El coste atmosférico oculto del transporte marítimo en el Ártico en la formación de las nubes: impactos

En las últimas décadas, el Ártico ha perdido aproximadamente la mitad de su hielo marino de septiembre, el equivalente a casi el doble del tamaño de Suiza. Al igual que el retroceso de los glaciares alpinos, la drástica transformación del ecosistema polar se está desarrollando a un ritmo pocas veces observado en la naturaleza.

Al mismo tiempo, el deshielo del Ártico está liberando rutas marítimas antes inaccesibles. Según estimaciones recientes, el tráfico marítimo a través del Ártico ha aumentado un 40 % en los últimos 12 años, y se prevé que para 2100, el tráfico en la región polar gestione un volumen de comercio mundial que superará al de los canales de Suez y Panamá. Además, el contexto geopolítico actual en Oriente Medio y el bloqueo del estrecho de Ormuz agravan la situación al desviar el tránsito de buques hacia el círculo polar ártico.

Sin embargo, un aumento repentino del tráfico puede generar preocupación sobre su impacto en la calidad del aire de la atmósfera polar. Por lo tanto, un estudio dirigido por Julia Schmale, profesora asistente con plaza fija, y Benjamin Heutte, estudiante de doctorado en el Laboratorio de Investigación de Ambientes Extremos, evaluó el impacto de las emisiones de aerosoles de los buques que operan en aguas polares.

El estudio, publicado en Environmental Research Letters, revela que las emisiones de una sola embarcación incrementaron la radiación solar local en las nubes hasta en un 22%, lo que significa que las nubes retuvieron mucho más calor que en condiciones de baja contaminación. Estos cambios en el ecosistema polar pueden influir en los procesos climáticos regionales y afectar los patrones meteorológicos en latitudes más bajas, más allá de la región polar.

Aprovechar los datos "no deseados"

El estudio se llevó a cabo a bordo del buque de investigación Polarstern en el marco de la expedición MOSAIC, cuyo objetivo era comprender mejor el rápido cambio climático en el Ártico. El equipo de Schmale se centró en comprender la contribución de los aerosoles a estos cambios, así como la interacción entre los aerosoles y las nubes.

Los investigadores querían medir los aerosoles naturales locales y la contaminación transportada desde las latitudes medias hasta las regiones polares. Sin embargo, la realidad era que gran parte de sus datos estaban contaminados por el propio buque de investigación. Los vientos persistentes que soplaban desde la misma dirección durante gran parte del año habían estado transportando las emisiones de escape del Polarstern hacia las tomas de muestreo. "El 60 % de nuestros datos estaban contaminados por nuestro propio barco", afirma Schmale. "En contraste con el entorno relativamente limpio del Ártico, las emisiones del barco produjeron picos de concentración que eran entre 10 y 100 veces superiores a los niveles de fondo típicos", explica Heutte.

Aunque al principio no era el objetivo principal, el equipo decidió aprovechar este experimento atmosférico fortuito. Schmale y Heutte concibieron la idea de estudiar, precisamente, el impacto de los gases de escape del barco en las nubes. «La presencia del barco modificó la atmósfera y medimos su efecto», explica Schmale.

Un cálido manto de nubes

Schmale y Heutte midieron la concentración de partículas, su distribución de tamaño y el número de núcleos de condensación alrededor de los cuales se forman las gotitas de las nubes. «Utilizamos carbono negro para comprender la contaminación proveniente del barco y otros componentes químicos», explica Schmale. Para caracterizar completamente las interacciones aerosol-nube, las observaciones se complementaron con datos de otros grupos de investigación.

La sensibilidad de las nubes a los gases de escape de los barcos se midió durante el verano, cuando se concentra la mayor parte del tráfico marítimo. «Las nubes contaminadas pueden actuar como una manta. Calientan la superficie más que una nube limpia. En nuestro caso, descubrimos que una nube contaminada puede acelerar el deshielo del hielo marino», explica Schmale.

Uno de los mayores desafíos fue determinar hasta qué punto se podía detectar la contaminación sin que afectara a la formación de nubes. «Tuvimos que recurrir a modelos para simular la evolución física y química de las emisiones a medida que se dispersaban por la atmósfera», explica Heutte.

“A pesar de utilizar uno de los combustibles más limpios, con una concentración de azufre muy baja, observamos un impacto notable. El uso de combustibles limpios es un paso en la dirección correcta, pero no es suficiente”, señala Schmale.

Para evaluar el impacto real del tráfico marítimo en el Ártico, los investigadores tuvieron que extrapolar los resultados obtenidos de un solo buque e integrarlos en modelos que consideran factores como el tipo de combustible, la tecnología del motor y las rutas marítimas. «Además», señala Schmale, «existen impactos en el ecosistema ártico debido a la deposición de nutrientes y contaminantes provenientes de los gases de escape».

Del Ártico a Suiza

El impacto de los cambios en el clima ártico puede extenderse mucho más allá del círculo polar. La extensión del hielo marino determina la temperatura del aire y la humedad en las regiones de altas latitudes. A medida que se acerca el invierno, la cantidad de hielo marino que se forma influye notablemente en el vórtice polar, que a su vez afecta el clima invernal en latitudes más bajas. La disminución del hielo marino puede aumentar la humedad disponible en las masas de aire frío, lo que podría modificar los patrones de precipitación invernal en Europa y, en consecuencia, provocar nevadas más intensas en Suiza.

Próxima misión: La estación polar de Tara

La modelización del impacto del transporte marítimo en el Ártico forma parte de la propuesta de investigación de Schmale para el consorcio de la Estación Polar Tara. A bordo de la Estación Polar Tara, que partirá de Lorient (Francia) hacia el Ártico Central el 19 de julio, los investigadores recopilarán datos sobre procesos atmosféricos, clima, contaminantes y biodiversidad. La información recopilada ayudará a los responsables políticos a definir estructuras de gobernanza sostenibles para proteger una región que se está calentando casi cuatro veces más rápido que el promedio mundial.

Autores: Héctor García Morales, ENAC

Fuente: EPFL, Escuela Politécnica Federal de Lausana