Fuente: Phys - por American Geophysical Union - 11 de agosto 2021
A medida que los incendios forestales y las olas de calor estresan el oeste de Estados Unidos, aumenta la preocupación por la sequía: Los paisajes secos arden con más facilidad y la lluvia puede ayudar a sofocar los incendios que ya están en marcha. Pero el humo de los incendios forestales puede impedir que caiga esa lluvia esencial.
Un nuevo estudio revela que las diminutas partículas del humo de los incendios forestales afectan a la forma en que se forman las gotas en las nubes, lo que podría provocar menos lluvia y agravar las condiciones de sequedad que alimentan los incendios.
Cuando los incendios forestales envían humo a la atmósfera, las partículas más pequeñas vuelan con él. Las gotas de agua pueden condensarse en las partículas de las nubes.
Los autores del estudio esperaban un aumento del número de gotas de agua que se forman en las nubes como consecuencia de los incendios forestales, ya que más partículas crean más gotas. Pero la diferencia entre las nubes ahumadas y las limpias fue mayor de lo esperado, ya que las nubes ahumadas albergaban un número de gotas cinco veces superior al de sus homólogas limpias. Además, las gotas ahumadas tenían la mitad de tamaño que las nubes limpias.
Esa diferencia de tamaño es la que podría impedir la caída de las gotas. Dado que es menos probable que las gotas pequeñas crezcan y acaben cayendo en forma de lluvia, los incendios forestales en el oeste de EE.UU. podrían significar menos lluvia durante la temporada de incendios, según el nuevo estudio publicado en la revista de la AGU Geophysical Research Letters, que publica informes de alto impacto y formato corto con implicaciones inmediatas que abarcan todas las ciencias de la Tierra y el espacio.
"Nos sorprendió la eficacia de estas partículas, principalmente orgánicas, en la formación de gotas de nubes y el gran impacto que tenían en la microfísica de las nubes", afirma la autora principal, Cynthia Twohy, científica atmosférica de NorthWest Research Associates y del Instituto Scripps de Oceanografía. "Empecé a pensar: '¿Cuáles son los efectos a largo plazo de esto? Tenemos sequía y muchos incendios forestales, que aumentan con el tiempo. ¿Qué papel juegan las nubes en este panorama?".
Twohy y un equipo de químicos atmosféricos pasaron el verano de 2018 en un avión de investigación C-130 Hércules, tomando muestras de nubes altocúmulos a media altura mientras ardían los incendios en el oeste de EE.UU. Los instrumentos a bordo del avión midieron los gases y partículas emitidos por los incendios forestales y tomaron muestras de gotas, cuya química analizó Twohy de vuelta en el laboratorio.
El trabajo proporciona una nueva visión directa de la microfísica y la química de las nubes relacionadas con los incendios forestales que puede ayudar a los científicos a entender las posibles causas y efectos de los cambios atmosféricos durante los incendios.
Complejidades de las nubes de humo
En las nubes que alcanzan gran altura en la atmósfera, la adición de más partículas puede vigorizar las nubes y causar lluvia, pero lo contrario es cierto para las nubes cúmulos de menor altitud como las que Twohy estudió. Trabajos anteriores, no relacionados con el presente estudio, descubrieron cambios similares en el tamaño y la concentración de las gotas relacionados con el humo en el Amazonas, lo que respalda los nuevos hallazgos.
"Lo que realmente me entusiasmó de este trabajo fueron las conexiones con el ciclo hidrológico", dijo Ann Marie Carlton, una química atmosférica de la Universidad de California-Irvine que no participó en el nuevo estudio. "Observan diferencias en el tamaño de las gotas de las nubes y en las precipitaciones, y la formación de nubes influye sin duda en el ciclo hidrológico. Tener hallazgos tan sólidos relacionados con las nubes es algo inusual, según mi experiencia".
La microfísica de las nubes es compleja, y Twohy señala que hay otros factores, además del tamaño de las gotas, que hay que tener en cuenta para el impacto global que tienen las nubes de humo en el clima regional. El nuevo estudio se centró en los pequeños cúmulos, que cubren aproximadamente una cuarta parte del oeste de EE.UU. en verano, pero otros tipos de nubes, como las tormentas eléctricas de mayor altitud, podrían comportarse de forma diferente. En las nubes menos profundas, las gotas más numerosas y pequeñas también pueden ser más reflectantes, lo que podría tener un ligero efecto de enfriamiento en la superficie.
Dado que las lluvias de verano en la región están disminuyendo, Twohy cree que los efectos de la desecación están ganando terreno a los factores que podrían aumentar la lluvia, como la vigorización de las nubes.
"En las últimas dos décadas, las precipitaciones de verano han disminuido y las temperaturas han aumentado. Los efectos de las nubes son probablemente una parte importante de todo esto. Espero que estos resultados impulsen estudios detallados de modelización regional que nos ayuden a comprender el impacto neto del humo en las nubes y el clima de la región", afirma Twohy.
Si el humo de los incendios forestales hace menos probable la lluvia, la retroalimentación entre el humo, los periodos de sequía y más incendios forestales podría ser más común en el futuro". La microfísica de las nubes es compleja, por lo que puede ser cuestión de tiempo que estas relaciones queden claras. En cualquier caso, al relacionar el humo de los incendios forestales con los cambios en las nubes y, tímidamente, con las precipitaciones, la nueva investigación de Twohy empuja a la física y la química atmosféricas a ponerse al día con el cambio climático.
"Como los seres humanos han perturbado la composición de la atmósfera, hay todas estas retroalimentaciones e interacciones que ni siquiera conocemos", dijo Carlton. "Este experimento que estamos haciendo en el planeta Tierra está alterando las nubes y el ciclo hidrológico, al menos regionalmente. Creo que este trabajo está arañando la superficie de lo que no sabemos".