Identifican un nuevo mecanismo para explicar la formación de gotas en las nubes

Nubes

Están sucediendo muchas más cosas en la formación de las nubes a nivel microscópico de lo que se pensaba.

Un estudio realizado por científicos del Departamento de Energía del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) de Estados Unidos revela que están sucediendo muchas más cosas en la formación de las nubes a nivel microscópico de lo que se pensaba. Los científicos determinaron que las moléculas orgánicas disminuyen eficazmente la tensión superficial del agua, lo que permite la formación más eficaz de grandes gotas en las nubes.

 

"La sabiduría convencional dice que la solubilidad en agua del aerosol es el factor clave en la formación de gotas de las nubes --relata el autor principal del estudio, Kevin Wilson, director adjunto de Ciencia en la División de Ciencias Químicas del Laboratorio de Berkeley--. Cuanta mayor es la facilidad con la que una partícula se disuelve en agua, más fácil es que se forme una gota de nube".

 

"Lo que estamos viendo es que depender de la solubilidad por sí sola no siempre funciona. Nuestro estudio sugiere que lo que está generando el aerosol en la interfase con agua es lo que importa en la predicción precisa si va a pasar a crear gotas de las nubes", añade este investigador.

 

Los resultados, que se publicarán en la edición de este viernes de la revista 'Science', podrían mejorar la exactitud de los modelos de cambio climático que predicen el potencial efecto de enfriamiento de las nubes reflectantes sobre la base de las partículas en el aire.

 

"Describir con precisión la relación entre la composición química de las partículas de aerosol y la formación de gotitas de la nube sigue siendo difícil y es un desafío clave para los modelos predecir correctamente el clima", dice Wilson, que trabajó con el autor principal del estudio, Christopher Ruehl, y el co-autor James Davies, del laboratorio de Berkeley.

 

La comprensión actual de cómo se forman las gotas de las nubes apunta al vapor de agua que se encuentra con el aire más fresco, a menudo en las zonas altas y menor presión. El vapor se condensa en pequeñas gotas de cristales de agua o hielo que forman las nubes.

 

LA CONDENSACIÓN DE AGUA, EL GRAN CATALIZADOR DEL PROCESO

 

Sin embargo, el verdadero catalizador en este proceso es la condensación de agua sobre las partículas de aerosol. Estas partículas, conocidas como núcleos de condensación de nubes, son la semilla de la formación de las gotas de las nubes. Los detalles que rodean este proceso microfísico siguen sin estar claros, pero la creencia entre muchos científicos y meteorólogos es que el principal factor de importancia cuando se forman gotas de las nubes es la solubilidad de los aerosoles atmosféricos.

 

Estas interacciones microscópicas podrían tener efectos macroscópicos, ya que el tamaño de las gotitas en una nube afecta a su brillo. Cuanto más pequeñas y más numerosas son las gotitas, más luz se desparrama y reflejar más luz tiene el efecto de enfriamiento de la superficie de la Tierra.

 

Ciertas partículas inorgánicas, como la sal del mar, se disuelven fácilmente en el agua, pero el ambiente es típicamente una mezcla compleja de aerosoles orgánicos e inorgánicos. Las fuentes de aerosoles orgánicos incluyen las emisiones de diesel y gasolina, los bosques, los incendios forestales y las floraciones de algas, incluso en el océano.

 

Para dar cuenta de esta mezcla de partículas, los investigadores llevaron a cabo experimentos en el laboratorio Berkeley usando equipos construidos para modelar la formación de gotas de nube. Se emplearon ácidos dicarboxílicos, un tipo de compuesto orgánico, y sulfato de amonio, una sal inorgánica, y se midió el tamaño de las gotitas formadas cuando las partículas se expusieron a vapor de agua bajo condiciones típicas de formación de la nube.

 

"Nos encontramos con que las gotas de las nubes eran entre un 50 y un 60 por ciento más grande de lo previsto mediante el uso de modelos estándar que se basan en la facilidad con que las partículas podrían disolverse", apunta Ruehl, que ahora es ingeniero que analiza las emisiones de vehículos en la Junta de Recursos del Aire de California, Estados Unidos. "Fue entonces cuando nos dimos cuenta de que algo más estaba pasando, por eso hemos creado un nuevo modelo", agrega.

 

Al tener en cuenta los efectos de la tensión superficial en la borrasca, los investigadores fueron capaces de predecir correctamente el tamaño de las gotitas 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 argumentado desde hace muchos años --dice Wilson--. Según estos hallazgos, estas interacciones superficiales juegan un papel central en la formación de gotitas de nubes y que deben considerarse en los modelos climáticos".