El aire en los Estados Unidos y Europa Occidental es mucho más limpio que hace una década. Los estándares y regulaciones de petróleo con bajo contenido de azufre en las plantas de energía han reducido con éxito las concentraciones de sulfato en el aire, reduciendo las partículas finas que dañan la salud humana y limpiando el peligro ambiental de la lluvia ácida.

A pesar de estos éxitos, Los niveles de sulfato en la atmósfera han disminuido más lentamente que las emisiones de dióxido de azufre. especialmente en invierno. Este fenómeno inesperado sugiere que las reducciones de emisiones de dióxido de azufre son menos eficientes de lo esperado para reducir los aerosoles de sulfato. Un nuevo estudio dirigido por el Instituto de Tecnología de Tokio, La Universidad de Hokkaido y la Universidad de Washington explican por qué. El documento de acceso abierto se publicó el 5 de mayo en Avances de la ciencia .

Cuando las concentraciones de sulfato ácido de las emisiones de combustibles fósiles disminuyen mientras que la concentración de moléculas de amonio más básicas en la atmósfera se mantiene constante, las gotas de agua líquida en las nubes se vuelven menos ácidas. Esto hace que la conversión de dióxido de azufre en sulfato sea más eficiente. Entonces, a pesar de que las regulaciones de calidad del aire han reducido el suministro de dióxido de azufre de las centrales eléctricas y el transporte marítimo, la cantidad total de partículas de sulfato que dañan la salud humana ha disminuido más lentamente.

"No significa que las reducciones de emisiones no estén funcionando. Es solo que hay una reacción que mitiga parcialmente las reducciones, "dijo la coautora Becky Alexander, profesor de ciencias atmosféricas de la Universidad de Washington. "Necesitamos entender esta química multifásica en la atmósfera para hacer una estrategia eficiente para manejar la contaminación del aire y predecir con precisión la contaminación del aire y los impactos del cambio climático en el futuro".

Durante la mayor parte del siglo XX, Las emisiones de dióxido de azufre aumentaron con la industrialización en muchas partes del mundo. Pero recientemente esa tendencia se ha revertido en respuesta a las regulaciones, mientras que las emisiones de amonio de los animales y la agricultura continúan al mismo ritmo. Se espera que estas tendencias continúen.

Los datos de un núcleo de hielo en Groenlandia que conserva las atmósferas de años anteriores muestran que la proporción de sulfato que contiene oxígeno con un neutrón adicional, u oxígeno-17, aumentó en la década de 1980 después de que los países comenzaran a regular las emisiones. El análisis de los autores muestra que esto se debe a la formación más rápida de sulfato en la fase líquida en la atmósfera, que ocurre principalmente dentro de las nubes, en condiciones menos ácidas.

"Después del control de emisiones de SO2, la acidez atmosférica relativamente más baja promueve la eficiencia de la producción de sulfato en la atmósfera, que debilita la respuesta del nivel de sulfato a la reducción de SO2, ", dijo el autor principal Shohei Hattori en el Instituto de Tecnología de Tokio." Nuestras técnicas isotópicas únicas aplicadas para los registros de núcleos de hielo de Groenlandia identifican el proceso clave de la respuesta debilitada del sulfato a la reducción de las emisiones de SO2 ".

Los datos provienen de un núcleo de hielo perforado en el sureste de Groenlandia (SE-Dome) como parte de un proyecto dirigido por la Universidad de Hokkaido. El oxígeno atrapado en este hielo proporcionó evidencia de la composición del sulfato desde 1959 hasta 2015, sin contaminación de la contaminación local.

"Basado en un registro de núcleos de hielo continuo y de alta resolución de SE-Dome, podríamos obtener registros confiables de aerosoles atmosféricos sin una segunda modificación después de la deposición, ", dijo el coautor y líder del proyecto de núcleos de hielo SE-Dome, Yoshinori Iizuka en la Universidad de Hokkaido". Planeamos perforar un segundo núcleo de hielo en el mismo lugar este año, e intentar reconstruir la historia de los aerosoles desde la década de 1750 ".

El núcleo de hielo no contiene datos separados para verano e invierno, pero los modelos muestran que otros, las reacciones químicas en fase gaseosa para el dióxido de azufre se vuelven más importantes en verano, Reducir el impacto del verano de cambiar la acidez de las nubes. Saber cómo reaccionan estas moléculas ayudará a mejorar los modelos atmosféricos utilizados para pronosticar la calidad del aire y proyectar el cambio climático.