Las regiones ventosas en lo alto de la atmósfera pueden transportar contaminantes como el polvo o el hollín a miles de kilómetros alrededor del mundo y alterar la vida cotidiana de miles de personas.

El verano pasado, "Godzilla" vino para el Caribe y la Costa del Golfo de Estados Unidos. Este monstruo en particular no era de la variedad de ciencia ficción, pero, bastante, una enorme tormenta de polvo levantada por los vientos del desierto del Sahara y se llevó un océano. La tormenta de polvo fue un ejemplo extremo de un fenómeno que ocurre con regularidad:el transporte global de polvo, Hollín, y otras partículas en el aire, colectivamente conocidos como aerosoles, por chorros de vientos en la atmósfera. El resultado es la formación de los llamados ríos atmosféricos en aerosol.

Es importante comprender mejor cómo se transportan estas partículas en todo el mundo porque ciertos aerosoles pueden nutrir el suelo de la selva tropical. ayudar o dificultar la formación de nubes, reducir la visibilidad, o afectar la calidad del aire, lo que puede afectar la salud humana. Pero los estudios sobre el transporte de aerosoles han tendido a centrarse en eventos únicos en una parte particular del mundo. Realmente no había una forma de verlos de manera holística, forma global.

En una primera un estudio reciente publicado en la revista Cartas de investigación geofísica hace precisamente eso. Cinco tipos de aerosoles son de especial interés para los investigadores:polvo, dos tipos de partículas de carbono (hollín y carbono orgánico), sulfato (emitido durante eventos como erupciones volcánicas o la quema de combustibles fósiles), y sal marina. Los autores identificaron dónde tienden a ocurrir los ríos atmosféricos en aerosol y con qué frecuencia los eventos extremos, similar a la tormenta de polvo de Godzilla, suceden cada año. Para hacer esto, tomaron un programa de computadora que desarrollaron previamente para detectar ríos atmosféricos alrededor del mundo que mueven vapor de agua y producen precipitación, y lo modificaron para detectar ríos atmosféricos en aerosol.

El cambio de usar ríos atmosféricos para estudiar el movimiento del vapor de agua a usarlos para estudiar el transporte de aerosoles fue algo así como una revelación, porque los investigadores solo comenzaron a utilizar el marco de detección global de los ríos atmosféricos para observar el movimiento de cantidades extremas de vapor de agua hace unos seis años. El concepto de ríos atmosféricos tiene solo unos 20 años.

"A los científicos les llevó tiempo reconocer y aprovechar los ríos atmosféricos como concepto, "dijo Duane Waliser, uno de los coautores del estudio y científico atmosférico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California. Y no fue hasta que Waliser habló con su colega, Arlindo da Silva, un investigador de aerosoles en el Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, sobre el concepto de río atmosférico que se encendió una luz para ambos investigadores. "'Deberíamos tomar nuestro algoritmo y aplicarlo a su conjunto de datos de aerosoles, '", Dijo Waliser.

Localización, Localización, Localización

Después de modificar el algoritmo de los ríos atmosféricos para los ríos atmosféricos en aerosol, Los autores del estudio lo aplicaron a una reconstrucción de vanguardia de la atmósfera terrestre llamada Análisis retrospectivo de la era moderna para investigación y aplicaciones. Versión 2 (MERRA-2) de la Oficina de Asimilación y Modelado Global de la NASA. Incorpora conjuntos de datos de satélites, instrumentos aerotransportados, y sensores en el suelo desde 1980 hasta el presente para producir una representación de la estructura de la atmósfera terrestre cada seis horas.

MERRA-2 permitió a los investigadores mirar hacia atrás en el tiempo para analizar la ubicación y frecuencia de los ríos atmosféricos en aerosol en todo el mundo desde 1997 hasta 2014. Los autores del estudio encontraron que regiones como el Sahara, Patagonia, Desiertos asiáticos, y Namibia son grandes fuentes de ríos atmosféricos en aerosol de polvo, mientras que áreas como el este de EE. UU., el sur de la Amazonía y África, y el norte de la India tienden a producir los que están dominados por el hollín resultante de los incendios forestales y la quema de combustibles fósiles.

El análisis también mostró que estos ríos atmosféricos tienden a mover grandes cantidades de aerosoles en un número limitado de eventos extremos en lugar de en un flujo constante durante todo el año.

"Nos sorprendió descubrir que algunos eventos importantes al año pueden transportar entre el 40% y el 100% de los aerosoles movidos por la atmósfera, "dijo Sudip Chakraborty, científico atmosférico en JPL y coautor del estudio.

Ahora que los científicos tienen una forma de ver los ríos atmosféricos en aerosol a nivel mundial, el marco les da una forma de estudiar cómo estos ríos cargados de partículas en el cielo afectan el clima de la Tierra. Esto incluye cómo los aerosoles interactúan con las nubes para sobrecargar potencialmente las tormentas, cómo atrapan o reflejan el calor en la atmósfera, y si fenómenos como El Niño y La Niña afectan las vías y la frecuencia de los ríos de aerosoles atmosféricos.

El nuevo enfoque también brinda a los investigadores una idea de cómo los ríos atmosféricos en aerosol podrían afectar a las comunidades de todo el mundo. a través de sus impactos en la calidad del aire y la visibilidad y su capacidad para mover patógenos de plantas que pueden afectar los cultivos. "Cuando te das cuenta de que gran parte del transporte ocurre en unos pocos eventos importantes, entonces sabes que debes concentrarte en esos grandes eventos, "dijo da Silva.