·El estudio, donde participa la investigadora del Centro de Ciencias de la Atmósfera de la UNAM, Graciela Binimelis de Raga, fue publicado en la revista Science
·Determina, por primera vez, los efectos radiativos y microfísicos de esos elementos en las precipitaciones
Un equipo internacional de investigación, en el que participa el Centro de Ciencias de la Atmósfera (CCA) de la UNAM, ha propuesto un nuevo modelo que examina el papel de las partículas de aerosol en la formación y evolución de nubes y su impacto en el clima.
La investigación, que se publicó el pasado viernes en la revista Science, combina, por primera vez, los impactos radiativos y microfísicos de partículas de aerosol en la cantidad y frecuencia de lluvia.
Las partículas de aerosol atmosférico, juegan un papel crucial en la formación de nubes, pues actúan como núcleos de condensación, explicó la doctora Graciela Binimelis de Raga, del CCA. “Es un hecho indiscutible que cada gota de nube observada en la atmósfera se ha formado sobre una partícula de aerosol”.
El aumento de la concentración de partículas de aerosol producidas por actividades humanas, tiene un efecto en la cantidad, así como en la distribución espacio-temporal de las nubes y la precipitación.
Las partículas de aerosol en las nubes pueden provocar grandes cambios en los patrones de precipitación, y éstos, a su vez, en los recursos regionales de agua, y en los sistemas de circulación locales y globales, que constituyen el clima de la Tierra.
Las complejas interacciones entre parámetros meteorológicos, partículas atmosféricas, microfísica y dinámica de nubes, han dificultado la evaluación de cambios en la precipitación y el clima.
Estudios recientes muestran que el incremento de las concentraciones ambientales de partículas de aerosol puede ocasionar tanto un aumento como una disminución en la precipitación, por lo que el papel que juegan dichas partículas continúa siendo una de las grandes incertidumbres en la comprensión del sistema climático.
No obstante, el estudio logra resolver esta aparente dicotomía. El modelo conceptual indica que la concentración de partículas es un factor crítico que controla cómo se distribuye la energía en la atmósfera.
En el artículo Inundación o sequía: ¿Cómo afectan las partículas atmosféricas a la precipitación?, los investigadores señalan que las nubes, y consecuentemente la lluvia producida por ellas, son el resultado de ascensos de aire húmedo desde la superficie hasta que se produce la condensación del vapor de agua y la congelación del agua líquida e interacciones entre los hidrometeoros dentro la nube, en tanto que la energía necesaria para la evaporación de agua y el calentamiento en la superficie proviene del Sol.
Las partículas atmosféricas juegan un doble papel: por un lado, su presencia provoca una reducción en la cantidad de energía solar que llega a la superficie; por lo tanto, cuando hay muchas en suspensión, el aire cerca de la superficie es más fresco y seco y la tendencia a formar nubes es menor.
Por otro lado, las partículas constituyen los embriones para las gotas de nube y se libera calor a la atmósfera cuando el vapor de agua condensa sobre ellas. El calor calienta el aire, provocando un ascenso adicional, llevando consigo las gotitas producidas.
Cuando la concentración de partículas es alta, las gotas formadas son más pequeñas, no alcanzan el tamaño necesario para precipitar y una cantidad mayor de agua líquida es transportada hacia mayores alturas dentro de la nube.
A esas alturas, se produce una liberación adicional de calor debido a la congelación de las gotitas, lo que resulta en una intensificación de la convección y, como consecuencia, una mayor precipitación en la superficie. Sin embargo, concentraciones muy altas de partículas reducen tanto la energía en superficie, que se elimina por completo la formación de nubes.
El hecho de que las partículas sean activas tanto en procesos radiativos como microfísicos, hace que la respuesta en términos de precipitación sea no lineal y exista un rango óptimo de concentración de partículas, que resulta en mayor precipitación.
En resumen, partiendo de condiciones limpias, un incremento en la concentración de partículas causa una disminución en la producción de lluvia. Un aumento continuado de concentración de partículas lleva a condiciones de mayor precipitación, mientras que una concentración aún mayor puede resultar en la inhibición total de la producción de nubes.
En la investigación, también participan el Institute of Earth Sciences, de The Hebrew University of Jerusalem, Israel; el Institute for Atmospheric and Climate Science, de Zurich, Suiza; el Environmental Change Institute, de la National University of Ireland, Galway, Irlanda; el Department of Physics, de la University of Helsinki, Finlandia; el Instituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima -CNR, Bologna, Italia y el Max Planck Institute for Chemistry, Mainz, Alemania.
Los programas internacionales International Geosphere-Biosphere Programme y el World Climate Research Programme), auspician actualmente el desarrollo de una iniciativa denominada Aerosols, Clouds, Precipitation and Climate, con el objeto de profundizar en los aspectos mencionados en el presente estudio.
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