Las nubes se encuentran entre las entidades menos comprendidas del sistema climático y la mayor fuente de incertidumbre a la hora de predecir el cambio climático futuro. Para describir las nubes, es necesario comprender los sistemas meteorológicos a una escala de hasta cientos de kilómetros y la microfísica hasta la escala de las moléculas.

El nuevo estudio arroja nueva luz sobre lo que sucede a escala molecular, centrándose en los núcleos de condensación de nubes en estratos marinos:nubes de bajo nivel con capas horizontales. El estudio, "Supersaturación y tamaño crítico de los núcleos de condensación de nubes en nubes de estratos marinos", se publica en Geophysical Research Letters. .

Es bien sabido que la formación de nubes depende de dos condiciones básicas:1) La atmósfera está sobresaturada con agua, lo que significa que hay tanta agua en el aire que puede volverse líquido, y 2) Una partícula semilla llamada núcleo de condensación de la nube es presente, sobre el cual el agua puede condensarse.

Estas semillas deben ser más grandes que un tamaño crítico para que el agua se condense y forme gotas, y comúnmente se supone que el tamaño crítico es de aproximadamente 60 nanómetros o más.

Científicos de la Universidad Técnica de Dinamarca, la Universidad de Copenhague y la Universidad Hebrea de Jerusalén han investigado este tamaño crítico de pequeñas partículas de aerosol o protosemillas. Resulta que un tamaño de 25 a 30 puede ser suficiente para que crezcan y se conviertan en núcleos de condensación de nubes.

"Dado que las protosemillas pueden ser mucho más pequeñas de lo que se pensaba anteriormente, la formación de nubes es más sensible a los cambios en los aerosoles de lo que se pensaba anteriormente, especialmente en áreas prístinas donde las nubes de estratos marinos son dominantes", dice Henrik Svensmark, investigador principal de DTU Space y líder autor del artículo.

Debido a una mayor sobresaturación de agua dentro de las nubes, aerosoles más pequeños se activan y se convierten en gotas de nubes. En términos simples, cuanta más agua haya, más fácil se podrá condensar y más pequeña deberá ser la semilla.

La base del estudio fueron las mediciones de estratos marinos realizadas en 2014 por investigadores de Nevada. Estas mediciones revelan una relación entre la cantidad de nubes y la sobresaturación de agua en la atmósfera. Las mediciones, combinadas con mediciones satelitales globales del instrumento MODIS, permitieron a los científicos calcular la cantidad de caída de nubes, a partir de lo cual se puede encontrar un mapa global de sobresaturación.

Aquí está la sorpresa:la sobresaturación es generalmente mayor de lo que se suponía anteriormente. Dado que la sobresaturación determina el tamaño crítico de la semilla, incluso las semillas más pequeñas pueden servir como núcleos de condensación de nubes. En lugar de que los aerosoles crezcan hasta 60 nm o más, es suficiente un tamaño de 25 a 30 nm.

"No parece gran cosa, pero las implicaciones pueden ser grandes", afirma Henrik Svensmark.

"Aproximadamente la mitad de todos los núcleos de condensación de nubes están formados por decenas de miles de moléculas que se agrupan una por una, formando una partícula de aerosol. Eso lleva tiempo; cuanto más tarde, mayor será el riesgo de perderse.

"Los modelos actuales muestran que, debido al tiempo de crecimiento, la mayoría de los aerosoles pequeños se pierden antes de que alcancen el tamaño crítico y, por lo tanto, la formación de nubes es bastante insensible a los cambios en la producción de aerosoles pequeños. Nuestros resultados cambian esta comprensión a medida que los aerosoles debe crecer mucho menos, lo cual es importante para modelar las nubes y las predicciones climáticas."