¿Puede una partícula mucho más pequeña que un grano de polvo cambiar el empuje de una gran nube tropical? Un equipo internacional ha encontrado dentro de nubes convectivas profundas una reserva de vapor de agua mucho mayor de lo habitual. Esa humedad podría permitir que aerosoles diminutos favorezcan corrientes ascendentes más rápidas.
El hallazgo no demuestra que esas partículas reforzaran las nubes observadas. Sí confirma que uno de los requisitos físicos del proceso puede aparecer en la atmósfera real y sugiere que parte de la investigación anterior buscó en nubes poco adecuadas. La clave está en un fenómeno llamado sobresaturación.
El combustible de la nube
En este contexto, un aerosol no es un bote de espray, sino una partícula sólida o líquida suspendida en el aire. La sal marina, el polvo y el humo pueden aportar estas semillas para formar gotas de nube.
La sobresaturación aparece cuando el aire contiene más vapor de agua del que puede mantenerse en forma gaseosa a una temperatura concreta. El exceso tiende a condensarse, igual que el vaho acaba formando gotas en un espejo frío.
Si se activan más partículas, aparecen nuevas gotas y aumenta la condensación. Ese cambio libera calor latente, la energía que desprende el agua al pasar de vapor a líquido, y puede dar más flotabilidad al aire ascendente. La sobresaturación funciona así como el combustible del mecanismo.
Vuelos sobre Filipinas
El estudio fue encabezado por Zengxin Pan, de la Universidad de Wuhan, y Daniel Rosenfeld, de la Universidad Hebrea de Jerusalén y la Universidad de Wuhan. También participaron Lin Zang, Feiyue Mao y Jiwen Fan, del Laboratorio Nacional Argonne y la Universidad de Chicago.
El equipo analizó observaciones de CAMP2Ex, una campaña de la NASA realizada entre el 20 de agosto y el 10 de octubre de 2019 sobre Filipinas y mares cercanos. Dos aviones de investigación volaron alrededor y dentro de sistemas convectivos para estudiar aerosoles, gotas, precipitación y movimiento del aire.
Los investigadores estimaron la sobresaturación a partir de la velocidad de las corrientes ascendentes y de la distribución de las gotas. En términos sencillos, compararon el exceso de humedad generado al enfriarse el aire que sube con la cantidad retirada por condensación. No fue una lectura directa de un único sensor.
Por qué no se había visto
En zonas con gotas líquidas por debajo de cero, la estimación llegó a cerca del 10 por ciento alrededor de cinco grados bajo cero. A mayor altura siguió aumentando, aunque la formación de hielo hizo menos precisos los cálculos basados solo en agua líquida. Los valores superaron ampliamente los de trabajos aéreos comparables.
Los máximos aparecieron con ascensos rápidos y pocas gotas. Cuando hay muchas, su superficie conjunta captura el vapor con rapidez y reduce la sobresaturación. Cuando chocan, se unen y empiezan a precipitar, queda menos superficie disponible y la humedad sobrante puede acumularse.
Muchos estudios anteriores se centraron en nubes poco profundas, ambientes más contaminados o regiones situadas bajo la parte más activa de la corriente ascendente. «Para observar este mecanismo en acción, hay que analizar nubes profundas y limpias sobre el océano», afirmó Rosenfeld. Aquí, «limpias» significa con relativamente pocas partículas y gotas, no libres de aerosoles.
Otra campaña lo respalda
Un estudio complementario dirigido por Saurabh Patil analizó datos de la campaña ESCAPE frente a las costas de Texas y Luisiana. Allí se estimó de forma independiente una sobresaturación poco frecuente cercana al 11 por ciento dentro de corrientes ascendentes convectivas profundas. El trabajo apareció en Journal of Geophysical Research, sección Atmospheres.
Los valores extremos volvieron a asociarse con ascensos intensos y concentraciones bajas de gotas. Que dos campañas distintas encuentren el mismo patrón refuerza la idea de que estas condiciones existen fuera de los modelos. Aun así, coincidencia no es causalidad.
Lo que falta por demostrar
Las observaciones muestran que la nube puede reunir el combustible necesario, pero no que los aerosoles encendieran el proceso en los casos muestreados. Para probarlo habrá que comparar nubes tropicales limpias y contaminadas bajo condiciones meteorológicas parecidas. Esa es la prueba decisiva.
Las futuras campañas también deberán separar mejor el agua líquida del hielo. En las partes más frías de una nube profunda conviven ambos, y una estimación que solo tenga en cuenta las gotas puede distorsionar la sobresaturación. El detalle parece pequeño, pero cambia la lectura del resultado.
Al final del día, esta línea de trabajo busca mejorar la predicción de la convección profunda, la lluvia, los rayos y su influencia en el clima. No convierte a cada aerosol en un amplificador de tormentas. Señala algo más matizado, que ciertas nubes tropicales sí pueden crear el escenario físico para que partículas diminutas las refuercen.
El estudio principal se ha publicado en Advances in Atmospheric Sciences.
