Descubren que el calentamiento del Ártico podría impulsar la formación de hielo en las nubes y eso es preocupante

En el Ártico se registran con frecuencia temperaturas que favorecen la formación de nubes de fase mixta que contienen gotitas de líquido superenfriado y cristales de hielo. La composición de estas nubes desempeña un papel crucial en el equilibrio energético y el sistema climático de la región. Las nubes con más líquido duran más y reflejan más luz solar que las que tienen más cristales de hielo.

Con el calentamiento del Ártico, los meteorólogos se han interesado en determinar el efecto del aumento de las temperaturas en la composición de las nubes y su efecto más amplio en la región.

Los modelos climáticos generalmente predicen que a medida que el Ártico se calienta, las nubes de la región contendrán más agua líquida y menos hielo, ya que las temperaturas más cálidas generalmente suprimen la formación de cristales de hielo.

Sin embargo, la formación de nubes también está influenciada por la presencia de aerosoles que actúan como semillas, tanto para la condensación de gotas de líquido como para la formación de cristales de hielo.

En un estudio publicado en Communications Earth & Environment, investigadores dirigidos por el profesor asociado Yutaka Tobo del Instituto Nacional de Investigación Polar, Japón, investigaron la relación entre el aumento de las temperaturas del aire en la superficie y los aerosoles conocidos como partículas nucleadoras de hielo (PNH), que se sabe que promueven la formación de cristales de hielo en las nubes.

Descubrieron que el calentamiento de la superficie del Ártico provoca un aumento de las zonas sin nieve ni hielo, que liberan mayores cantidades de PNH activos.

"Encontramos que los PNH tendían a aumentar exponencialmente con el aumento de las temperaturas del aire en la superficie cuando las temperaturas subían por encima de 0 °C y aparecían áreas estériles sin nieve ni hielo y áreas con vegetación en Svalbard, una región que experimenta un calentamiento de cinco a siete veces más rápido que el promedio mundial ", dice el profesor asociado Tobo.

Las observaciones se basan en mediciones de PNH realizadas durante todo el año durante el período del proyecto Observatorio Multidisciplinario de Deriva para el Estudio del Clima Ártico (MOSAiC), de septiembre de 2019 a principios de octubre de 2020, en el Observatorio Zeppelin en Svalbard. Para identificar la cantidad de PNH, los investigadores recolectaron muestras de aerosoles y utilizaron un método establecido de congelación de gotitas, en el que las muestras se expusieron a condiciones de frío para ver si podían formar hielo.

Observaron que la cantidad de PNH aumentó durante los meses más cálidos (mediados de abril a septiembre), cuando las temperaturas del aire en la superficie eran superiores a 0 °C. Utilizando microscopía electrónica de barrido con análisis de rayos X de energía dispersiva, descubrieron que los PNH observados en los meses más cálidos eran principalmente polvo mineral y partículas carbonosas, similares a microorganismos o restos vegetales.

Entonces, ¿de dónde provienen estos aerosoles? Los datos del Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI), que indica la densidad de la vegetación, revelaron que en el verano, alrededor del 35% de Svalbard tenía valores NDVI positivos entre 0 y 0,5, lo que indica áreas estériles sin nieve como llanuras aluviales glaciares y áreas con vegetación con pastos, musgos y líquenes. Los hallazgos sugieren que los PNH son el polvo y los aerosoles orgánicos biológicos, como microorganismos o restos vegetales, liberados desde estas regiones.

Los resultados son preocupantes porque las tendencias de calentamiento invernal son incluso más severas que en verano, con temperaturas que aumentan más de 2 °C por década en Svalbard.

"Nuestros resultados sugieren la posibilidad de que el suministro de PNH altamente activos provenientes de fuentes terrestres de alta latitud aumente en respuesta al calentamiento superficial proyectado y, por lo tanto, este efecto debe considerarse en los modelos climáticos para mejorar nuestra comprensión del escenario de transición de fase de las nubes de fase mixta del Ártico", concluye el profesor asociado Tobo.

Referencia

Tobo, Y., et al. Surface warming in Svalbard may have led to increases in highly active ice nucleating particles, Communications Earth & Environment (2024). DOI: 10.1038/s43247-024-01677-0