El polvo Sahariano activa la formación de nubes de hielo

La formación de nubes que contienen hielo (como los cirros) requiere de la presencia de sustancias que catalicen la conversión de agua líquida o vapor de agua a hielo. A estas sustancias se les denomina núcleos de hielo. Estudios previos han observado que al derretir los cristales de hielo capturados en nubes se suelen encontrar pequeñas residuos de polvo desértico y material biológico, lo cual sugiere que estas sustancias pueden jugar un papel importante como núcleos de hielo en la atmósfera.

Un equipo de investigadores del Instituto de Atmósfera y Clima de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH) y del Centro de Investigación Atmosférica de Izaña se propuso como objetivo el cuantificar la capacidad de las partículas de polvo desértico para actuar como núcleo de hielo. Para realizar este estudio se diseñó un experimento que se llevó a cabo en el Observatorio de Izaña durante dos veranos, estación del año en la que este emplazamiento se encuentra dentro de la Capa de Aire Sahariano, nombre que recibe la corriente de aire que trasporta el polvo desértico desde el Norte de África hasta el Caribe y las Américas entre 1 y 5 km de altitud (Fig. 1). En este experimento se realizaron mediciones de (1) la concentración, composición química y tamaño de los partículas, (2) la concentración de material biológico y (3) del número de cristales de hielo que se forman cuando a las partículas que viajan en la Capa de Aire Sahariano se las expone a temperaturas de entre 20ºC y 40ºC bajo cero (-20ºC y -40ºC).

Los resultados del estudio demostraron que una fracción (0.05 – 2 %) de las partículas que viajan en la Capa de Aire Sahariano se activan como núcleo de hielo a temperaturas más frías que 30º C bajo cero (-30º C). Estos núcleos de hielo están predominantemente constituidos de polvo desértico, especialmente de minerales del tipo arcillas y feldespatos. Además también se observó que la eficiencia para formar cristales de hielo es mayor cuando el polvo está mezclado con sulfato amónico, un contaminante asociado a las emisiones de la industria (refinerías, fertilizantes y centrales térmicas) del Norte de África, Europa y los barcos en el Mediterráneo.

La comunidad científica tiene un enorme interés en entender los procesos por los que se forman las nubes que contienen hielo, como los cirros. Estas nubes se suelen formar a altitudes superiores a los 5 km. No se ha podido cuantificar aún con exactitud que capacidad tienen los cirros para reflejar hacia el espacio la luz que llega del Sol (proceso que contribuye a enfriar la atmósfera) o para absorber la radiación infrarroja terrestre (proceso que contribuye a calentar el planeta).

Este es un estudio sin precedentes, en el que por primera vez se ha cuantificado la capacidad de las partículas de la Capa de Aire Sahariano para actuar como núcleos de hielo.

Este estudio forma parte del proyecto de investigación AEROATLAN (2015-66229), financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad en el marco del programa de proyectos de Excelencia.

Datos de la publicación:

Autores: Yvonne Boose, Berko Sierau, M. Isabel Garci?a, Sergio Rodri?guez, Andre?s Alastuey, Claudia Linke, Martin Schnaiter, Piotr Kupiszewski, Zamin A. Kanji, and Ulrike Lohmann.
Título: Ice nucleating particles in the Saharan Air Layer
Atmos. Chem. Phys. Discuss., doi:10.5194/acp-2016-192, 2016
http://www.atmos-chem-phys-discuss.net/acp-2016-192/

Fuente: Centro de Investigación Atmosférica de Izaña (CIAI)- AEMET