Un estudio de la NASA sobre el efecto atmosférico en la contaminación muestra que un ambiente altamente contaminado dificulta el crecimiento de nubes convectivas, que dan lugar a las tormentas. El trabajo se publica en Nature Communications.

Concretamente, al reducir la brecha de temperatura entre el suelo y el aire, el humo suprime la formación y el crecimiento de las nubes.

Investigadores dirigidos por el científico Jonathan Jiang del Laboratorio de Propulsión a Chorro, utilizaron datos de observación de dos satélites de la NASA para investigar los efectos del humo y los contaminantes atmosféricos producidos por el hombre a diferentes concentraciones en nubes convectivas profundas.

Los dos satélites, el CALIPSO (Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) y el CloudSat, orbitaron en la misma ruta con solo unos pocos segundos de diferencia desde 2006 hasta este año. CloudSat usa un radar para medir ubicaciones y alturas de nubes en todo el mundo, y CALIPSO utiliza un instrumento llamado lidar para medir el humo, polvo, contaminación y otras partículas microscópicas en el aire, que se conocen colectivamente como aerosoles, en las mismas ubicaciones y en casi el mismo tiempo. Los conjuntos de datos combinados permiten a los científicos estudiar cómo las partículas de aerosol afectan las nubes.

CALIPSO puede clasificar los aerosoles en varios tipos, una capacidad que se mejoró hace dos años cuando el equipo de la misión desarrolló técnicas mejoradas de procesamiento de datos. Aproximadamente al mismo tiempo, el equipo de CloudSat también mejoró su clasificación de los tipos de nubes. El equipo de Jiang sabía que estas mejoras tenían el potencial de aclarar cómo los diferentes aerosoles afectan la capacidad de crecimiento de las nubes. Le llevó dos años revisar ambos conjuntos de datos, elegir el mejor período de cinco años y las regiones de la Tierra para estudiar y hacer el análisis.

Cenizas, sal y polen

Normalmente, las nubes no pueden formarse sin algunos aerosoles, porque el vapor de agua en el aire no se condensa fácilmente en agua líquida o hielo a menos que entre en contacto con una partícula de aerosol. Pero hay muchos tipos de aerosoles, no solo los estudiados aquí, sino cenizas volcánicas, sal marina y polen, por ejemplo, con una amplia gama de tamaños, colores, ubicaciones y otras características. Todas estas características afectan la forma en que los aerosoles interactúan con las nubes. Incluso el mismo tipo de aerosol puede tener diferentes efectos a diferentes altitudes en la atmósfera o en diferentes concentraciones de partículas.

Las partículas de humo absorben la radiación de calor emitida por el suelo. Esto aumenta la temperatura de las partículas de humo, que luego pueden calentar el aire. Al mismo tiempo, bloquean la entrada de luz solar, lo que mantiene el suelo más fresco. Eso reduce la diferencia de temperatura entre el suelo y el aire. Para que se formen las nubes, el suelo debe estar más caliente y el aire más fresco para que la humedad en el suelo pueda evaporarse, elevarse y condensarse más en la atmósfera. Al reducir la brecha de temperatura entre el suelo y el aire, el humo suprime la formación y el crecimiento de las nubes.

Los aerosoles contaminantes humanos como los sulfatos y nitratos, por otro lado, no absorben mucha radiación de calor. En concentraciones moderadas, agregan más partículas a la atmósfera para que el agua se condense, permitiendo que las nubes crezcan más altas. Sin embargo, si la contaminación es muy fuerte, la gran cantidad de partículas en el cielo bloquea la entrada de luz solar, un efecto a menudo visible en las ciudades más contaminadas del mundo. Eso enfría el suelo al igual que los aerosoles de humo, inhibiendo la formación de nubes.

Los científicos también estudiaron los aerosoles de polvo y descubrieron que sus características variaban tanto de un lugar a otro que podían suprimir o potenciar la formación de nubes. "Se trata de la complejidad en el color y el tamaño del polvo", dijo Jiang. "El polvo del Sáhara puede ser más liviano, mientras que el polvo de un desierto asiático probablemente sea más oscuro". Una manta de polvo de color más claro o más pequeña dispersa la luz solar entrante sin calentar el aire. Las partículas de polvo más grandes o más oscuras absorben la luz solar y calientan el aire.