Los físicos atmosféricos han descubierto que la forma en que el humo de los incendios forestales de África interactúa con las nubes sobre el Océano Atlántico da como resultado un efecto de enfriamiento neto, lo cual es contrario al entendimiento previo y tiene implicaciones para los modelos climáticos globales.

Las nubes juegan un papel destacado en la moderación del clima de la Tierra, pero su papel aún no se comprende bien. Generalmente, Las nubes enfrían la Tierra al reflejar la luz solar entrante de regreso al espacio. Reducir la reflectividad de las nubes, con una capa de contaminación, por ejemplo, reduce el efecto de enfriamiento. Sin embargo, nueva investigación en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias por físicos de la UMBC y colaboradores agrega un giro sorprendente a este modelo.

Cada otoño, los incendios corren por África central y meridional, creando tanto humo que es claramente visible desde el espacio. El viento arrastra el humo hacia el oeste sobre el Océano Atlántico, donde se eleva por encima de la mayor concentración semipermanente de nubes del mundo. Durante años, los científicos creían que, en general, el humo disminuye el efecto de enfriamiento de las nubes al absorber la luz que, de otro modo, reflejarían las nubes que están debajo. El nuevo estudio de Zhang y sus colegas no discute este efecto, pero introduce un nuevo mecanismo que lo contrarresta haciendo que las nubes sean más reflectantes.

"El propósito de este documento es analizar estos procesos en competencia. ¿Cuál es más importante?" pregunta Zhang. Usando datos de un sistema LiDAR en la Estación Espacial Internacional, Una investigación reciente de UMBC descubrió que las capas de humo y nubes están mucho más cercanas entre sí de lo que se había observado anteriormente. Eso significa el humo que está en forma de partículas diminutas conocidas como aerosoles, puede interactuar físicamente con las nubes, afectando cómo se forman a nivel microscópico. Los estudios anteriores generalmente pasaron 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 diminuta alrededor de la cual se condensan las gotas de nubes. Los aerosoles son perfectos para sembrar nubes, y con mas semillas, muchas gotas pequeñas de nubes reemplazan menos gotas grandes, que luego reflejan colectivamente 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 computadora en diferentes condiciones, ellos determinaron que en general, "El efecto de siembra está ganando, "Dice Zhang. Entonces, contrariamente al entendimiento de larga data, el efecto general del humo que se cierne sobre las nubes cerca de África parece ser refrescante.

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, " él dice, por lo que sus efectos refrescantes son de corta duración, también. "La vida útil del dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, "que se liberan en abundancia cuando se quema material vegetal, "Son cientos de años".

El objetivo final del equipo es refinar los modelos climáticos globales mejorando la forma en que contabilizan las nubes. El otro Ph.D. de Zhang estudiante y otro coautor, Zhifeng Yang, ha contribuido a ese esfuerzo al analizar los 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 el efecto de siembra está ganando, podemos ver si los modelos climáticos consideran estos procesos correctamente cuando predicen el tiempo y el clima en esta área, "explica Zhang.

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

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.