Los científicos de la NOAA estudian cómo hacer las nubes marinas más brillantes y reflejar más la radiación solar

Dos métodos se han revelado como los más viables para aumentar la reflectividad de las nubes y de la atmósfera.

Según la NOAA, un método, la inyección de aerosoles estratosféricos (SAI por sus siglas en inglés), consiste en dispersar partículas microscópicas a una altitud de entre 11 y 48 kilómetros en la atmósfera para reflejar una pequeña porción de la luz solar de vuelta al espacio. El otro método, el aclaramiento de nubes marinas (MCB, por sus siglas en inglés), consiste en sembrar nubes marinas de baja altitud con partículas de sal marina para aumentar su reflectividad y reducir la cantidad de luz solar que llega a las aguas subyacentes.

Una característica bien establecida de las partículas atmosféricas es que, si bien reflejan una pequeña fracción de la luz solar entrante, una porción mucho mayor de la luz solar que no se refleja se difunde en gran medida, es decir, se dispersa hacia adelante en diferentes direcciones. Ahora, un nuevo estudio de la NOAA publicado en la revista Geophysical Research Letters ha descubierto que esta difusión de la luz solar desde las partículas en la estratosfera podría indirectamente hacer que las nubes marinas a miles de metros por debajo sean más reflectantes o, en esencia, más brillantes.

“Este efecto podría aumentar el reflejo de la luz solar de una nube hasta en un 10%, lo cual es mucho mayor de lo que esperábamos”, dijo el autor principal Jake Gristey, científico investigador del CIRES de la Universidad de Colorado.quien también está afiliado a LASPy el Laboratorio de Ciencias Químicas de la NOAA(CSL).

El efecto resultó ser tan grande que Gristey inicialmente pensó que algo fallaba en el código de su modelo informático. Tras revisar cuidadosamente sus cálculos y reproducir resultados similares con configuraciones de modelo ligeramente diferentes, se dio cuenta de que podría haber dado con algo.

Hallazgo sorprendente

Hasta la fecha, la investigación sobre intervención climática se ha basado principalmente en estudios de modelado que investigan los impactos del SAI o del MCB de forma casi totalmente independiente. Por consiguiente, el impacto del SAI en el brillo de las nubes no se ha examinado directamente. Tras una conversación informal con colegas científicos del CSL, Gristey se inspiró para realizar algunos cálculos iniciales de modelos para investigar las posibles conexiones entre ambos métodos.

Gristey utilizó un modelo de transferencia de energía para simular la dirección y la trayectoria de dispersión de los fotones solares individuales tras el impacto de múltiples gotitas en una nube teórica. Al variar el ángulo de incidencia de los fotones, logró determinar una estrecha relación entre el ángulo de incidencia y la profundidad a la que los fotones penetran en la nube.

Un fotón que penetra en una nube directamente desde arriba puede penetrar el doble de profundo que uno que lo hace en un ángulo más pronunciado. Cuanto más profundo penetra un fotón en una nube, menos probable es que se refleje y regrese hacia arriba.

“Como cualquier tirador o boxeador experimentado puede decirte, si golpeas algo en un ángulo oblicuo, es mucho más probable que simplemente se desvíe”, dijo Gristey. “Lo mismo ocurre con un fotón”.

A continuación, amplió la imagen y utilizó un modelo 1D para simular un escenario idealizado de SAI, en el que una capa sustancial de aerosoles uniformes se dispersa uniformemente en la estratosfera a unos 19 kilómetros por encima de una capa de nubes marinas. Sin la capa de aerosoles, la luz solar que entra en la capa de nubes proviene casi exclusivamente de la parte superior, con solo un 6,4 % de radiación difusa. Con la capa de aerosoles, esta radiación se incrementa drásticamente hasta el 59,1 %.

Con la mayor difusión de la luz solar, la reflectividad de las nubes aumenta aproximadamente un 10 %. Si se desplegara un SAI sobre una región nubosa, el brillo por difusión podría, en ciertas condiciones, proporcionar un efecto de enfriamiento mayor que el de los propios aerosoles estratosféricos. Dado que las nubes cubren en promedio alrededor de dos tercios de la Tierra, esta situación se produciría con frecuencia.

Lo que esto significa en términos prácticos, explicó Gristey, es que la implementación del SAI “podría causar indirectamente un efecto de brillo adicional o 'bonus' de las nubes marinas, lo que aumentaría sustancialmente la efectividad general de enfriamiento del SAI”.

“Nuestra evaluación del brillo por difusión podría tener profundas implicaciones para una posible implementación de la gestión de la radiación solar”, afirmó Graham Feingold, científico investigador del CSL y coautor, cuyo trabajo se centra en las nubes y los aerosoles. “La evaluación de la gestión de la radiación solar requiere una comprensión completa de efectos colaterales como estos en todo el sistema terrestre”.

Por orden del Congreso, la NOAA lidera un programa de investigación plurianual para investigar, detectar, monitorear y evaluar eventos naturales, involuntarios o intencionales que podrían alterar el balance de radiación de la Tierra al aumentar la reflectividad de la estratosfera o las nubes marinas. La NOAA no aprueba ni respalda ningún enfoque o técnica de intervención climática. La NOAA no realiza ni planifica experimentos al aire libre.