Aerosoles y formación de nubes de hielo
¿Qué tipo de aerosoles cataliza la congelación de las gotas de las nubes?
Las nubes sobreenfriadas son aquellas cuyas gotas siguen siendo líquidas a temperaturas inferiores a los cero grados centígrados. Para que esas gotas inicien el proceso de formación de hielo necesitan de la presencia de determinadas sustancias (catalizadores) denominadas núcleos de hielo. En presencia de estos núcleos de hielo el agua comienza a cristalizar, de forma que nubes constituidas inicialmente por gotas líquidas pueden dar lugar a precipitaciones de nieve o granizo.
Hoy día existe aún un gran desconocimiento sobre la naturaleza de los núcleos de hielo:
¿Cuál es el origen de los núcleos de hielo?, ¿de que están hechos?
¿Cuánto tiempo permanecen en la atmósfera?
¿Pueden ser transportados a larga distancia?
La revista científica Tellus (servicio meteorológico Sueco) pública un nuevo estudio en el que, científicos de la Universidad de Basilea, el Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (Tenerife), el Laboratorio de Ciencias Materiales y Tecnología de Suiza y el Instituto Paul Scherrer(Suiza) abordan estas cuestiones. Más específicamente, el estudio tiene como objetivos la identificación: i) del tipo de partículas que pueden actuar como núcleos de hielo a ocho grados bajo cero (-8ºC), un valor de temperatura relevante para la formación de determinadas nubes, y ii) de los procesos que pueden influir en su tiempo de vida en la atmósfera.
El estudio se basa en el análisis de muestras de aerosoles (partículas sólidas suspendidas en el aire ambiente) tomadas a lo largo de un año en tres observatorios atmosféricos: Junfraujoch (ubicado a 3580 metros de altitud en los Alpes Suizos), Izaña (ubicado a 2370 metros de altitud en Tenerife) y Chaumount (ubicado a 1136 metros en la meseta Suiza). Las muestras fueron analizadas para evaluar la capacidad de los aerosoles para actuar como núcleo de hielo, es decir, como catalizador que active la formación de hielo en las nubes.
De los numerosos aerosoles presentes en la atmósfera, tan solo se han identificado a dos con capacidad para actuar como núcleos de hielo:
1) núcleos de hielo de origen biológico, entre los que destacan determinadas bacterias, esporas de hongos y restos vegetales de pocas micras de tamaño.
2) núcleos de hielo de polvo desértico, como el emitido en el Sahara y Sahel, y otros de los desiertos que se extienden a latitudes subtropicales, que en la práctica son transportados a miles de kilómetros de su lugar de origen.
Los núcleos de hielo de origen biológico se activan a temperaturas relativamente cálidas, entre los -3 y – 10ºC, mientras que los núcleos de hielo de polvo desértico se activan a temperaturas más frías que los -15ºC. Por este motivo, las concentraciones de núcleos de hielo con capacidad de activarse a -8ºC en condiciones de polvo del Sahara en el observatorio de Izaña son bajas (máx.: 1 núcleo de hielo en cada metro cúbico de aire). Por el contrario, las concentraciones de núcleos de hielo que se pueden activar a -8ºC en los observatorios Suizos (Junfraujoch y Chaumount) son elevadas (entre 1 y 100 núcleo de hielo en cada metro cúbico de aire) debido a la abundancia de material biológico. Los resultados indican que los núcleos de hielo son eliminados de la atmósfera mediante procesos de precipitación, incluidos los procesos de precipitación (de nieve o granizo) que ellos mismo desencadenan una vez se han activado. Esto implica que los núcleos de hielo solo pueden actuar como tales una sola vez. Este sería el motivo por el que en el observatorio de Junfraujoch (3580 metros de altitud, Alpes) los aerosoles con capacidad de actuar como núcleos de hielo son abundantes en verano, estación en la que son transportados a partes altas de la atmósfera mediante corrientes convectivas y en la que tienen un mayor tiempo de permanencia en la atmósfera debido a que las altas temperaturas impiden la formación de hielo (es decir, los núcleos de hielo están desactivados). Por el contrario, las bajas temperaturas del invierno activan a los núcleos de hielo, haciéndoles salir de la atmósfera mediante las precipitaciones que ellos mismos desencadenan.
Datos de la publicación:
Autores: FRANZ CONEN, SERGIO RODRIGUEZ, CHRISTOPH HÜGLIN, STEPHAN HENNE, ERIK HERRMANN, NICOLAS BUKOWIECKI and CHRISTINE ALEWELL.
Título: Atmospheric ice nuclei at the high-altitude observatory Jungfraujoch, Switzerland.
Revista: Tellus B 2015, 67, 25014.
DESCARGA DEL ARTÍCULO http://www.tellusb.net/index.php/tellusb/article/view/25014
Viernes, 06 Marzo 2015
Fuente: El Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (CIAI) AEMET