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El aprendizaje automático arroja luz sobre cómo afectan los aerosoles a las nubes

Las partículas de aerosoles en la atmósfera tienen un mayor efecto sobre la cobertura de nubes que en el brillo de estas, y esto tiene un mayor impacto de enfriamiento, revela un estudio reciente.

Cambio climático y medio ambiente

La atmósfera terrestre es rica en partículas diminutas en suspensión, denominadas aerosoles, que afectan al clima. Los aerosoles pueden formarse por procesos naturales, como las erupciones volcánicas y los incendios forestales. Sin embargo, también se generan a partir de los combustibles fósiles que se queman en los coches, los aviones y las fábricas. Este incremento de los aerosoles podría tener un efecto significativo en el cambio climático. Los aerosoles intervienen en la formación de las nubes, por lo que podrían ayudar a mantener el planeta más frío al reflejar estas la luz del sol. Por desgracia, no ha sido fácil para los científicos determinar con precisión cómo responden las nubes a los cambios en los niveles de aerosoles, lo cual ha hecho que las proyecciones sobre el cambio climático sean todavía más inciertas. Esta incertidumbre se debe a que los efectos de otras variables meteorológicas han dificultado el aislamiento de los datos sobre las interacciones entre los aerosoles y las nubes. Con todo, unos investigadores que recibieron el apoyo del proyecto financiado con fondos europeos CONSTRAIN han encontrado una forma de estudiar tales interacciones a través de la oportunidad excepcional que ofreció la erupción volcánica que tuvo lugar en Islandia en 2014. Sus hallazgos se han publicado en la revista «Nature Geoscience». La erupción islandesa generó una enorme pluma de aerosol. «Esta pluma de aerosol gigante en un entorno que, en otras circunstancias, era casi prístino sirvió de experimento natural perfecto para cuantificar las respuestas de las nubes a los cambios en los aerosoles, es decir, la huella de los aerosoles sobre las nubes», explica el doctor Ying Chen, autor principal de estudio, del Instituto Paul Scherrer (Suiza) en una noticia publicada en el sitio web de la Universidad de Exeter (Reino Unido). Chen llevó a cabo este trabajo como beneficiario de una beca de investigación en esta universidad británica.

Más cobertura de nubes

«Nuestro análisis muestra que los aerosoles de la erupción aumentaron la cobertura de nubes en aproximadamente un 10 % —prosigue el científico—. Según estos hallazgos, podemos ver que más del 60 % del efecto de enfriamiento del clima de las interacciones entre las nubes y los aerosoles es causado por un aumento de la cobertura de nubes». Tras un fenómeno de contaminación atmosférica como una erupción volcánica, hay concentraciones muy superiores de partículas de aerosoles en la atmósfera. Como las gotas de agua se forman alrededor de las partículas de aerosoles, las mayores concentraciones de aerosoles facilitan la formación de gotas de nubes. Sin embargo, estas gotas de las nubes suelen ser más pequeñas y numerosas, lo cual hace que las nubes contaminadas se vean más brillantes de lo habitual, que dispersen más luz y sean más reflectantes. Mientras que estudios anteriores indicaron que este aumento del brillo de las nubes era responsable de la mayor parte del enfriamiento provocado por las interacciones entre las nubes y los aerosoles, los hallazgos del nuevo estudio no dicen lo mismo: «Los aerosoles volcánicos también hicieron que las nubes fueran más brillantes al reducir el tamaño de las gotas de agua, pero esto tuvo un impacto considerablemente menor que los cambios en la cobertura de nubes al reflejar la radiación solar», señala Chen. Para llegar a sus conclusiones, los investigadores emplearon un método de aprendizaje automático basado en satélites. El profesor Jim Haywood, beneficiario de una beca de investigación en Oficina Meteorológica del Reino Unido (Met Office), organismo socio del proyecto CONSTRAIN, declara: «Este trabajo es radicalmente diferente, ya que no se basa en modelos, sino que utiliza técnicas de aprendizaje automático de última generación aplicadas a observaciones satelitales para simular qué aspecto tendrían las nubes en ausencia de aerosoles. Se observan claras diferencias entre las propiedades de las nubes previstas y las observadas, que pueden utilizarse para determinar los efectos de la interacción entre aerosoles, nubes y clima». Los resultados del estudio aportan pruebas observacionales sustanciales sobre el efecto de enfriamiento de los aerosoles, lo que ayudará a los científicos a mejorar los modelos climáticos. Así, el equipo avanza en la consecución del objetivo de CONSTRAIN (Constraining uncertainty of multi decadal climate projections) de mejorar las previsiones climáticas para los próximos 20 a 50 años. Para más información, consulte: Sitio web del proyecto CONSTRAIN

Palabras clave

CONSTRAIN, aerosol, partícula, nube, clima, erupción, interacción entre nubes y aerosoles

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