A medida que la frecuencia y el tamaño de los incendios forestales continúan aumentando en todo el mundo, una nueva investigación de los científicos de la Universidad Carnegie Mellon muestra cómo el envejecimiento químico de las partículas emitidas por estos incendios puede conducir a una formación de nubes más extensa y al desarrollo de tormentas intensas en la atmósfera. La investigaciónse publicó hoy en línea en la revista avances científicos .
"La introducción de grandes cantidades de partículas nucleantes de hielo de estos incendios puede causar impactos sustanciales en la microfísica de las nubes, ya sea que las gotas de nubes superenfriadas se congelen o permanezcan líquidas, y la propensión de las nubes a precipitar", dijo Ryan Sullivan, asociadoprofesor de química e ingeniería mecánica. Comprender estos impactos es un factor clave para modelar con precisión el clima de la Tierra y cómo podría continuar cambiando.
Sobre la base de la investigación del equipo de Sullivan en el Centro de Estudios de Partículas Atmosféricas publicada el año pasado, los autores recolectaron una variedad de diferentes materiales vegetales, los quemaron y analizaron las partículas emitidas en el humo. En particular, el equipo estaba interesado en partículas nucleantes de hielo., tipos raros de partículas que pueden catalizar la formación de cristales de hielo en la atmósfera a temperaturas más altas de lo habitual y, por lo tanto, afectar en gran medida los procesos climáticos, incluida la formación de nubes y si una nube se precipita o no. De hecho, la mayoría de las precipitaciones sobre la tierra comienzan a partir de nubes que contienen hielo.
Si bien ya era ampliamente conocido que las partículas recién emitidas por la quema de biomasa, como pastos altos, arbustos y árboles, pueden tener un gran impacto en la nucleación del hielo, el equipo de Sullivan estaba interesado en descubrir los efectos de estas partículas a medida que viajaban.durante días y semanas en la atmósfera y experimentaron envejecimiento químico. Con un reactor de cámara especializado, espectrómetros de masas, microscopía electrónica y una innovadora técnica de congelación de gotas de microfluidos, los investigadores analizaron las partículas emitidas por la quema de varios tipos de material vegetal como ocurre enincendios forestales y quemaduras prescritas, y simuló los procesos de envejecimiento que estas partículas sufrirían en la atmósfera.
Un diagrama que muestra los diversos procesos de envejecimiento de los aerosoles que queman biomasa en la atmósfera.
Por lo general, las partículas nucleantes de hielo pierden su potencia a medida que envejecen en la atmósfera, pero en este estudio, los investigadores encontraron que la capacidad de nucleación de hielo de las partículas emitidas por la quema de biomasa en realidad aumentó a medida que experimentaron un envejecimiento atmosférico simulado.marco para considerar cómo las propiedades de forzamiento del clima de una importante fuente episódica de partículas evolucionan en la atmósfera.
"Esto se debe a que el envejecimiento atmosférico impulsa la pérdida de recubrimientos de partículas inicialmente presentes en las partículas de humo que ocultan los sitios de la superficie activa del hielo", explicó Sullivan. "Esos sitios son las partículas minerales producidas por la combustión de combustible de biomasa en sí que informamosel año pasado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias . "
Los datos de este estudio podrían tener un gran impacto en la investigación futura sobre incendios forestales y cambio climático, dijo Lydia Jahl, quien recientemente recibió su doctorado en química de Carnegie Mellon en el grupo de Sullivan.
"Estimamos que la quema de solo un metro cuadrado de pastizal podría influir en la concentración de partículas nucleantes de hielo en cientos de miles de kilómetros cúbicos de la atmósfera", dijo Jahl. "Los modeladores climáticos podrían usar nuestros datos más para determinar cómo influyen las emisiones de incendios forestalesel equilibrio de la radiación solar entrante y la radiación terrestre saliente, entre otras propiedades de las nubes ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Carnegie Mellon . Original escrito por Ben Panko. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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