El equipo de investigación utilizó datos tomados de áreas reales de nubes como base para crear su parche de nube representativo simulado que sirvió como modelo general para nubes de estratocúmulos. Crédito:Jacques Descloitres | NASA
Tener nubes en el cielo refresca el día reflejando la luz del sol y sombreando la tierra. Algunas personas han propuesto que usemos este tipo de efecto reflectante para enfriar el planeta, una noción conocida como geoingeniería solar.
Los investigadores han sugerido que esto, junto con la nubosidad actual, podría bajar las temperaturas globales. Sin embargo, reflejar la luz del sol no es un proceso que elimine los gases de efecto invernadero y sus efectos. ¿Qué sucede cuando las nubes interactúan con altos niveles de dióxido de carbono (CO 2 )?
Un estudio financiado por la NASA y la NSF con contribuciones de los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL), Colleen Kaul y Kyle Pressel, investiga estas preguntas. Específicamente, examinan cómo las nubes interactúan con la radiación en diferentes condiciones, particularmente mayores niveles de gases de efecto invernadero.
El equipo de investigación todo en el Instituto de Tecnología de California en ese momento, desarrolló un método de modelado de nubes que combina simulaciones de alta resolución de las nubes estratocúmulos que cubren amplias extensiones del océano con un modelo climático simple. Estas nubes son reflectores clave de la radiación solar y persisten debido al enfriamiento por radiación de onda larga. donde las cimas de las nubes liberan energía en forma de baja energía, ondas de luz infrarroja.
El enfriamiento de onda larga es fundamental para conectar las nubes con el aire húmedo de la superficie del mar que las alimenta. Sin embargo, este proceso natural puede verse interrumpido por altas concentraciones de gases de efecto invernadero, como CO 2 , metano, y óxido nitroso que puede absorber la luz infrarroja.
Las nubes de estratocúmulos son extremadamente sensibles a los cambios en la radiación infrarroja. Crédito:Engin_Akyurt | Pixabay
Simulando nubes en los trópicos
Los investigadores utilizaron una simulación de gran remolino, una forma de modelar matemáticamente el movimiento de la atmósfera, para representar con precisión la dinámica de la nube. Lo combinaron con un establecido, modelo de clima tropical simple que les permite utilizar la simulación de grandes remolinos para explorar cuestiones relacionadas con el clima.
El equipo de investigación utilizó datos tomados de áreas reales de nubes como base para crear su parche de nube representativo simulado. Este parche luego sirvió como modelo general para las nubes de estratocúmulos que podrían estar sujetas a niveles cambiantes de CO 2 , con un enfoque en aislar sus efectos sobre la radiación infrarroja.
Cuando CO 2 niveles alcanzados 1, 700 ppm (más del cuádruple de los niveles actuales), las nubes simuladas se volvieron demasiado inestables y se disiparon. Después, incluso si el CO 2 el nivel disminuyó por debajo del umbral de inestabilidad, las nubes no se reformaron, mostrando un punto de inflexión en la atmósfera donde las nubes estratocúmulos ya no pueden existir de manera estable.
Una vez que las nubes se van el clima modelado se calienta rápida y dramáticamente. En un escenario extremo donde las tendencias actuales de calentamiento continúan durante más de un siglo, CO global 2 los niveles podrían alcanzar lo suficientemente alto como para disipar las nubes de estratocúmulos y hacer que la temperatura de la superficie del mar tropical, un indicador del calentamiento general, aumente en 5 ° C.
Mantener las temperaturas bajas es complicado
Esto indica que las nubes de estratocúmulos son extremadamente sensibles a los cambios en la radiación infrarroja de onda larga. La tendencia de las nubes a disiparse con altos niveles de CO 2 indica que la geoingeniería solar no es una opción segura para enfriar el planeta. Podría funcionar para ganar algo de tiempo adicional, pero después de cierto punto, el clima podría calentarse rápidamente sin esfuerzos adicionales para mitigar las emisiones.
Los investigadores que exploran las complejas interacciones que gobiernan el mundo natural deben tener en cuenta muchas consideraciones. Los modelos que permiten la exploración de diferentes aspectos del sistema terrestre serán clave para comprender las ramificaciones potenciales de cualquier plan.
