Partículas ultrafinas características, emitidas por los incendios de vegetación en la región amazónica, son capaces de intensificar las nubes de tormenta y las fuertes lluvias, revela un nuevo estudio.
Las partículas del humo de los incendios forestales pueden reducir la calidad del aire y perjudicar la salud humana. Los aerosoles de humo también pueden influir en el tiempo y el clima modificando la formación de nubes y cambiando la cantidad de energía solar que se refleja o absorbe en la atmósfera.
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En comparación con las partículas más grandes emitidas directamente por los incendios, la formación y presencia de partículas ultrafinas (UFP) se ha pasado por alto anteriormente, ya que se pensaba que eran rápidamente “limpiadas” por las partículas más grandes.
Al analizar las mediciones de las aeronaves y realizar simulaciones detalladas de modelos, un equipo de investigadores descubrió que las partículas ultrafinas abundaban en el humo de los incendios de vegetación en la región amazónica, y que su formación y supervivencia se veían favorecidas. Además, el modelado de alta resolución mostró que estas partículas ultrafinas pueden intensificar las nubes de tormenta y las fuertes lluvias. Esta investigación profundiza nuestra comprensión de cómo los incendios de vegetación producen aerosoles que pueden afectar el clima y el cambio climático.
Los modelos del sistema terrestre no han considerado las UFP secundarias formadas por la nucleación y el crecimiento de los componentes atmosféricos que se forman por oxidación química en el humo de la quema de biomasa, porque el conocimiento previo sugería que había grandes pérdidas de especies nucleantes en las partículas de humo primarias.
En contra de esta idea, un equipo de investigadores identificó mecanismos eficientes de nucleación y crecimiento para las UFP secundarias que produjeron especies nucleantes en el humo que podrían superar sus pérdidas en partículas de humo primarias y, por lo tanto, mantener la nucleación y la presencia a largo plazo de muchas UFP en el humo, informa en un comunicado el Environmental Molecular Sciences Laboratory.
Se espera que este trabajo llene un gran vacío en la comprensión del proceso de las UFP y abra nuevas fronteras de investigación al destacar los grandes impactos potenciales de las UFP que se forman en el humo de la quema de biomasa en la formación de nubes, el desarrollo de la lluvia, las condiciones climáticas a corto plazo y las condiciones climáticas a largo plazo que se han pasado por alto anteriormente. El estudio se publica en la revista One Earth.
Se cree que la formación de nuevas partículas en el humo de los incendios de vegetación es poco probable debido a los grandes sumideros de condensación y coagulación que eliminan los grupos moleculares recién nucleados en el humo. Al analizar las mediciones del gas trazador de humo acetonitrilo y las distribuciones de tamaño de partículas de la aeronave G-1 recolectadas en la selva amazónica, un equipo multiinstitucional de investigadores identificó abundantes UFP presentes en el humo de los incendios de vegetación recientes.
Utilizando un modelado regional detallado con el Modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo acoplado a la química (WRF-Chem), dilucidaron los mecanismos clave que explican la formación de UFP en el humo de biomasa. Sus análisis sugieren que para mantener las concentraciones de UFP observadas y superar las grandes pérdidas de especies nucleantes en los aerosoles de la quema de biomasa primaria, las emisiones de la quema de biomasa de dimetilaminas (DMA) deben incluirse en el modelo.
Además, las tasas de emisión de DMA, junto con las tasas de producción química de ácido sulfúrico y los gases orgánicos de volatilidad extremadamente baja en el humo, deben aumentarse proporcionalmente a las distribuciones de tamaño de partícula observadas en el humo.
Para simular los impactos de las UFP y las partículas más grandes en el humo sobre las nubes y la precipitación, el equipo utilizó las distribuciones de tamaño de partícula y los perfiles de higroscopicidad simulados por WRF-Chem y los proporcionó a un modelo detallado de microfísica de nubes, llamado WRF con microfísica de nubes de bin espectral. La resolución fina del WRF con simulaciones de microfísica de nubes de bin espectral mostró que las UFP pueden causar una tormenta más fuerte con un yunque más grande y una lluvia más intensa, mientras que las partículas más grandes emitidas directamente por los incendios retrasan y suprimen la lluvia.
