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Drones que vuelan hasta las nubes para comprender el efecto de la formación de hielo sobre el clima

Investigadores financiados con fondos europeos emplearon drones equipados con sensores para investigar el efecto de los aerosoles sobre los cristales de hielo en las nubes y que se cree que afectan tanto al clima como al cambio climático.
Drones que vuelan hasta las nubes para comprender el efecto de la formación de hielo sobre el clima
Se cree que la interacción entre las nubes y los aerosoles desempeña un papel destacado en el cambio climático, aunque aún no se comprende muy bien su relevancia. El proyecto financiado con fondos europeos BACCHUS agrupó a veinte instituciones y organizaciones de una docena de países, que incluían a más de sesenta investigadores especializados en nubes que contienen hielo, para investigar cómo los aerosoles modifican las propiedades de las nubes y afectan la precipitación.

Los aerosoles son el resultado de las actividades humanas o se producen de manera natural en forma de polvo, polen, esporas fúngicas, bacterias o partículas orgánicas marinas. «Investigamos la importancia de las emisiones de origen biogénico (naturales o preindustriales) frente a las de origen antrópico (producidas por el hombre) en las interacciones entre aerosoles y nubes en regiones que actúan como reguladores clave del clima de la Tierra, como la selva amazónica o el Ártico», comenta la profesora Ulrike Lohmann, coordinadora del proyecto y profesora de física atmosférica en el Instituto de Ciencias de la Atmósfera y el Clima (ETH) de Zúrich, en Suiza.

A lo que añade: «Se dispone de muy pocos datos sobre muchas de estas regiones, en particular sobre los océanos. En primer lugar, queríamos saber qué fracción de las nubes está constituida por agua en vez de por cristales de hielo y cómo se vio afectada por los aerosoles».

En las latitudes medias de Europa, hasta las nubes más bajas pueden contener hielo, lo que es importante, ya que las nubes de hielo precipitan más fácilmente e influyen más en el balance de radiación que las nubes de agua. Este equilibrio entre la radiación solar y la radiación reflejada por la Tierra constituye un fenómeno importante en la modelización del cambio climático.

Uso innovador de drones para el estudio de las nubes

Además de utilizar mediciones de teledetección vía satélite y datos de observaciones terrestres, buques de investigación y grandes aeronaves, el proyecto también se valió de drones, equipados con sensores ligeros de temperatura, humedad y aerosoles disponibles comercialmente, que realizaron vuelos a unos pocos kilómetros de altitud. Esta ha sido la primera vez que unos científicos han utilizado drones para este tipo de estudio de perfil altitudinal, lo que ha permitido al proyecto tomar mediciones que son más representativas de las condiciones atmosféricas relacionadas con la formación de hielo en las nubes que las mediciones realizadas desde tierra.

Los drones son preferibles a los aviones de investigación, que vuelan demasiado rápido a través de las nubes. La profesora Lohmann comenta: «El empleo de aviones solo proporciona unos pocos puntos de medición. Los drones son ligeros y muy flexibles y, además, pueden suministrar mediciones más frecuentes de las nubes en diferentes lugares del mundo, especialmente en regiones remotas de las que se tienen pocos datos».

Base de datos única sobre las nubes de hielo

Los drones se utilizaron por primera vez en un lugar remoto de Chipre, donde el aire suele estar cargado de polvo del desierto. La información recogida se incorporó en una base de datos única sobre nubes de hielo que reúne observaciones a largo plazo y datos de campo sobre los aerosoles, las propiedades microfísicas de las nubes y las partículas nucleantes de hielo alrededor de las que se forman los cristales de hielo.

«Hay bases de datos de aerosoles, así como bases de datos de todas las variables meteorológicas. Sin embargo, no existía una base de datos de partículas nucleantes de hielo, por lo que tuvimos que partir desde cero para crearla», afirma la profesora Lohmann. El primer instrumento comercial para medir partículas nucleantes de hielo, basado en un diseño desarrollado por los investigadores del proyecto, solo estuvo disponible hace unos años. «Es una disciplina muy joven», comenta la profesora Lohmann.

Gracias al análisis de testigos de hielo de Groenlandia, la base de datos de BACCHUS incluirá datos sobre el período preindustrial, que se remonta aproximadamente al año 1 300 d.C.

Un equipo de BACCHUS circunnavegó el océano Antártico en el buque de investigación Akademic Tryoshnikov con el fin de recopilar datos para modelos del clima polar. La profesora Lohmann explica: «Pudimos obtener muchas mediciones de partículas nucleantes de hielo en una zona del océano Antártico que antes estaba poco muestreada.

También queríamos determinar la importancia que podría tener el futuro tráfico de barcos en el Ártico para las nubes y la relevancia que tiene la contaminación de los barcos en un entorno tan prístino». Por el momento la gran heterogeneidad los resultados, debida en parte a la incertidumbre relacionada con las fuentes y la longevidad de los aerosoles, ha dificultado extraer conclusiones.

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