La acidez de la atmósfera está cada vez más determinada por el dióxido de carbono y ácidos orgánicos como el ácido fórmico. El segundo de ellos contribuye a la formación de partículas de aerosol como precursor de las gotas de lluvia y por tanto impacta en el crecimiento de las nubes y el pH del agua de lluvia. En modelos de química atmosférica previos de formación de ácidos, el ácido fórmico tendió a desempeñar un papel pequeño. Los procesos químicos detrás de su formación no se entendieron bien. Un equipo internacional de investigadores bajo la égida de Forschungszentrum Jülich ha logrado llenar este vacío y descifrar el mecanismo dominante en la formación de ácido fórmico. Esto permite perfeccionar aún más los modelos de atmósfera y clima. Los resultados del estudio ahora se han publicado en la revista revisada por pares. Naturaleza .

En Alemania, la gente está familiarizada con la lluvia ácida, particularmente de la experiencia de los años ochenta. La causa fue que los óxidos de nitrógeno y de azufre liberados a la atmósfera por los seres humanos reaccionaron con las gotas de agua en las nubes para formar ácido sulfúrico y ácido nítrico. La lluvia ácida tiene un pH de aproximadamente 4.2-4.8, menor que el del agua de lluvia pura (5,5-5,7), que resulta del contenido natural de dióxido de carbono de la atmósfera.

Sin embargo, el proceso químico que forma la mayor parte del ácido fórmico presente en la atmósfera era desconocido hasta ahora. El Dr. Bruno Franco y el Dr. Domenico Taraborrelli del Instituto de Investigación sobre Energía y Clima de Jülich — La troposfera ahora lo han descifrado:el formaldehído se forma naturalmente por fotooxidación de compuestos orgánicos volátiles. El formaldehído reacciona en gotitas de nubes con moléculas de agua para formar metanodiol. La mayor parte se desgasifica y reacciona con los radicales OH, a veces llamado el "detergente de la atmósfera, "en un proceso fotoquímico para formar ácido fórmico. Una porción más pequeña reacciona con la fase líquida de las gotas de agua para formar también ácido fórmico que se esparce por la lluvia.

"Según nuestros cálculos, la oxidación del metanodiol en la fase gaseosa produce hasta cuatro veces más ácido fórmico que el que se produce en otros procesos químicos conocidos en la atmósfera, "dice Domenico Taraborrelli. Esta cantidad reduce el pH de las nubes y el agua de lluvia hasta en 0.3, que destaca el aporte del carbono orgánico a la acidez natural de la atmósfera.

Como primer paso, los dos científicos probaron su teoría usando MESSy, un modelo de química atmosférica global, y comparó los resultados con datos de teledetección. Para realizar el modelado, utilizaron la supercomputadora Jülich JURECA. Experimentos posteriores en la cámara de simulación de atmósfera SAPHIR de Jülich confirmaron los resultados. "Suponemos que el mecanismo demostrado también es activo en aerosoles acuosos y se aplica a otros ácidos orgánicos como el ácido oxálico, que no se tienen debidamente en cuenta en los modelos de química atmosférica hasta la fecha, ", dice Taraborrelli. Uno de los efectos de esto podría ser una mejor comprensión del crecimiento de las partículas de aerosol y el desarrollo de las nubes.