La detección de árboles interfiere con los cálculos climáticos – Ars Technica

Acercarse / El sol de la mañana brilla a través de la niebla matinal en la zona rural de Chongqing, China, el 14 de septiembre de 2023.

Cada año, entre septiembre y diciembre, Lubna Dada crea nubes. Dada, un científico atmosférico, se reúne con decenas de colegas para realizar experimentos en una cámara de acero inoxidable de 7.000 galones en el CERN en Suiza. “Es como un campamento científico”, dice Dada, que estudia cómo las emisiones naturales interactúan con el ozono para crear aerosoles que afectan el clima.

Las nubes son la mayor fuente sospecha En predicciones climáticas. Dependiendo de la ubicación, podría haber nubosidad. Refleja la luz del sol de tierra y océanos que absorberían su calor, una característica rara en un mundo que se calienta. Pero también se puede retirar trampa Calor sobre el hielo en el Ártico y la Antártida. Los científicos quieren saber más sobre las causas de la formación de nubes y si este efecto es enfriamiento o calentamiento. Sobre todo, dice Dada, “queremos saber cómo los humanos cambiamos las nubes”.

En el cielo, las partículas de aerosol atraen vapor de agua o hielo. Cuando las bolitas mojadas crecen lo suficiente, se vuelven… Semillas de nube. La mitad de la capa de nubes de la Tierra está formada por elementos como arena, sal, hollín, humo y polvo. La otra mitad se forma alrededor de los vapores liberados por organismos vivos o máquinas, p. Dióxido de azufre, que surge de la quema de combustibles fósiles..

En el CERN, los científicos repiten este proceso inyectando en la cámara de acero vapores que representan entornos específicos. (Se llama cámara de niebla, en honor a las gotas cósmicas que quedan al aire libre). Por ejemplo, podría simular los gases que se encuentran sobre las ciudades. Pero Dada, que trabaja habitualmente en el Instituto Paul Scherrer de Suiza, fue a la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) para mirar hacia el pasado. Su equipo de científicos de todo el mundo quería recrear el aire sobre los bosques, porque una atmósfera “pura” se refiere a cómo era la formación de nubes antes de la industrialización. “Necesitamos esta comparación con una época en la que no había emisiones humanas, para poder corregir nuestros modelos climáticos”, afirma.

En un artículo publicado Este mes En Science Advances, el equipo de Dada ha creado un nuevo y poderoso factor en la formación de nubes: un tipo de sustancia química liberada por los árboles. Los árboles emiten volátiles naturales Como el isopreno y los monoterpenos, que pueden provocar Formación de nubes Reacciones químicas. El nuevo trabajo de Dada se centra en una clase descuidada de volátiles menos abundantes llamados sesquiterpenos, que tienen un aroma amaderado, terroso, ácido o especiado, según la molécula y el tipo de planta o microbio que los emite.

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El equipo demuestra que los sesquiterpenos son más eficaces de lo esperado para sembrar nubes. Sólo una proporción de 1 a 50 de sesquiterpenos con respecto a otros volátiles Duplicado Formación de nubes.

El papel que desempeñan los árboles en la siembra de nubes es importante, porque sugiere cómo se vería el cielo en algunas áreas si los gobiernos pudieran limitar las emisiones de azufre. En un mundo con menos contaminación, las plantas y los árboles se convertirán en el motor más dominante de la formación de nubes, un eco del mundo premoderno.

Esta investigación podría ayudar a mejorar las estimaciones de cómo era la atmósfera antes de la industrialización. Es posible que hayamos subestimado la cantidad de aerosoles que hay en el mundo al pasar por alto una gran parte de los que provienen de los árboles. De ser así, será necesario reestructurar los modelos climáticos.

“La formación de nuevas partículas es un tema muy candente en estos momentos”, afirma Paquita Zuidema, científica atmosférica de la Universidad de Miami, que no participó en el estudio. “Estamos empezando a darnos cuenta cada vez más de que no sabemos exactamente cómo es el clima puro”.

Mientras que las emisiones antropogénicas dominan la formación de nubes en las zonas pobladas, los volátiles de las plantas dominan las tierras prístinas en otros lugares. Recientemente, las herramientas de laboratorio se han vuelto lo suficientemente sensibles como para comprender cuáles contribuyen más.

Muchos descubrimientos sobre los sesquiterpenos son relativamente recientes. En 2010, Los investigadores los descubrieron Cerca del suelo del bosque amazónico. En lo alto del dosel, los sesquiterpenos eran difíciles de rastrear. Esto sugiere que el ozono estaba convirtiendo los sesquiterpenos en aerosoles que se alimentan de las nubes. Dada informó de un sistema similar en Bosques y turberas finlandeses el año pasado. “Estamos viendo cada vez más porque nuestras herramientas son mucho mejores ahora”, afirma. “No están sólo en el Amazonas”.

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Cuando Dada y sus colegas comenzaron el nuevo estudio, su objetivo era probar la capacidad de los sesquiterpenos para formar nubes simulando el aire en un bosque no afectado por las emisiones humanas. Comenzaron con una línea de base, midiendo lo que sucede después de ionizar una mezcla atmosférica de los “bio” volátiles más comunes: isopreno y alfa-pineno, un monoterpeno. Esta mezcla sembró las nubes, como se esperaba. Luego, el equipo hizo lo mismo y mezcló un sesquiterpeno llamado β-cariofileno. Proviene de pinos y cítricos y huele a pimienta molida.

Dada planteó la hipótesis de que el betacariofileno debería reaccionar químicamente, formando un aerosol y, finalmente, una nube. Ella y su equipo estaban en la sala de control monitoreando 15 monitores que mostraban lecturas de datos en tiempo real, como tamaños y concentraciones de aerosoles. Sabrían que ella tenía razón si el gráfico de tamaños de partículas cambiara de color en una pantalla. Crecerá y cambiará de azul a amarillo plátano a medida que aumente la cantidad de semillas de nubes.

En la primera ronda, el gráfico se volvió amarillo. Papá tenía razón. (“Todos estábamos gritando ‘¡Banana! ¡Plátano! ¡Plátano!’”, recuerda.) Agregar solo el 2 por ciento en volumen de β-cariofileno a la mezcla duplicó la formación de nubes y provocó que las moléculas crecieran. más rápido. Este fue el primer experimento que demostró cómo los sesquiterpenos forman nubes. Dada dice que ha demostrado que aunque esto es sólo una pequeña fracción de los compuestos exhalados por los árboles, “la contribución es enorme”.

“Agregar un poco de sesquiterpeno tiene un efecto muy grande”, dice Jiwen Fan, científico atmosférico del Laboratorio Nacional Argonne que no participó en el estudio. Incluso cuando los sesquiterpenos producen “micro” aerosoles que no son lo suficientemente grandes como para formar nubes, aún pueden influir en el clima. En 2018, Fan demostró que cuando enormes nubes de lluvia “tragan” aerosoles ultrafinos, forman nuevas gotas. Activar tormentas.

Para Fan, los nuevos datos sugieren que los sesquiterpenos pueden ayudar a explicar mejor el flujo global de aerosoles. Los aerosoles hacen que las nubes desvíen más calor de la Tierra, un efecto conocido como “forzamiento radiativo”. (Esta es la idea detrás Conspiraciones Al ingeniero geológico Atmósfera con aerosoles: sembrar artificialmente nubes que pueden enfriar la Tierra). Más aerosoles significan más nubes reflectantes que parecen más blancas, duran más y llueve menos.

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Pero los científicos tienen dificultades para simular el número de aerosoles que deben tenerse en cuenta en los modelos. “Ha sido un problema de larga data”, dice Fan. “Muchos modelos climáticos sobreestiman el impacto de los aerosoles inducidos por el hombre”. Quizás esto se deba a que subestiman cuán extendidos estaban los aerosoles naturales (procedentes de microbios, plantas y árboles) antes de la Revolución Industrial. “Quizás lo que utilizamos como punto de referencia en realidad no sea tan bajo en aerosoles como pensábamos”, coincide Zuidema.

Al cuantificar cómo los árboles forman las nubes, los científicos pueden predecir mejor el clima pasado y futuro. Las emisiones industriales reducen parte del calentamiento mediante el forzamiento radiativo, ya que los aerosoles de azufre pueden crear nubes reflectantes. Pero si los bioaerosoles son más abundantes de lo esperado antes La manufactura y las contribuciones de la industria son menos importantes.

Es difícil predecir qué podría decirnos este nuevo cálculo sobre el calentamiento global, porque hay muchas partes móviles en un clima dinámico. Por ejemplo, el estrés por calor, el clima extremo y la sequía hacen que las plantas decaigan. Liberación de más volátiles bioactivos.– Que crecen más nubes. La deforestación y el estrés por calor son Empujando las líneas de árboles para migrar a mayores altitudes y latitudes. que afecta dónde Se forman nubes.

“Es un circuito de retroalimentación”, dice Dada. “El clima afecta la formación de nubes y las nubes afectan el clima”.

Mejores modelos climáticos ayudarán a los científicos a predecir las mejores formas de mitigarlo: “Si necesitamos más nubes, si necesitamos menos nubes”, dice Dada. Pero el dilema aquí es que los modelos climáticos son increíblemente exigentes desde el punto de vista computacional. Puede que no sea fácil incorporar la física de algo tan pequeño como la pulverización de árboles.

Dada regresa al CERN este otoño para realizar más pruebas. Su equipo ahora quiere ver cómo las emisiones antropogénicas, como el dióxido de azufre, afectan la capacidad de las plantas para sembrar nubes. Pueden ralentizarse o acelerarse mutuamente. Su objetivo es extender sus conclusiones a zonas que no son puras como los bosques, donde hay muchos tipos de emisiones mixtas. “Estamos tratando de agregar factores antropogénicos para obtener una visión más realista de casi todos los lugares del mundo”, dice.

Esta historia apareció originalmente en Cableado.com.

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