Se sabe lo suficiente sobre la formación de nubes que la replicación de su mecanismo se ha convertido en un elemento básico de la escena del proyecto de ciencias de la escuela. Pero un nuevo estudio realizado por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley Berkeley Lab del Departamento de Energía de EE. UU. Revela que hay mucho más por haceren el nivel microscópico de formación de nubes de lo que se pensaba anteriormente.
Los científicos determinaron que las moléculas orgánicas efectivamente redujeron la tensión superficial del agua, permitiendo una formación más eficiente de gotas de nubes más grandes.
"La sabiduría convencional dice que la solubilidad en agua del aerosol es el factor clave en la formación de gotitas de nubes", dijo el autor principal del estudio Kevin Wilson, subdirector de ciencias de la División de Ciencias Químicas de Berkeley Lab. "Cuanto más fácilmente es una partículase disuelve en agua, lo más fácil es que se forme una gota de nube. Lo que estamos descubriendo es que confiar solo en la solubilidad no siempre funciona. Nuestro estudio sugiere que lo que está haciendo el aerosol en la interfaz con el agua es lo que importa.predecir con precisión si se formarán gotas de nube "
Los hallazgos, que se publicarán en la edición del 25 de marzo de la revista Science, podrían mejorar la precisión de los modelos de cambio climático que predicen el posible efecto de enfriamiento de las nubes reflectantes en función de las partículas en el aire.
"Describir con precisión la conexión entre la química de las partículas de aerosol y la formación de gotas de nubes sigue siendo difícil, y es un desafío clave para los modelos predecir correctamente el clima", dijo Wilson.
Wilson trabajó con el autor principal del estudio, Christopher Ruehl, quien hizo la investigación mientras era un investigador postdoctoral; y el coautor James Davies, un erudito posdoctoral actual en Berkeley Lab.
El diablo está en los detalles
La comprensión actual de cómo se forman las gotas de nubes involucra vapor de agua que encuentra aire más frío, a menudo a mayores altitudes y presiones más bajas. El vapor luego se condensa en pequeñas gotas de agua o cristales de hielo que comprenden nubes.
Pero el verdadero catalizador en este proceso es la condensación de agua en partículas de aerosol. Estas partículas, conocidas como núcleos de condensación de nubes, siembran la formación de las gotas de nubes. Los detalles que rodean este proceso microfísico siguen sin estar claros, pero la creencia se apoderó demuchos científicos y meteorólogos atmosféricos que el factor principal de importancia cuando se formaron las gotas de nubes fue la solubilidad del aerosol.
Estas interacciones microscópicas podrían tener efectos macroscópicos. El tamaño de las gotas en una nube afecta su brillo. Cuanto más pequeñas y más numerosas sean las gotas, más luz se dispersará. Reflejar más luz tiene el efecto de enfriar la superficie de la Tierra.
Ciertas partículas inorgánicas, como la sal marina, se disuelven fácilmente en agua, pero la atmósfera es típicamente una mezcla compleja de aerosoles orgánicos e inorgánicos. Las fuentes de aerosoles orgánicos incluyen emisiones de diesel y gasolina, bosques, incendios forestales e incluso floraciones de algas en el océano.
Para tener en cuenta esta mezcla de partículas, los investigadores de Berkeley Lab realizaron experimentos utilizando equipos personalizados para modelar la formación de gotas de nubes. Usaron ácidos dicarboxílicos, un tipo de compuesto orgánico y sulfato de amonio, una sal inorgánica. Midieron el tamañode las gotas formadas cuando las partículas fueron expuestas al vapor de agua en condiciones típicas de formación de nubes.
"Estábamos descubriendo que las gotas de nubes eran entre un 50 y un 60 por ciento más grandes de lo previsto utilizando modelos estándar que dependían de la facilidad con que las partículas podían disolverse", dijo Ruehl, quien ahora es un ingeniero que estudia las emisiones de vehículos en la Junta de Recursos del Aire de California."Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que algo más estaba sucediendo, así que creamos un nuevo modelo".
Al tener en cuenta los efectos de la depresión de la tensión superficial, los investigadores pudieron predecir correctamente el tamaño de las gotas formadas.
"El papel de los aerosoles inorgánicos y orgánicos en la formación de nubes ha sido un tema muy polémico sobre el que se ha discutido durante muchos años", dijo Wilson. "Según los hallazgos del documento, diría que estas interacciones superficiales juegan un papel central enformación de gotas de nubes y que deberían considerarse en los modelos climáticos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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