Fabio ColombiniNube de lluvia en un sector del cielo limpio sobre la selva: aerosoles concentrados cerca de su cimaFabio Colombini
Por estos días, comienza a cobrar una forma completa la respuesta a una pregunta que desde hace dos décadas intriga a quienes estudian el clima y el modelo de precipitaciones en la Amazonia: ¿dónde se producen las partículas microscópicas que contribuyen para la formación de las nubes de lluvia en la mayor selva tropical del planeta? Hace algunos años, surgió una parte de esa respuesta: las semillas de las nubes de la Amazonia son partículas en suspensión (aerosoles) de origen orgánico ‒surgidas principalmente a partir de la transformación química de un gas que emiten las plantas y al que se conoce como isopreno‒, en torno de las cuales se condensa el vapor de agua formando las gotas de las nubes (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 97). Empero, las mediciones efectuadas por aviones volando a 4 kilómetros (km) del suelo sólo detectaban una porción de los aerosoles liberados por la selva.
Ahora se halló la parte que faltaba. Las partículas de aerosoles se encuentran en las nubes, pero no en su base, tal como se pensaba. Entre los meses de agosto y septiembre de 2014, un jet alemán midió la composición química y las características físicas de las nubes durante 14 vuelos efectuados sobre la Amazonia. Dichas mediciones forman parte de una campaña científica conjunta entre dos proyectos: el Green Ocean Amazon (GoAmazon) y el Acridicon-Chuva, ambos financiados por la FAPESP, la Fundación de Apoyo a la Investigación Científica del Estado de Amazonas, el Instituto Max Planck y el gobierno estadounidense (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 217).
El jet, con capacidad para volar hasta un techo de 15 km de altura, constató que la mayor parte de las nuevas partículas de aerosoles se encuentra por encima de los 8 km ‒en concentraciones cercanas a la cima de las nubes, que en la Amazonia llegan a ubicarse a 16 km de altitud‒ en las regiones de selva protegida. “Hemos rastreado los mecanismos de formación de esas partículas durante 20 años”, comenta el físico Paulo Artaxo, de la Universidad de São Paulo (USP). “Y ahora hemos comprobado que la mayor parte se forma en las nubes y llega a la superficie de la selva por intermedio de corrientes de aire descendentes”, explica el investigador, quien coordina un proyecto ligado al GoAmazon.
Los mecanismos de generación de esos aerosoles en las nubes aún son objeto de estudios y no se sabe muy bien cuánto explican de las lluvias en la Amazonia. Se cree que los gases orgánicos que emite la selva penetran en las nubes profundas y, al elevarse, impulsados por corrientes de aire ascendentes, se congelan a -20 ó -30 grados Celsius formando dichos aerosoles. “La profusa interacción de las nubes con las emisiones de la selva realimenta el ciclo hidrológico más intenso del planeta”, dice Artaxo. “En Rondônia, un estado que taló el 60% de sus selvas, la composición y las propiedades de los aerosoles cambiaron y la lluvia se produce mediante otros mecanismos”.
En algunos de los vuelos, el avión alemán contó con la compañía de una aeronave estadounidense que recababa datos a altitudes menores y que ya había sobrevolado la selva unos meses antes, durante la estación lluviosa. Esta información, sumada a los datos obtenidos por radares, satélites y sondas meteorológicas, reveló dos modelos de nubes presentes en la Amazonia. Sobre las regiones con selvas escasamente alteradas, casi sin contaminación, las nubes contienen menor cantidad de aerosoles. “Sus gotas se concentran en la base de las nubes, son de mayor tamaño y crecen más rápido, generando lluvias copiosas”, comenta el meteorólogo Luiz Augusto Machado, investigador del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe) y coordinador del Proyecto Chuva, que estudió los tipos y la distribución de las nubes de lluvia en Brasil.
Ése fue el perfil detectado en las inmediaciones de Boa Vista, en el estado de Roraima. En esa región de atmósfera limpia, la base de las nubes contenía alrededor de 200 gotas por centímetro cúbico (cm3), y cada una medía entre 100 micrones y 1 milímetro de diámetro. En tanto, en la región de la selva afectada por los contaminantes que produce la ciudad de Manaos o por las quemas, las nubes contienen más aerosoles. Al disponer de una mayor cantidad de núcleos en torno de los cuales condensarse, el agua se distribuye en más gotas (400 por cm3) con un tamaño menor (60 micrones). Estas gotas tardan más en ganar volumen y pueden llegar a evaporarse en lugar de generar precipitaciones. Además, esas nubes son más altas, contienen una mayor cantidad de cristales de hielo y, con frecuencia, generan rayos.
La meteoróloga Rachel Albrecht, del Instituto de Astronomía, Geofísica y Ciencias atmosféricas (IAG) de la USP, incluso notó que en las regiones contaminadas, las nubes de tormenta generan rayos de un tipo poco común: positivos, donde la descarga es más intensa y se produce de una sola vez. Estos rayos son más frecuentes al final de la estación seca, cuando se producen más incendios.
“El conocimiento de estos mecanismos resulta fundamental para alimentar modelos de alta resolución espacial, con mayor capacidad para reproducir lluvias locales y anticipar catástrofes”, dice Machado, quien este mes tomará parte en el debate de los datos registrados en el marco del proyecto Acridicon-Chuva, durante un workshop que se realizará en Ilhabela, en el litoral paulista.
“Lo que estamos observando en la región afectada por la pluma de contaminantes de Manaos podría constituir un ejemplo del futuro que le espera a una selva tropical urbanizada”, dice Artaxo. “Y también es un ejemplo del mecanismo actual de formación de lluvias en África o en Indonesia, donde hay muchas ciudades en el medio de la selva, o en una Amazonia más urbanizada”. La meteoróloga Maria Assunção da Silva Dias, del IAG, e investigadora del GoAmazon, advierte que lo que está sucediendo en la Amazonia puede tener un impacto global. “Las alteraciones en las nubes y en las lluvias de la Amazonia”, dice, “afectan al clima de todo el planeta”.
Proyectos
1. GoAmazon: Interacción de la pluma urbana de Manaos con las emisiones biogénicas de la Selva Amazónica (nº 2013/05014-0); Modalidad Programa de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales; Investigadores responsables Paulo Artaxo Netto (IF-USP) y Maria Assunção da Silva Dias (IAG-USP); Inversión R$ 3.246.351,45
2. Los procesos de formación de nubes asociados a los principales sistemas de precipitaciones en Brasil: Un aporte al modelo de la escala de nubes y al GPM (medidor global de precipitaciones) (nº 2009/15235-8); Modalidad Proyecto Temático; Investigador responsable Luiz Augusto Toledo Machado (Inpe); InversiónR$ 2.362.708,53
