están presentes en un ambiente cálido y húmedo, presagia la oportunidad para que las partículas más pequeñas actúen y formen gotas de nubes. La baja concentración de partículas grandes contribuye a altos niveles de vapor de agua excesivo, con una humedad relativa que puede ir mucho más allá del 100 por ciento. Esa es una condición clave que impulsa a las partículas ultrafinas a transformarse en gotas de nubes.
Si bien las partículas son de tamaño pequeño, son grandes en número, y pueden formar muchas gotitas sobre las que se condensa el exceso de vapor de agua. Esa condensación mejorada libera más calor, y ese calor hace que las corrientes ascendentes sean mucho más poderosas:se arrastra más aire caliente hacia las nubes, tirando más gotas hacia arriba y produciendo más hielo y gránulos de nieve, relámpago, y lluvia.
El resultado:"Convección vigorizada, "como dice Fan - y tormentas más fuertes.
"Hemos demostrado que en condiciones limpias y húmedas, como los que existen sobre el océano y algunas tierras en los trópicos, Los aerosoles diminutos tienen un gran impacto en el tiempo y el clima y pueden intensificar mucho las tormentas. "dijo Fan, un experto en los efectos de la contaminación sobre las tormentas y el clima. "Mas ampliamente, los resultados sugieren que desde la etapa preindustrial hasta la actualidad, Es posible que la actividad humana haya cambiado las tormentas en estas regiones de manera poderosa ".
