Nuevo artículo de Henrik Svensmark sobre sobresaturación y núcleos de condensación de nubes: ¿Watts Up With That?

Las nubes son una parte esencial del sistema climático de la Tierra. Desempeñan un papel importante en los patrones climáticos, las precipitaciones y la regulación de las temperaturas globales. Un estudio reciente titulado «Supersaturación y tamaño crítico de los núcleos de condensación de nubes en estratos marinos», publicado en Cartas de investigación geofísicanos brinda nueva información sobre cómo se forman las nubes, especialmente sobre el océano.

¿Qué son los núcleos de condensación de nubes (CCN) y la sobresaturación?

Las nubes se forman cuando el aire húmedo sube y se enfría. Este enfriamiento conduce a la sobresaturación, donde el aire tiene más vapor de agua del que puede contener. Este exceso de vapor de agua se condensa en pequeñas partículas llamadas núcleos de condensación de nubes (CCN), que luego crecen hasta convertirse en gotas de nubes. El tamaño y la cantidad de estos CCN son cruciales para determinar cómo se verán las nubes.

Tradicionalmente, los científicos pensaban que sólo las partículas más grandes (alrededor de 60 nm de diámetro) podían convertirse en CCN en niveles de sobresaturación típicos (0,2% –0,3%). Sin embargo, este estudio de Henrik Svensmark y su equipo muestra que partículas mucho más pequeñas también pueden actuar como CCN si la sobresaturación es mayor de lo que se pensaba anteriormente.

Hallazgos clave del estudio

1. Niveles de sobresaturación más altos: El estudio encontró que los estratos marinos, especialmente los de la costa de California, a menudo tienen niveles de sobresaturación superiores al 0,5% y, a veces, incluso hasta el 1%. Esto es mucho más alto de lo que los científicos solían creer y sugiere que partículas más pequeñas (25-30 nm) pueden actuar como CCN en estas condiciones. Los autores escribieron: «En promedio, la sobresaturación en las nubes marinas es significativamente mayor que la visión convencional del 0,2% al 0,3%».
2. Tamaño crítico más pequeño de CCN: Utilizando datos satelitales y teorías científicas, los investigadores han creado mapas que muestran los niveles de sobresaturación global y los tamaños de partículas que pueden actuar como CCN. Descubrieron que las nubes marinas son más sensibles a los cambios en el número de partículas pequeñas debido a estos niveles más altos de sobresaturación. Esto significa que partículas incluso más pequeñas de lo que se pensaba anteriormente pueden formar gotas de nubes. El estudio señala: «Una mayor sobresaturación implica un tamaño de activación más pequeño para CCN, lo que hace que la formación de nubes sea más sensible a los cambios en la nucleación de aerosoles».
3. Efectos sobre las propiedades de la nube: Los niveles más altos de sobresaturación significan que la formación de nubes es más dinámica y sensible a los cambios en las partículas que actúan como CCN. Esto puede cambiar las propiedades de las nubes, como la cantidad de gotas que tienen y su grosor, lo que afecta la cantidad de luz solar que reflejan y la cantidad de calor que atrapan. El estudio explica: «Debido a la mayor saturación, aerosoles mucho más pequeños se activan y se convierten en gotas de nube».

¿Cómo estudiaron esto los investigadores?

Los investigadores utilizaron datos de diferentes fuentes, incluidas observaciones satelitales y mediciones de aviones. Analizaron estos datos para comprender la relación entre el número de CCN y la sobresaturación.

1. Observaciones satelitales: Utilizaron datos satelitales para estimar la cantidad de gotas en los estratos marinos. Esto, junto con las mediciones del espesor de las nubes y el contenido de agua, les ayudó a analizar las propiedades de las nubes sobre los océanos.
2. Medición en aire: Las mediciones desde aviones frente a la costa de California fueron cruciales para descubrir niveles de sobresaturación superiores a los esperados. Estas mediciones proporcionaron evidencia directa de que partículas más pequeñas pueden actuar como CCN. Los autores señalaron: «Las observaciones de estratos marinos en aire limpio frente a la costa de California revelan una relación funcional entre el número de núcleos de condensación de nubes (CCN) y la sobresaturación».
3. Simulaciones: Los investigadores utilizaron un modelo informático para simular cómo se forman las gotas de las nubes en diferentes condiciones de sobresaturación y movimiento vertical. Estas simulaciones respaldaron sus observaciones, mostrando que partículas más pequeñas pueden formar gotas de nubes con sobresaturaciones más altas. El estudio afirma: «El apoyo independiente para una sobresaturación tan alta en la nube marina se obtiene a partir de mediciones CCN proporcionadas por la Misión de Tomografía Atmosférica».

¿Por qué es este estudio importante?

Este estudio es importante porque cambia nuestra comprensión de cómo se forman las nubes. Las nubes desempeñan un papel clave en el clima de la Tierra al reflejar la luz del sol y atrapar el calor. Pequeños cambios en las propiedades de las nubes pueden tener un gran impacto en el tiempo y el clima. Al mostrar que la formación de nubes es más sensible a partículas más pequeñas y niveles más altos de saturación, este estudio nos ayuda a comprender mejor cómo interactúan las nubes y los aerosoles.

1. Interacciones aerosol-nube: El estudio muestra la complejidad de cómo interactúan los aerosoles (partículas diminutas) y las nubes. Comprender mejor estas interacciones es crucial para mejorar la predicción del tiempo y el clima.
2. Microfísica de la nube: La investigación destaca la importancia de los niveles de sobresaturación para determinar las propiedades de las nubes. Esto tiene implicaciones para el estudio y modelado de diferentes tipos de nubes y su papel en los sistemas meteorológicos.

Conclusión

El estudio «Supersaturación y tamaño crítico de los núcleos de condensación de nubes en estratos marinos» de Svensmark et al. proporciona nuevos conocimientos sobre cómo se forman las nubes. Al revelar niveles de sobresaturación más altos de lo esperado y una activación de CCN más pequeña, esta investigación desafía lo que creíamos saber y abre nuevas puertas para comprender la atmósfera de la Tierra. A medida que continuamos aprendiendo más sobre la formación de nubes, estudios como este son esenciales para comprender las complejidades de nuestro clima.

La formación de nubes es un proceso complejo en el que influyen muchos factores. Este estudio arroja luz sobre algunos de los principales aspectos de este proceso, especialmente en ambientes marinos, y enfatiza la importancia de la observación e investigación continua para descubrir los misterios de la atmósfera del planeta nuestro.

El estudio es de acceso abierto y se puede leer aquí.

H/T Ken Gregory, Amigos de la Ciencia

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