Skip to main content

Ice Nucleating Particles in the Marine Atmosphere

Article Category

Article available in the folowing languages:

Las diminutas motas de polvo que tienen un inmenso impacto en el clima

Desde los suelos del desierto hasta el limo de los glaciares, los penachos de partículas de polvo pueden congelar las nubes y despejar los cielos. Comprender su efecto en el clima es fundamental para mejorar los modelos climáticos.

Cambio climático y medio ambiente

Las partículas nucleantes de hielo (INP, por sus siglas en inglés), pequeños granos de materia en suspensión, tienen una importancia crucial para la modelización del clima. Sin embargo, se sabe poco sobre el origen de estas partículas o su concentración en la atmósfera. «En los últimos cinco años, se ha puesto de manifiesto que los modelos climáticos globales ponen demasiado hielo en las nubes. Cuando eso se corrige, los modelos predicen un calentamiento mucho más fuerte —indica Benjamin Murray, coordinador del proyecto MarineIce, que contó con el apoyo del Consejo Europeo de Investigación—. Por ello, cuantificar la cantidad de hielo en las nubes es absolutamente fundamental para reducir la incertidumbre en los modelos climáticos».

Semillas de cambio

Las INP suelen ser objetos minúsculos, mucho más pequeños que el grosor de un cabello humano, que incluyen polvo de la tierra, hollín, bacterias, aerosoles marinos y polen, entre otros. Una vez en suspensión, ayudan a que la humedad del aire se condense en gotas y, así, se formen nubes. Las gotas de las nubes pueden estar muy frías, con temperaturas de hasta -38 °C, y la presencia de INP en la columna atmosférica favorece que estas gotas superenfriadas se conviertan en cristales de hielo. Según explica Murray: «Esta conversión de agua en hielo es fundamental para el clima. Cuando se desencadena la transición de nube líquida a nube de hielo, se pasa de muchas gotas pequeñas a pocos cristales de hielo grandes, que son capaces de caer de la atmósfera». Una inyección pequeña de INP, tan solo una nanopartícula por litro de aire, es suficiente para transformar un cielo nublado en uno claro. En los entornos marinos, esto elimina la capa reflectante de las nubes y deja al descubierto la superficie más oscura del océano, lo cual permite que el calor del sol sea absorbido por el planeta y cambia de forma drástica las implicaciones climáticas. Este proceso es especialmente importante en las regiones subpolares, entre cuarenta y cinco y setenta y cinco grados de latitud. «La concentración de INP es fundamental para entender la fase de las nubes y la reflectividad en los entornos marinos —añade Murray—. Se obtienen sistemas de nubes enormes que se producen en un estado de superenfriamiento y son sensibles a las INP».

Recuento de cristales

Para proporcionar estimaciones mejores de las INP en la atmósfera, Murray y sus compañeros de la Universidad de Leeds diseñaron y construyeron el llamado Portable Ice Nucleation Experiment o cámara PINE, por sus siglas en inglés. Un recipiente de diez litros dentro de este dispositivo del tamaño de una nevera recoge el aire ambiente, lo condensa en una nube y cuenta el número de cristales de hielo que se forman en el proceso. El equipo también desarrolló el instrumento Lab On A Chip, Nucleation by Immersed Particle Instrument (LOC-NIPI), que utiliza la microfluídica para contar rápidamente los cristales de hielo en las gotas de agua. Murray declara: «Una de las formas tradicionales de medir las INP es hacer gotas a mano en un escenario frío; así se pueden ver tal vez diez gotas por hora. Con estas herramientas, podemos generar fácilmente cien gotas por segundo». Instalados en laboratorios terrestres y aéreos, estos dispositivos están contribuyendo a un avance rápido en nuestro conocimiento de la distribución de las INP. Una fuente sorprendente de estas partículas se descubrió durante los estudios aéreos realizados en el proyecto MarineIce. El investigador señala: «Tuvimos suerte y captamos penachos de polvo que salían de valles glaciares en Islandia. Demostramos que esto existe en toda la región y es una contribución importante a las INP de latitudes altas». Otras investigaciones realizadas en el Ártico mostraron una distribución compleja y heterogénea de las INP, lo que pone de manifiesto lo poco que se sabe de este fenómeno. En la actualidad, el equipo comercializa la cámara PINE a través del proyecto CountIce, financiado con fondos europeos, lo que debería ser de gran ayuda para los científicos climatólogos.

Palabras clave

MarineIce, nube, hielo, INP, partícula nucleante, polvo, hollín, desierto, penacho, despejado, tiempo, clima

Descubra otros artículos del mismo campo de aplicación