hemos entendido desde hace mucho tiempo que las nubes requieren superficies de partículas diminutas para que se condense el agua. De sal marina y partículas de polvo a microplásticosmuchas sustancias pueden desempeñar un papel principal en la nucleación de las nubes.
Los investigadores ahora han realizado cálculos precisos que aclaran la incertidumbre sobre cuánto contribuyen los aerosoles biológicos a este proceso sobre el Ártico.
“Pudimos identificar el componente proteico de las partículas de hielo que se nuclean, lo que arroja luz sobre su posible origen biológico”, explica Franz Conen, geocientífico medioambiental de la Universidad de Basilea.
“Nuestros hallazgos establecen inequívocamente la prevalencia de partículas biológicas que contribuyen a la nucleación del hielo en Observatorio Zepelín“.
El físico Gabriel Freitas de la Universidad de Estocolmo y sus colegas filtraron materiales del tamaño de un micrómetro de la atmósfera sobre el observatorio en la montaña Zeppelinfjellet en Noruega.
El equipo analizó las muestras utilizando técnicas de dispersión de luz, fluorescencia UV y microscopio de transmisión por electronesrecopilando suficiente información para identificar y medir las concentraciones más pequeñas de cada tipo de partícula.
“La precisión es esencial a medida que superamos el desafío de detectar estas partículas en concentraciones minúsculas, similar a encontrar una aguja en un pajar”. dice Freitas.
Cuando las temperaturas y la humedad son adecuadas, el agua de la atmósfera se condensa en pequeñas partículas y se congela formando cristales de hielo que forman las nubes.
La naturaleza de estas partículas permanece una fuente importante de incertidumbre En los modelos climáticos, y en comparación con otras regiones, el Ártico tiene concentraciones de aerosoles relativamente bajas, por lo que cambios sutiles en éstas pueden tener un efecto profundo en el clima.
Flotando en lo alto entre los gases atmosféricos, el polvo y el vapor de agua, los investigadores detectaron partículas de origen biológico. Estos incluían la fructosa y los alcoholes de azúcar. manitol y arabitolque contribuyó con más del 90 por ciento de todas las partículas biológicas durante el período estival.
“Si bien el arabitol y el manitol están presentes en varios microorganismos, su presencia en el aire está relacionada con las esporas de hongos y podría originarse tanto en fuentes locales como en el transporte atmosférico a larga distancia”. explica Karl Espen Yttri, científico atmosférico del Instituto Noruego de Investigación del Aire.
El nivel de aerosoles biológicos fluctuó con las estaciones, señalan Freitas y sus colegas. Las concentraciones más altas aparecieron cuando las temperaturas excedieron los -15 °C (5 °F), una temperatura de nucleación del hielo que anteriormente se había relacionado con aumento de la actividad biológica en el Ártico.
“Ofrecemos un vínculo de observación directo entre las partículas biológicas de aerosol y las partículas que se nuclean en el hielo a alta temperatura en el Ártico”, afirman los investigadores. escribir en su papel.
En conjunto, esto sugiere que a medida que más tierra y océanos quedan expuestos debido al calentamiento de las temperaturas de la Tierra que derriten más hielo y nieve, se espera que aumenten las concentraciones de partículas biológicas, lo que probablemente contribuya a una mayor cobertura de nubes y lluvias, que a su vez se derriten aún más. paisajes una vez congelados.
“Esta investigación ofrece información crítica sobre el origen y las propiedades de las partículas biológicas y de nucleación del hielo en el Ártico”. dice Paul Zieger, científico medioambiental de la Universidad de Estocolmo.
“[This] podría permitir a los desarrolladores de modelos climáticos mejorar la representación de las interacciones aerosol-nube en los modelos y reducir las incertidumbres relacionadas con las estimaciones del forzamiento radiativo antropogénico”.
Esta investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.