Algunas tormentas transportan moléculas de ozono al dosel de la selva tropical, influyendo en los procesos químicos que finalmente afectan la formación de nubes, según un equipo de investigación internacional dirigido por Penn State. El equipo realizó un estudio de nueve meses en la selva amazónica central de Brasil ysus hallazgos podrían usarse para mejorar los modelos de predicción climática para medir con mayor precisión el impacto de la Amazonía en los patrones climáticos mundiales futuros.
"La selva amazónica desempeña un papel importante en el hemisferio sur al transpirar la humedad que es transportada por las nubes a muchos lugares que necesitan precipitación", dijo José D. Fuentes, profesor de meteorología, Penn State. "Sin embargo, hay una gran brecha".en nuestro conocimiento de los procesos subyacentes que influyen en la formación de nubes ".
El equipo realizó su estudio en la selva amazónica brasileña porque tiene un ambiente "limpio" que está relativamente libre de ozono y contaminantes.
"En la Amazonía tropical limpia, normalmente hay mucho menos ozono cerca de la superficie de la Tierra en comparación con las áreas más industrializadas", dijo Tobias Gerken, erudito postdoctoral en meteorología, Penn State. "Esto se debe a que el ozono se forma a partir de las reacciones de los contaminantes,óxidos nitrosos, luz solar y oxígeno "
El equipo monitoreó los niveles de varios gases traza, como el ozono, y las variables meteorológicas, como la precipitación y la velocidad del viento, bajo el dosel de la selva tropical. Descubrieron que las tormentas profundas y convectivas transportaban paquetes de aire ricos en ozono desde la atmósfera de la Tierraa la superficie, aumentando rápidamente los niveles de ozono en la superficie de 5 partes por billón por volumen ppbv a casi 40 ppbv.
"Las tormentas convectivas profundas tienen dos canales, uno con aire ascendente y otro con aire descendente", dijo Fuentes. "Las corrientes descendentes llevan las moléculas de ozono desde la troposfera superior la capa inferior de la atmósfera de la Tierra a la superficie donde se encuentran.puede mezclarse y reaccionar con otros químicos ".
Este aumento de ozono en la superficie de la Tierra puede influir en varios procesos químicos atmosféricos, algunos de los cuales pueden afectar la formación de nubes a través de la reacción de los hidrocarburos emitidos por las plantas. Estas reacciones dan como resultado la formación de aerosoles. Las nubes se forman cuando el vapor de agua sube a la atmósfera, se enfría y se condensa en partículas de aerosol que actúan como núcleos de condensación de nubes o "semillas de nubes". Cuando se condensa suficiente vapor de agua en estos núcleos, se forma una nube visible.
En la selva tropical, el equipo descubrió que este proceso puede iniciarse y acelerarse cuando el ozono interactúa con los hidrocarburos, que son moléculas hechas de hidrógeno y carbono que son producidas y emitidas naturalmente por la vegetación. Los hidrocarburos reaccionan con el ozono, luego, a través deEn una cadena de reacciones químicas, los hidrocarburos se transforman en otras moléculas, que se condensan y eventualmente pueden dar lugar a la formación de núcleos de condensación de nubes.
Además, cuando el ozono oxida los hidrocarburos, da como resultado la formación de un segundo tipo de molécula que oxida y descompone los hidrocarburos: los radicales hidroxilo, que son moléculas hechas de una molécula de hidrógeno y una molécula de oxígeno. Los radicales hidroxilo se consideran comúnmente losel agente de limpieza, o detergente, de la atmósfera inferior porque inician la descomposición de muchos contaminantes e hidrocarburos. Cuando el ozono aumentó de 5 ppbv a 30 ppbv, esto podría casi duplicar la tasa de producción de radicales hidroxilo, encontró el grupo.
El equipo encontró que estos cambios en la química atmosférica dieron como resultado una tasa de descomposición mucho más rápida y una vida útil más corta para los hidrocarburos. Por ejemplo, un grupo de hidrocarburos conocidos como monoterpenos, que normalmente viven hasta 90 horas cuando el ozono está a 10 ppbv,solo vivió 20 horas cuando el ozono aumentó a 40 ppbv.
El equipo también descubrió que los niveles de ozono en la selva tropical se mantuvieron elevados durante más de dos horas después de las tormentas, lo que destaca la importancia de los aumentos de ozono. Las tormentas que ocurren durante la noche y el día aumentan la oxidación y la descomposición de los hidrocarburos en la atmósfera inferior duranteuna cantidad de tiempo extendida
Este estudio también investigó la variedad y cantidad de gases de hidrocarburos que se producen naturalmente en la selva amazónica. El equipo encontró la presencia de más de 25 tipos diferentes de hidrocarburos, todos los cuales podrían desempeñar un papel en la formación de nubes.
"Cuanto más sepamos acerca de la química atmosférica de la selva tropical y cómo eso puede influir en la formación de nubes, más entenderemos el papel de la Amazonía en los patrones climáticos globales y cómo los cambios en la selva tropical podrían afectar esos patrones", dijo Fuentes.
El equipo publicó sus hallazgos en la edición actual de Ambiente atmosférico .
Los colaboradores en la investigación incluyeron a Marcelo Chamecki, profesor, Dandan Wei y Livia S. Freire, estudiantes graduados en meteorología, Penn State; Randy Chase, Brockport State University of New York; Courtney Schumacher, Texas A&M; Luiz Machado y Celso von Randow, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais; Rita V. Andreoli, Rodrigo A. Ferreira de Souza, Rosa M. Nascimento dos Santos y Patrícia dos Santos Costa, Universidade do Estado do Amazonas; Angela Jardine y Antonio Manzi, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazonia;Paul Stoy y Amy Trowbridge, Universidad Estatal de Montana; y Julio Tiota, Universidade Federal do Oeste do Para.
El Departamento de Energía de los Estados Unidos financió este trabajo como parte de su proyecto de Observaciones y Modelado del Océano Verde Amazónico GOAmazon 2014/5.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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