La Amazonía genera su propia estación húmeda

Los científicos han sabido por algún tiempo que la transpiración -el proceso por el cual las plantas y los árboles liberan humedad a la atmósfera- contribuye con gran parte del agua que vuelve a caer en la selva amazónica en su "estación húmeda".  Pero esa humedad condujo a una o pregunta del huevo: ¿la transpiración amplifica la estación lluviosa o la comienza?

La nueva evidencia de modelos y sensores, incluido un satélite de la NASA, sugiere que los árboles esencialmente hacen su propia temporada de lluvias, al menos en la parte sur de la selva.

En el nuevo estudio, los científicos analizaron los datos del vapor de agua para mostrar que al final de la estación seca, las nubes que se forman sobre el sur de la Amazonía se generan a partir del agua que se eleva desde el bosque mismo. Esta humedad de los árboles prepara una bomba atmosférica natural, creando suficiente inestabilidad y proporcionando suficiente agua para desarrollar los patrones persistentes de lluvia de la región.

Los resultados tienen implicaciones para el uso de la tierra en el área porque la deforestación puede alterar esta bomba de lluvia natural. Recientes observaciones han demostrado que la estación húmeda en el sur de la Amazonía ha comenzado tanto como un mes más tarde que en la década de 1970; la estación seca es, por consiguiente, más larga.

La limpieza y la quema de la selva tropical pueden reducir la cantidad de humedad en el aire y producir aerosoles humeantes que pueden alterar los patrones de lluvia. Si el patrón de secado continúa, algunas partes de la selva podrían eventualmente pasar a la sabana.

Las imágenes de arriba muestran una parte clave del proceso de lluvia en el sur de la Amazonía. Los mapas de la izquierda muestran la humedad específica (la cantidad de vapor de agua contenido en las masas de aire) antes, durante y después de la transición de la estación seca a la húmeda. Las líneas y flechas (vectores) muestran la dirección predominante del viento. Los mapas a la derecha muestran la cantidad de deuterio (un isótopo más pesado de hidrógeno) presente en ese vapor de agua, según lo medido por el espectrómetro de emisión troposférico (TES) en el satélite Aura de la NASA. El vapor de agua con más deuterio apunta a las plantas como fuente de agua.

En la mayoría de las regiones tropicales, uno de los dos factores generalmente controla el momento de la estación lluviosa: vientos monzónicos - un cambio estacional en la dirección del viento de tierra a mar o de mar a tierra - y la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT), un cinturón de vientos alisios convergente alrededor del ecuador que se desplaza hacia el norte o hacia el sur con las estaciones. El sur de la Amazonía experimenta ambos escenarios. Pero ni el monzón ni la ZCIT llegan hasta diciembre o enero, mientras que la temporada de lluvias comienza a mediados de octubre.

Rong Fu, de la Universidad de California, Los Ángeles, publicó una investigación en 2004 que sugiere que el aumento de la evaporación del agua de los árboles de la selva tropical podría ser el desencadenante que inicia la estación húmeda. "No teníamos pruebas contundentes", dijo. "Especulamos que la humedad provenía de la vegetación porque las mediciones satelitales mostraron que la vegetación se volvió más verde al final de la estación seca", lo que sugiere un mayor crecimiento de la planta y la transpiración.

Para el nuevo estudio, John Worden del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA desarrolló una técnica de análisis de datos que permitió a Fu, el autor principal Jonathon Wright (Universidad Tsinghua) y sus colegas, identificar la fuente de humedad de los datos TES.

La técnica distingue entre hidrógeno y deuterio, que se combina con oxígeno para producir agua pesada. Los isótopos más ligeros se evaporan más fácilmente que los isótopos más pesados, por lo que el vapor de agua que se evapora en la atmósfera tiene menos deuterio que el agua líquida.

El vapor de agua que se ha evaporado del océano tiene menos deuterio que el agua que todavía está en el océano. Esto significa que las masas de aire que transportan la humedad del océano a los continentes tienen menos deuterio. Mientras tanto, el agua que transpira la planta tiene la misma cantidad de deuterio que el agua que todavía está en el suelo. Las plantas absorben agua del suelo como una paja, sin importar qué isótopo contenga el agua, por lo que el vapor de agua que transpira de las plantas tiene más deuterio que el vapor de agua evaporado del océano.

Esta diferencia fue la clave para resolver el misterio de la estación lluviosa. Las mediciones de TES mostraron que durante la transición de la estación seca a la húmeda, el agua traspirada rica en deuterio se convierte en una importante fuente de humedad para la atmósfera que se encuentra sobre el bosque. Menos deuterio sugeriría que la humedad provenía de los vientos del monzón o de la ZCIT.

Particularmente en la troposfera intermedia, el creciente vapor de agua proporciona el combustible necesario para comenzar la temporada de lluvias. "Lo que demostramos es que durante la estación seca, el agua de la vegetación se bombea a la troposfera intermedia donde puede transformarse en lluvia", dijo Worden.

El hallazgo resalta cuán estrechamente conectado está el ecosistema de la selva con el clima, dijo Fu. "El destino de la selva amazónica del sur del Amazonas depende de la duración de la estación seca, pero la duración de la estación seca también depende de la selva tropical".

Imágenes de NASA Earth Observatory por Joshua Stevens, usando datos de Wright, Jonathon S., et al. (2017). Historia de Carol Rasmussen y Mike Carlowicz.

Instrumento(s): Aura - TES
NASA Earth Observatory

Esta entrada se publicó en Noticias en 23 Nov 2017 por Francisco Martín León