Las partículas ultrafinas podrían causar tiempo extremo

Según los últimos informes del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), los extremos climáticos, como sequías y fuertes precipitaciones, aumentarán en el futuro. "Hasta ahora, los investigadores del clima han atribuido estos cambios a una mayor concentración de dióxido de carbono y la mayor capacidad de vapor de agua de una atmósfera más cálida", dice el Dr. Wolfgang Junkermann de la División de Investigación Ambiental Atmosférica del Instituto de Meteorología e Investigación del Clima de KIT (IMK- IFU), Campus Alpine de KIT en Garmisch-Partenkirchen.

Sin embargo, dado que el dióxido de carbono se distribuye homogéneamente en el espacio debido a su larga vida útil, , agrega.no explica suficientemente la variabilidad de la distribución y la ocurrencia de eventos meteorológicos extremos sin tener en cuenta el ciclo hidrológico

Partículas ultrafinas y fenómenos extremos

Junto con el investigador del clima, el profesor Jorg Hacker, del Instituto de Investigación independiente Airborne Research Australia (ARA), Junkermann argumenta que la combustión de combustibles fósiles produce partículas ultrafinas de hasta 100 nanómetros de tamaño y contribuyen significativamente a los fenómenos meteorológicos extremos, porque actúan como núcleos de condensación y tienen un impacto regional a corto plazo en la física de las nubes.

"Con los modelos convencionales de formación de nubes, podemos demostrar que el aumento de partículas ultrafinas da como resultado la formación de gotas también particularmente finas", explica Junkermann. "Como resultado, el agua permanece mucho más tiempo en la atmósfera, la lluvia se suprime inicialmente y se desarrolla una reserva de energía adicional en la troposfera media, lo que promueve la precipitación extrema. Puede ocurrir a cientos de kilómetros de distancia. Una distribución heterogénea de la contaminación por nanopartículas podría explicar las grandes diferencias regionales de los fenómenos meteorológicos extremos".

Hasta ahora, el impacto de las partículas ultrafinas en la formación de nubes solo se puede observar directamente en casos muy raros. Por este motivo, los investigadores utilizaron datos sobre la cantidad y distribución del polvo ultrafino en la atmósfera terrestre y sobre los cambios del ciclo hidrológico. Descubrieron que en muchas áreas de la Tierra, un aumento en el número de partículas se correlaciona con patrones de precipitación que cambian regionalmente.

"Sobre el Mar Mediterráneo, por ejemplo, la concentración de partículas ha aumentado en un factor de 25 desde la década de 1970", dice Junkermann. “En el mismo período, se observan fuertes variaciones de precipitación con disminución de lluvias regulares y aumento de sequías y eventos extremos.

"Se encuentran patrones similares en Australia y Mongolia. Este hallazgo se basa en una extensa serie de mediciones con aviones pequeños que produjeron el conjunto de datos probablemente más grande de este tipo durante un período de 20 años. Los datos cubren emisiones históricamente reconstruibles y cambios climáticos regionales bien documentados. en áreas de Asia, América Central, Europa y Australia".

Aumento de partículas ultrafinas

Estos datos confirman un aumento extremo de las emisiones de partículas desde la década de 1970. "En ciertos lugares, encontramos hasta 150 000 partículas en comparación con las 1000 partículas de hace 40 años", dice Junkermann. "Estas concentraciones extremas se atribuyeron a centrales eléctricas, refinerías o tráfico de barcos y, a menudo, y en particular, a grandes plantas de incineración con la última tecnología de gases de escape". Desde la década de 1990, el amoníaco se ha utilizado para prevenir la formación de óxidos de nitrógeno (NOx) en los gases de escape de las instalaciones industriales. Los investigadores asociaron esto con la emisión de muchas nanopartículas a la atmósfera.

En su artículo, los científicos piden una mejor consideración de la creciente concentración de polvo ultrafino en la atmósfera en los escenarios de investigación climática. Los cálculos utilizados hasta ahora se han basado en valores de polvo de escenarios de emisión de principios de siglo. "Los datos actualizados mejorarán considerablemente la modelización del ciclo hidrológico, los cambios de precipitación y los fenómenos meteorológicos extremos", señala Junkermann.

Referencia

Unprecedented levels of ultrafine particles, major sources, and the hydrological cycle. Wolfgang Junkermann & Jorg Hacker. Scientific Reports volume 12, Article number: 7410 (2022). https://www.nature.com/articles/s41598-022-11500-5