Minúsculas partículas contaminantes pueden desatar una tormenta

Diminutas partículas conocidas como aerosoles, que pueden provenir de la contaminación o los incendios, son capaces de alimentar fuertes tormentas e influyen en el clima mucho más de lo que se ha apreciado.

Aunque los científicos sabían que los aerosoles pueden jugar un papel importante en la configuración del tiempo y el clima, un nuevo trabajo muestra que las partículas más pequeñas tienen un efecto descomunal: las partículas de menos de una milésima de grosor pueden hacer que las tormentas se intensifiquen, crezcan y descarguen más lluvia. Los diminutos contaminantes, considerados durante mucho tiempo demasiado pequeños para tener un gran impacto en la formación de gotas, son, en efecto, diminutos aguaceros.

«Mostramos que la presencia de estas partículas es una de las razones por las cuales algunas tormentas se vuelven tan fuertes y producen tanta lluvia. En un área cálida y húmeda donde las condiciones atmosféricas son muy limpias, la intrusión de partículas muy pequeñas puede tener un gran impacto», dice el autor principal de un artículo sobre el trabajo que se publica en ‘Science’, Jiwen Fan, del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía estadounidense. Fan dirigió a 21 autores de 15 instituciones de todo el mundo para realizar el estudio.

Los hallazgos se basan en gran medida en datos únicos que fueron posibles gracias a la campaña de investigación de GoAmazon, en la que científicos realizaron mediciones terrestres y aerotransportadas relacionadas con el clima durante 2014-2015. La campaña estuvo a cargo de la Instalación de Investigación del Clima de la Medición de la Radiación Atmosférica (ARM, por sus siglas en inglés), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de Estados Unidos.

El estudio aprovechó los datos de un área del Amazonas que es prístina a excepción de la región alrededor de Manaus, la ciudad más grande del Amazonas, con una población de más de 2 millones de personas. El entorno brindó a los científicos la rara oportunidad de observar el impacto de la contaminación en los procesos atmosféricos en un ambiente predominantemente preindustrial e identificar los efectos de las partículas aparte de otros factores como la temperatura y la humedad.
ESTIMULACIÓN FUERTE DE LAS NUBES

En este análisis, los científicos estudiaron el papel de las partículas ultrafinas de menos de 50 nanómetros de ancho en el desarrollo de tormentas eléctricas. Se sabe que partículas similares, pero más grandes, desempeñan un papel en la alimentación de corrientes ascendentes de aire potentes y de rápido movimiento desde la superficie de la tierra a la atmósfera, creando las nubes que juegan un papel central en la formación de gotas de agua que caen en forma de lluvia.

Pero los investigadores no habían observado, hasta ahora, que las partículas más pequeñas por debajo de 50 nanómetros, como las partículas producidas por vehículos y procesos industriales, podrían hacer lo mismo. Además, el nuevo estudio reveló que estas partículas, cuyos efectos en las nubes se han descuidado en su mayoría hasta ahora, pueden estimular las nubes de una manera mucho más poderosa que sus contrapartes más grandes.

A través de simulaciones informáticas detalladas, los científicos mostraron cómo las partículas más pequeñas tienen un poderoso impacto sobre las nubes de tormenta. Resulta que cuando las partículas más grandes no están presentes en un ambiente cálido y húmedo, las partículas más pequeñas pueden actuar y formas gotas de nubes. La baja concentración de partículas grandes contribuye a altos niveles de excesivo vapor de agua, con una humedad relativa que puede ir más allá del 100 por ciento. Esa es una condición clave que estimula que las partículas ultrafinas se transformen en gotas de nubes.

Aunque las partículas son de pequeño tamaño, son numerosas y pueden formar muchas pequeñas gotas en las que se condensa el exceso de vapor de agua. Esa condensación mejorada libera más calor y ese calor hace que las corrientes ascendentes sean mucho más potentes: se aspira más aire caliente hacia las nubes, tirando más gotas hacia arriba y produciendo más bolitas de hielo y nieve, rayos y lluvia.

El resultado es, tal y como sostiene Fan, «convección vigorizada» y tormentas más fuertes. «Hemos demostrado que, bajo condiciones limpias y húmedas, como las que existen sobre el océano y algunas tierras en los trópicos, los aerosoles pequeños tienen un gran impacto sobre el clima y el clima y pueden intensificar las tormentas en gran medida», resume.

«En términos más generales, los resultados sugieren que, desde la etapa preindustrial hasta la actualidad, la actividad humana posiblemente haya cambiado las tormentas en estas regiones de manera poderosa», concluye este investigador, experto sobre los efectos de la contaminación en las tormentas y el clima.

ep

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