Hacia una mejor comprensión de las nubes en el hemisferio sur

Entre 2018 y 2021 se llevó a cabo en el extremo sur de Chile una campaña de medición destinada a comprender mejor el funcionamiento de las nubes en el hemisferio sur. Los resultados publicados recientemente en la revista Química y Física Atmosférica debería permitir mejorar la representación del balance energético de este hemisferio en los modelos climáticos.

Las nubes del hemisferio sur tienen un mayor contenido de agua líquida que las del hemisferio norte y, por lo tanto, tienden a reflejar una mayor cantidad de radiación solar hacia el espacio. Por otro lado, se sabe que los modelos climáticos sobrestiman la fracción de nubes de hielo sobre el Océano Antártico. En consecuencia, no reproducen con precisión el balance de radiación del hemisferio sur.

Una campaña de investigación para comprender mejor las nubes del sur

Para mejorar los modelos y proyecciones climáticas, un grupo de investigadores realizó observaciones específicas en el sur de Chile y las puso en perspectiva con mediciones anteriores realizadas en Leipzig (Alemania) y Limassol (Chipre). Los lidars y otros instrumentos instalados en Punta Arenas (Chile) operaron durante la campaña de investigación de tres años, de 2018 a 2021. Esta es la serie tipo más larga jamás obtenida en el hemisferio sur.

Recuerde que las interacciones entre las nubes, los aerosoles y los vientos aún son poco conocidas en esta pequeña área contaminada. Sin embargo, sabemos que el bajo contenido de polvo de la atmósfera explica en parte por qué la cantidad de agua líquida en las nubes es tan alta. De hecho, para formarse, los cristales de hielo necesitan partículas microscópicas llamadas núcleos formadores de hielo. Si faltan, las gotas de agua pueden permanecer líquidas hasta temperaturas de -30 °C a -40 °C.

nubes
Fracción de partículas de hielo (eje vertical) frente a la temperatura de la cima de la nube (eje horizontal) para Leipzig (verde), Limassol (naranja) y Punta (azul). Tenga en cuenta la menor concentración de nubes en el hemisferio sur (azul). Créditos: Martín Radenz y col. 2021.

Las mediciones en Punta Arenas mostraron que las nubes contenían entre un 10% y un 40% menos de hielo que las observadas en Alemania o Chipre. Sin embargo, esta diferencia de composición influye fuertemente en la cantidad de radiación solar reflejada hacia el espacio y en la emisión de radiación infrarroja por parte de la Tierra, contribuyendo a un balance radiativo diferenciado entre los dos hemisferios.

Una influencia de las ondas de gravedad que queda por aclarar

Las observaciones también revelaron que los aerosoles no eran el factor dominante a temperaturas inferiores a -25 °C. En efecto, la influencia de las ondas de gravedad generadas por el paso del viento sobre los relieves se vuelve entonces preponderante.

Al medir los vientos ascendentes y descendentes en las nubes, pudimos detectar a aquellos que habían sido influenciados por estas ondas y filtrarlos de las estadísticas. », Desarrolla Martin Radenz, autor principal del estudio. ” Esto nos permitió demostrar que estas ondas de gravedad, no la falta de núcleos de hielo, son las responsables del exceso de gotas de nubes a temperaturas inferiores a -25°C “. No obstante, el científico explica que queda por ver si estas ondas y sus impactos son una particularidad del dominio chileno o si se extienden a la escala del hemisferio sur.

En un futuro cercano, planeamos trabajar con nuestros socios para estudiar estas cuestiones en otros lugares del hemisferio sur, como la Antártida y Nueva Zelanda, e idealmente también a bordo de buques de investigación, pporque estas observaciones no son posibles desde el espacio en este momento “dice Martín Radenz.


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