Las nubes y la lluvia desempeñan un papel crucial a la hora de limpiar la atmósfera
El Océano Austral es conocido por tener el aire más limpio de la Tierra. Pero las razones precisas siguen siendo un misterio, hasta ahora.
Hay algo más que una simple falta de actividad humana. Sí, hay menos gente ahí abajo que utiliza productos químicos industriales y quema combustibles fósiles. Pero también existen fuentes naturales de finas partículas, como la sal del mar o el polvo levantado por el viento.
Independientemente de su origen, las finas partículas sólidas o las gotitas de líquido suspendidas en el aire se conocen como "aerosoles". Se considera que el aire limpio tiene bajos niveles de aerosoles, sin discriminar entre fuentes naturales o industriales.
Una reciente investigación ha descubierto que las nubes y la lluvia desempeñan un papel crucial a la hora de limpiar la atmósfera.
Comprender el papel de las nubes y la lluvia
Los niveles de aerosoles sobre el Océano Austral están influenciados por una variedad de factores. Estos incluyen la cantidad de niebla salina y la variación estacional en el crecimiento de pequeños organismos parecidos a plantas llamados fitoplancton, que son una fuente de partículas de sulfato en el aire.
Se producen menos sulfatos durante el invierno, que es cuando es más prístino el aire sobre el Océano Austral.
Pero esa no es la historia completa. El Océano Austral es también el lugar más nublado de la Tierra. Experimenta lluvias esporádicas y de corta duración como en ningún otro lugar. Los investigadores de la Universidad Monash querían comprender el papel de las nubes y la lluvia en la limpieza del aire.
La mayor barrera para comprender estos procesos siempre ha sido la falta de observaciones de alta calidad de las nubes, las precipitaciones y los aerosoles en esta región del mundo mal observada.
Afortunadamente, una nueva generación de satélites nos permite estudiar imágenes de nubes con un detalle sin precedentes. Los autores desarrollaron un programa informático para reconocer diferentes patrones de nubes en una vasta área del Océano Austral.
Imagen: Una imagen en color real del satélite geoestacionario Himawari-8 que muestra el área de estudio y un ejemplo de nubes MCC (convección celular de mesoescala) cerradas y abiertas en forma de panal sobre el Océano Austral. Tahereh Alinejadtabrizi / npj Ciencia del clima y la atmósfera
En particular, estuvieron atentos a patrones distintivos en forma de panal en el campo de nubes. Estas nubes en forma de panal son de gran interés porque desempeñan un importante papel en la regulación del clima.
Cuando la celda del panal está llena de nubes o "cerrada", es más blanca y brillante, reflejando más luz solar hacia el espacio. Entonces estas nubes ayudan a mantener la Tierra fresca.
Las celdas tipo panal vacías o "abiertas", por otro lado, dejan entrar más luz solar.
Estas complejidades siguen siendo una fuente de error al modelar el clima de la Tierra porque no se incluyen adecuadamente. Es importante lograr el equilibrio correcto entre celdas abiertas y cerradas, o los resultados pueden estar muy equivocados.
El hecho de que las celdas alveolares estén abiertas o cerradas también depende de la cantidad de lluvia que pueden producir.
Las celdas son lo suficientemente grandes como para ser vistas desde el espacio, entre 40 y 60 kilómetros de diámetro. Entonces podemos estudiarlas usando imágenes de satélite.
La investigación es particularmente oportuna dado el lanzamiento este mes de un experimento de nubes y precipitación en Kennaook/Cape Grim en Tasmania. Su objetivo es obtener datos de mayor resolución sobre las nubes, la lluvia y la luz solar.
Imagen: La mundialmente famosa estación de monitoreo de gases atmosféricos en Kennaook/Cape Grim, en el extremo noroeste de Tasmania. CSIRO
Eliminando los aerosoles del cielo
Compararon los patrones de nubes en forma de panal con mediciones de aerosoles del observatorio Kennaook/Cape Grim y también con las observaciones de lluvia de la Oficina de Meteorología de un pluviómetro cercano.
Los resultados mostraron que los días con el aire más limpio estaban asociados con la presencia de nubes abiertas en forma de panal. Los investigadores creen que esto se debe a que estas nubes generan lluvias esporádicas pero intensas, que parecen "lavar" las partículas de aerosol del aire.
Es algo contrario a la intuición, pero resulta que las celdas abiertas contienen más humedad y producen más lluvia que las celdas cerradas, blancas y esponjosas, llenas de nubes. Descubrieron que las nubes abiertas en forma de panal producen seis veces más lluvia que las cerradas.
Entonces, lo que parece un clima menos nublado visto por satélite en realidad desencadena las lluvias más efectivas para eliminar los aerosoles. Mientras que el patrón de panal relleno o cerrado, que parece más turbio, es menos efectivo. Ese fue uno de los aspectos más sorprendentes de los hallazgos.
Descubrieron que los panales vacíos son mucho más comunes durante los meses de invierno, cuando el aire está más limpio.
También querían saber qué hace que los campos de nubes tengan el aspecto que tienen. Su análisis sugiere que los sistemas meteorológicos a gran escala controlan el patrón del campo de nubes. A medida que las turbulentas tormentas atraviesan el Océano Austral, producen estas células abiertas y cerradas.
Aire fresco y mejores modelos climáticos
Esta investigación ha añadido una nueva pieza al rompecabezas de por qué el Océano Austral tiene el aire más limpio del mundo. Las precipitaciones son la clave, especialmente la lluvia procedente de estas nubes claras y abiertas con forma de panal. Los investigadores de la Universidad Monash ha sido los primeros en descubrir que son verdaderamente responsables de limpiar todo el aire que fluye sobre el Océano Austral.
Estos patrones de panal también se encuentran en las regiones del Atlántico Norte y del Pacífico Norte durante el invierno. Por tanto, el trabajo también ayudará a explicar cómo estas nubes eliminan los aerosoles, incluido el polvo y la contaminación, en estos lugares. Y los hallazgos ayudarán a mejorar los modelos climáticos, permitiendo predicciones más precisas.
La lluvia elimina los aerosoles del cielo de la misma manera que una lavadora limpia la ropa.
Después de que pasa el frente frío, el aire está limpio. Si pasas el invierno en la costa sur de Australia, podrás respirar los beneficios del aire fresco que llega del Océano Austral.
La investigación se ha publicado en npj Climate and Atmospheric Science: Wet deposition in shallow convection over the Southern Ocean
