La capa de aerosol de tropopausa asiática ATAL se encuentra a una altura de doce a 18 kilómetros sobre el Medio Oriente y Asia. Esta acumulación de aerosoles en el monzón asiático se descubrió por primera vez en 2011. Sin embargo, su composición y efecto se desconocen.Ahora, un consorcio europeo de científicos ha encontrado en esta capa que consiste en nitrato de amonio cristalino. En la cámara de nubes AIDA, los investigadores del clima del Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT demostraron cómo se forma esta sustancia en la troposfera superior.en Geociencia de la naturaleza .
Utilizando una combinación inteligente de teledetección, mediciones in situ, cálculos de modelos meteorológicos, mediciones de laboratorio específicas y simulaciones numéricas detalladas, el equipo estudió la distribución y composición de los aerosoles en el ATAL. Los aerosoles son las partículas suspendidas más pequeñas de una variedad de productos naturalesy fuentes antropogénicas. En la atmósfera, los aerosoles actúan como núcleos de condensación a los que se une el vapor de agua gaseoso y, por lo tanto, forman gotas de nubes. Por primera vez, un avión de investigación voló a través de los niveles superiores del monzón asiático para estudiar los procesos clave de la globalización.importancia. Los diferentes métodos e instrumentos se complementaron entre sí para verificar los resultados medidos. Científicos del KIT, Forschungszentrum Jülich FZJ, la Universidad Johannes Gutenberg y el Instituto Max Planck de Química, ambos en Mainz, el Instituto Alfred Wegener, la Universidad de Wuppertal, Laboratoirede Métérologie Dynamique, París, y el Istituto di Scienze dell'Atmosfera e del Clima, Roma,participó.
"Sorprendentemente, detectamos nitrato de amonio cristalino como un componente principal en grandes partes del ATAL", dice el Dr. Michael Höpfner de la División de Gases de Trazado Atmosférico y Teledetección del Instituto de Meteorología e Investigación Climática de KIT IMK-ASF.Los resultados inesperados medidos, entre otros, por el instrumento GLORIA de KIT y Forschungszentrum Jülich fueron confirmados por investigadores climáticos en la cámara de nubes AIDA de KIT: "Nuestros experimentos revelaron que, contrariamente a la opinión predominante, las gotas de nitrato de amonio líquido cristalizan en partículas sólidas enmenos 50 grados en presencia de pequeñas contaminaciones que contienen principalmente azufre. Estas partículas sólidas continúan existiendo incluso en condiciones de temperatura y humedad de la troposfera superior ", dice el Dr. Robert Wagner de la División de Investigación de Aerosol Atmosférico del Instituto de Meteorología y Meteorología de KITInvestigación climática: con observaciones satelitales, los investigadores encontraron grandes cantidades de aerosoles de nitrato de amonioVe Asia.Estas observaciones se remontan al año 1997 cuando aún no se suponía que existiera el ATAL.
"Con esto, hemos resuelto el antiguo rompecabezas de la composición de ATAL", dice Michael Höpfner. Hasta ahora, se ha considerado altamente improbable que este aerosol exista a altitudes tan altas, porque el gas de amoníaco precursor se lavafuera de la atmósfera muy rápidamente por la lluvia ". Pero detectamos concentraciones de amoníaco sin paralelo durante el monzón asiático: los valores son hasta cincuenta veces más altos que en mediciones anteriores", agrega Höpfner. Este amonio proviene principalmente de la agricultura, en particular de la cría de ganado.y la fertilización. Las emisiones más altas de amoníaco se encuentran actualmente en Asia. Durante el monzón, las masas de aire contaminado se transportan desde la superficie de la tierra a alturas de hasta 18 km. Aquí, el amoníaco reacciona al nitrato de amonio, un aerosol que influye tanto en la formación como enpropiedades de las nubes.
"Ahora es la primera vez que nuestros datos demuestran que los aerosoles de nitrato de amonio están omnipresentes en la troposfera superior durante el monzón asiático", dice Höpfner. Estos resultados son relevantes en particular para las interacciones de nubes y aerosoles, que representan unode las mayores incertidumbres en el modelado climático. Además, los hallazgos prueban que el amoniaco emitido en el suelo tiene una gran influencia en los procesos en la troposfera superior y potencialmente en el clima asiático.
Rastreando el amoníaco: el instrumento de medición GLORIA y la cámara de nubes AIDA
La campaña de aviones fue parte del proyecto StratoClim en el que 37 organizaciones científicas de once países europeos, EE. UU., Bangladesh, India y Nepal colaboran bajo la dirección del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina.de gran altitud M55-Geophysika llevó 25 instrumentos especialmente desarrollados a alturas superiores a 20 km, aproximadamente el doble de la altura que generalmente alcanzan los aviones.Un instrumento importante a bordo de Geophysika fue el espectrómetro infrarrojo GLORIA Observador de extremidades de cardán para imágenes de radiación de la atmósferadistribución de altura de una variedad de gases traza a lo largo de la ruta de vuelo. Las mediciones durante los vuelos se concentraron principalmente en el amoníaco, ya que está involucrado en gran medida en la formación de partículas de aerosol. Actualmente, GLORIA es el único instrumento que puede medir el amoníaco a estas alturas.
Basado en los datos medidos por el instrumento satelital MIPAS Interferómetro Michelson para Sondeo Atmosférico Pasivo del IMK-ASF de KIT para la distribución en altura de más de 30 gases traza entre 2002 y 2012, los científicos adquirieron por primera vez la distribución global deamoníaco y nitrato de amonio al mismo tiempo. Para sus estudios, también utilizaron la instalación AIDA Aerosol Interactions and Dynamics in the Atmosphere en el Campus North de KIT. Es la única instalación en todo el mundo, donde los procesos de aerosol y clima pueden estudiarse en condiciones atmosféricas.condiciones. En la instalación, se pueden simular todas las condiciones de temperatura y presión en la atmósfera baja y media.
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Materiales proporcionado por Instituto Karlsruher für Technologie KIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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