Observaciones atmosféricas revelan que las tormentas eléctricas suelen ser más fuertes en presencia de altas concentraciones de aerosoles, partículas demasiado pequeñas para verlas a simple vista.
Por ejemplo, los relámpagos son más frecuentes a lo largo de las rutas marítimas, donde los cargueros emiten partículas al aire, en comparación con el océano circundante. Y las tormentas eléctricas más intensas en los trópicos se desatan sobre la tierra, donde los aerosoles son elevados tanto por fuentes naturales como por actividades humanas.
Si bien los científicos han observado un vínculo entre los aerosoles y las tormentas eléctricas durante décadas, la razón de esta asociación no se comprende bien.
Ahora, los científicos del MIT han descubierto un nuevo mecanismo mediante el cual los aerosoles pueden intensificar las tormentas eléctricas en las regiones tropicales. Usando simulaciones idealizadas de la dinámica de las nubes, los investigadores encontraron que altas concentraciones de aerosoles pueden mejorar la actividad de las tormentas al aumentar la humedad en el aire que rodea las nubes.
Este nuevo mecanismo entre aerosoles y nubes, que el equipo ha denominado mecanismo de «arrastre de humedad», podría incorporarse en los modelos meteorológicos y climáticos para ayudar a predecir cómo la actividad de tormentas de una región podría variar con los cambios en los niveles de aerosoles.
«Es posible que, al limpiar la contaminación, los lugares experimenten menos tormentas», dice Tim Cronin, profesor asistente de ciencias atmosféricas en el MIT. «En general, esto proporciona una forma en que los humanos pueden tener una huella en el clima que no hemos apreciado mucho en el pasado».
Cronin y su coautor Tristan Abbott, un estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, han publicado sus resultados en la revista Science.
Un aerosol es cualquier conjunto de partículas finas suspendidas en el aire. Los aerosoles se generan por procesos antropogénicos, como la quema de biomasa y la combustión en barcos, fábricas y salidas de escape de automóviles, así como por fenómenos naturales como erupciones volcánicas, rocío de mar y tormentas de polvo. En la atmósfera, los aerosoles pueden actuar como semillas para la formación de nubes. Las partículas suspendidas sirven como superficies en el aire en las que el vapor de agua circundante puede condensarse para formar gotitas individuales que cuelgan juntas como una nube. Las gotas dentro de la nube pueden chocar y fusionarse para formar gotas más grandes que eventualmente caen como lluvia.
Pero cuando los aerosoles están muy concentrados, las muchas partículas diminutas forman gotitas de nubes igualmente diminutas que no se fusionan fácilmente. Exactamente cómo estas nubes cargadas de aerosoles generan tormentas eléctricas es una pregunta abierta, aunque los científicos han propuesto varias posibilidades, que Cronin y Abbott decidieron probar en simulaciones de nubes de alta resolución.
Para sus simulaciones, utilizaron un modelo idealizado, que simula la dinámica de las nubes en un volumen que representa la atmósfera de la Tierra sobre un cuadrado de océano tropical de 128 kilómetros de ancho. La caja está dividida en una cuadrícula y los científicos pueden observar cómo cambian parámetros como la humedad relativa en celdas de cuadrícula individuales a medida que sintonizan ciertas condiciones en el modelo.
En su caso, el equipo realizó simulaciones de nubes y representó los efectos del aumento de las concentraciones de aerosoles al aumentar la concentración de gotas de agua en las nubes. Luego suprimieron los procesos que se pensaba que impulsaban dos mecanismos propuestos anteriormente, para ver si las tormentas eléctricas aún aumentaban cuando aumentaban las concentraciones de aerosoles.
Cuando se interrumpieron estos procesos, la simulación generó tormentas eléctricas más intensas con concentraciones de aerosoles más altas.
«Eso nos dijo que estas dos ideas propuestas anteriormente no eran las que estaban produciendo cambios en la convección en nuestras simulaciones», dice Abbott en un comunicado. En otras palabras, debe estar funcionando algún otro mecanismo.
