El polvo del desierto ayudaría a congelar una nube
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Un nuevo estudio muestra que las partículas de polvo de desiertos lejanos pueden provocar que las nubes del hemisferio norte de la Tierra formen cristales de hielo. Este mecanismo sutil tiene implicaciones importantes para las proyecciones climáticas.
Basándose en 35 años de observaciones satelitales, un equipo de investigación internacional dirigido por la ETH de Zúrich descubrió que el polvo mineral —pequeñas partículas arrastradas por el viento y transportadas a la atmósfera superior— puede provocar la congelación de las gotas de las nubes. Este proceso es particularmente importante en las regiones septentrionales, donde las nubes a menudo se forman en un rango de temperatura justo por debajo del punto de congelación.
“Donde el polvo es más abundante, es mucho más probable que las nubes se congelen en la parte superior”, explicó Diego Villanueva, investigador postdoctoral de Física Atmosférica en la ETH de Zúrich y autor principal del estudio.
El polvo convierte las nubes en hielo #
Los investigadores se centraron en las nubes que contienen tanto agua sobreenfriada como hielo, formándose entre −39 °C y 0°C. Estas nubes son comunes en regiones de latitudes medias y altas, particularmente en el Atlántico Norte, Siberia y Canadá. Los investigadores han demostrado que estas nubes son extremadamente sensibles a los cambios ambientales —especialmente a la presencia de núcleos de cristales de hielo que se forman principalmente a partir de aerosoles de polvo del desierto.
Al comparar la frecuencia de las nubes de hielo con el contenido de polvo, los investigadores observaron un patrón notablemente consistente: cuanto más polvo y más frías eran las nubes, más frecuentes eran las nubes de hielo. Es más, según los investigadores, este patrón coincidía casi a la perfección con experimentos de laboratorio sobre cómo el polvo provoca el congelamiento de las gotitas.
“Este es uno de los primeros estudios que demuestra que las mediciones satelitales de la composición de las nubes coinciden con lo que sabemos en el laboratorio”, afirma Ulrike Lohmann, coautora principal y profesora de Física Atmosférica en la ETH de Zúrich.
Un nuevo punto de referencia para los modelos climáticos #
“La forma en que las nubes forman cristales de hielo o se glacian influye directamente en la cantidad de luz solar que se refleja al espacio y en la cantidad de agua que liberan en forma de precipitación”, afirmó Villanueva. Estos factores son vitales para los modelos climáticos. Sin embargo, hasta ahora, muchos de estos modelos carecían de un punto de referencia sólido sobre cómo funciona realmente la glaciación de las nubes a escala global.
Los nuevos hallazgos establecen una relación medible entre el polvo en el aire y la abundancia de hielo en la cima de las nubes, lo que proporciona un punto de referencia crucial para mejorar las proyecciones climáticas. «Esto ayuda a identificar una de las piezas más inciertas del rompecabezas climático», explicó Villanueva.
Una imagen compleja, con una señal clara #
Durante décadas, los científicos del clima y la atmósfera han estudiado el congelamiento de gotas a microescala. Este estudio muestra, por primera vez, que la formación de hielo en las nubes (o glaciación) sigue el mismo patrón que la congelación de gotas, pero a una escala mucho mayor.
Sin embargo, la conexión entre el polvo y el hielo no se manifiesta de la misma manera en todo el planeta. En regiones desérticas como el Sahara, la formación de nubes es escasa y el fuerte movimiento de aire más caliente puede inhibir la congelación. En el hemisferio sur, los aerosoles marinos a menudo actúan como polvo.
En resumen #
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Utilizando 35 años de datos satelitales, los investigadores observaron un patrón consistente de cómo las gotas de agua en las nubes se congelan y forman cristales de hielo (lo que se conoce como glaciación de nubes), provenientes del polvo del desierto en la atmósfera.
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La forma en que se congelan las gotas de las nubes es una pieza vital del rompecabezas para los modelos climáticos.
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Los investigadores descubren que la glaciación de nubes sigue el mismo patrón desde la escala nanométrica hasta la escala kilométrica.
Cita #
- El artículo Dust-driven droplet freezing explains cloud-top phase in the northern extratropics (La congelación de gotas impulsada por el polvo explica la fase superior de las nubes en los extratrópicos del norte) fue publicado en Science. Autores: D. Villanueva, M. Stengel, C. Hoose, O. Bruno, K. Jeggle, A. Ansmann & U. Lohmann
Agradecimientos #
Los científicos agradecen al proyecto CDO por proporcionar herramientas de posprocesamiento, al proyecto CCI_Cloud por el acceso a los datos de la nube y a la NASA por brindar acceso al reanálisis de aerosoles MERRA-2.
Financiamiento #
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D.V. recibió financiación del Programa Walter Benjamin de la DFG (VI 1223/1-1), la ETH de Zúrich y la Fundación Simons. La contribución de M.S. recibió el apoyo de la Agencia Espacial Europea (ESA) a través del proyecto Cloud_cci (contrato 4000128637/20/I-NB).
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El artículo Do you want to freeze a cloud? Desert dust might help firmado por Marianne Lucien, Corporate Communications de ETHZ fue publicado en la sección de noticias de la universidad suiza.