El sorprendente descubrimiento de que las nubes de tormenta en la Amazonia se forman de manera diferente que en otras partes del mundo han dado vuelta algunos de los conceptos b\u00e1sicos de la meteorolog\u00eda. A primera vista, las nubes sobre el bosque ecuatorial m\u00e1s grande del mundo parecen ser como en cualquier otro lugar: un enjambre de gotas de agua y cristales de hielo suspendidos en el aire. Las gotas aparecen y crecen cuando el vapor de agua presente en la atm\u00f3sfera se condensa sobre la superficie de part\u00edculas de humo y polvo microsc\u00f3pico cargadas por el viento y que reciben el nombre de aerosoles. Dado que las fuentes de aerosoles normalmente est\u00e1n en el suelo, se esperar\u00eda que la concentraci\u00f3n de estas part\u00edculas disminuya con la altura. Sin embargo, entre 2014 y 2015, dos importantes campa\u00f1as de observaci\u00f3n cient\u00edfica que contaron con la participaci\u00f3n de brasile\u00f1os y extranjeros, las misiones GOAmazon y Acridicon-Chuva, registraron lo contrario.<\/p>\n
En la Amazonia, la concentraci\u00f3n m\u00e1s alta de aerosoles no est\u00e1 cerca del suelo, sino por encima de la cumbre de las nubes m\u00e1s grandes, a unos 15 kil\u00f3metros (km) de altura, seg\u00fan los estudios producidos por los participantes en los experimentos. El trabajo tambi\u00e9n indic\u00f3 que la mayor\u00eda de estas part\u00edculas suspendidas sobre las nubes tienen un di\u00e1metro de menos de 50 nan\u00f3metros. En general, las part\u00edculas de este tama\u00f1o se considerar\u00edan demasiado peque\u00f1as como para contribuir a la formaci\u00f3n de nubes de lluvia. Pero una vez m\u00e1s la Amazonia es una excepci\u00f3n a la regla. En un art\u00edculo publicado en enero de 2018 en la revista Science<\/em>, un equipo de investigadores de instituciones brasile\u00f1as, alemanas y estadounidenses de ambas misiones declar\u00f3 que estos aerosoles ultrafinos constituyen uno de los ingredientes claves para darles forma a las tormentas m\u00e1s violentas de la regi\u00f3n.<\/p>\n Ahora, para comprender mejor este hallazgo, los meteor\u00f3logos Luiz Augusto Machado, del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe, en portugu\u00e9s), quien coordin\u00f3 la misi\u00f3n Acridicon-Chuva, y Johannes Lelieveld, del Instituto de Qu\u00edmica Max Planck (MPIC), de Alemania, comenzaron los preparativos del proyecto Cafe, las siglas de Experimento de Campo de Qu\u00edmica Atmosf\u00e9rica. \u201cLa nueva misi\u00f3n est\u00e1 siendo dise\u00f1ada para estudiar esta materia en part\u00edculas ultradelgadas que descubrimos en la atm\u00f3sfera superior\u201d, dice Machado. \u201cQueremos saber cu\u00e1les son las fuentes de este material, c\u00f3mo se almacena en la atm\u00f3sfera superior y c\u00f3mo se precipita\u201d.<\/p>\n A principios de este a\u00f1o, los investigadores del Cafe definir\u00e1n, entre otros detalles, c\u00f3mo ser\u00e1n los vuelos que el avi\u00f3n de investigaci\u00f3n alem\u00e1n Halo realizar\u00e1 sobre la Amazonia, programados para 2020. Halo es un jet <\/em>ejecutivo modificado para hacer investigaci\u00f3n cient\u00edfica, capaz de alcanzar los 16 km de altura, a unos 6 km por encima de la altitud crucero de los vuelos comerciales. No ser\u00e1 la primera vez que esta aeronave ser\u00e1 utilizada para estudiar la atm\u00f3sfera de la selva tropical. Entre agosto y septiembre de 2014, durante el proyecto Acridicon-Chuva, el Halo realiz\u00f3 14 vuelos. Desde Manaos, el avi\u00f3n vol\u00f3 de un lado a otro a trav\u00e9s de cientos de kil\u00f3metros, tanto al noroeste, donde se encuentran las regiones forestales mejor conservadas y el aire est\u00e1 relativamente libre de interferencias de contaminaci\u00f3n, como hacia el sur, hasta el tramo m\u00e1s contaminado del llamado \u201carco de deforestaci\u00f3n\u201d, donde se concentran los incendios que convierten al bosque en pasturas o plantaciones.<\/p>\n Adem\u00e1s de los instrumentos meteorol\u00f3gicos terrestres, el GOAmazon cont\u00f3 en sus misiones con equipos de an\u00e1lisis de qu\u00edmica atmosf\u00e9rica instalados en otro jet<\/em>, un Gulfstream-1 del Laboratorio del Pac\u00edfico Noroeste (PNNL) del gobierno de EE. UU. con capacidad para alcanzar hasta 7 km de altura. Machado explica que el proceso de planificaci\u00f3n y la aprobaci\u00f3n de las misiones de recopilaci\u00f3n de datos con aviones extranjeros son complejos y pueden tardar m\u00e1s de un a\u00f1o en aprobarse, ya que dependen de la luz verde de los consejos de seguridad del Consejo Nacional para el Desarrollo Cient\u00edfico y Tecnol\u00f3gico ( CNPq) y de la Fuerza A\u00e9rea Brasile\u00f1a. \u201cVolaremos a grandes alturas y alrededor de nubes de convecci\u00f3n profunda\u201d, dice Machado.<\/p>\n Las nubes de convecci\u00f3n se forman debido al movimiento vertical de las masas de aire en funci\u00f3n de las variaciones de temperatura. Las profundas son esas nubes muy grandes, como torres de algod\u00f3n, de 10 a 15 km de ancho y hasta 15 km de altura llamadas Cumulus Nimbus<\/em>. Este es el tipo predominante de formaci\u00f3n de nubes de tormenta en toda la Amazonia durante el final de la temporada \u201cseca\u201d, entre septiembre y noviembre, cuando la lluvia ocurre con menos frecuencia, aunque es m\u00e1s intensa. Estas nubes, de forma aislada, tambi\u00e9n son m\u00e1s comunes en la Regi\u00f3n Metropolitana de Manaos y en las \u00e1reas con la mayor cantidad de quemas. En la temporada de lluvias y en las \u00e1reas forestales mejor conservadas que est\u00e1n aisladas de la contaminaci\u00f3n, este tipo de nubes es menos intenso y m\u00e1s profundo. Las nubes poco profundas predominan en la selva, la fuente de una lluvia m\u00e1s suave y constante.<\/p>\n Los cient\u00edficos pretenden descubrir c\u00f3mo se almacena en la atm\u00f3sfera superior la materia en part\u00edculas y c\u00f3mo se transporta abajo<\/p><\/blockquote>\n \u201cEl piloto de Halo hace lo que todos los comandantes de aviones saben que est\u00e1 prohibido: acercarse a una nube de convecci\u00f3n profunda\u201d, comenta la meteor\u00f3loga Rachel Albrecht, de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP), quien ha colaborado con Machado desde el comienzo de los proyectos GOAmazon y Acridicon-Chuva. Los peligros son muchos: la turbulencia de las corrientes de aire, el hielo que se cristaliza en el fuselaje y lo vuelve m\u00e1s pesado, los granizos que golpean las ventanas y las descargas el\u00e9ctricas de los rayos. Seg\u00fan el investigador, a\u00fan queda mucho por entenderse sobre el proceso de formaci\u00f3n de hielo y rayos en las nubes convectivas. \u201cEs debido al choque entre las part\u00edculas de hielo que se forman los rayos dentro de una nube\u201d, explica Albrecht.<\/p>\n Los efectos de la contaminaci\u00f3n de la ciudad de Manaos en la formaci\u00f3n de nubes y lluvia en las regiones forestales vecinas a la metr\u00f3polis amaz\u00f3nica se cuantificaron en el marco de la tesis doctoral del meteor\u00f3logo Micael Cecchini, defendida en diciembre de 2017, bajo la direcci\u00f3n de Machado. Galardonado por la Capes como la mejor tesis de geociencia de ese a\u00f1o, ese trabajo utiliz\u00f3 datos de los proyectos GOAmazon y Acridicon-Chuva para reunir evidencia de c\u00f3mo hace aumentar la cantidad de gotas de lluvia la alta concentraci\u00f3n de aerosoles causados por la contaminaci\u00f3n en la capital del estado de Amazonas, pero disminuye el tama\u00f1o de dichas gotas en nubes poco profundas durante la temporada de lluvias.\u00a0 \u201cLa duplicaci\u00f3n del nivel de contaminaci\u00f3n del aire aumenta la concentraci\u00f3n de gotas de nubes en un 84%, mientras que disminuye el di\u00e1metro promedio de las gotas en un 25%\u201d, dice Cecchini.<\/p>\n Los proyectos Acridicon-Chuva y GOAmazon han confirmado que, en la Amazonia, donde los r\u00edos y la transpiraci\u00f3n de las plantas generan vapor de agua en abundancia, el tipo de nubes y de lluvias de una \u00e9poca o regi\u00f3n depende fundamentalmente de la cantidad de part\u00edculas de aerosoles en suspensi\u00f3n en la atm\u00f3sfera. Cuanto mayor es la concentraci\u00f3n de aerosoles, menor es la cantidad de vapor de agua que se condensa en cada una de las part\u00edculas en el aire. La abundancia de aerosoles produce nubes con un gran n\u00famero de gotas muy peque\u00f1as. Las gotas m\u00e1s peque\u00f1as tienen menos probabilidades de colisionar y fusionarse para formar gotas m\u00e1s grandes. Las gotas relativamente grandes tienden a crecer r\u00e1pidamente y caen como lluvia en el suelo.<\/p>\n En las zonas de selva limpia, donde hay pocos aerosoles, se forman nubes m\u00e1s planas que se disuelven r\u00e1pidamente en la forma de una suave lluvia. \u201cEstas gotas m\u00e1s grandes hacen que las nubes sean m\u00e1s transparentes y crean el arco iris\u201d dice el geoqu\u00edmico Meinrat Andreae, el del MPIC, quien tom\u00f3 parte en la misi\u00f3n Acridicon-Chuva. En las regiones forestales afectadas por la contaminaci\u00f3n urbana en Manaos y el humo de los incendios de deforestaci\u00f3n, la concentraci\u00f3n de aerosoles es miles de veces mayor que en las regiones forestales v\u00edrgenes. Este escenario da lugar a una inmensa cantidad de peque\u00f1as gotas de agua que pueden permanecer suspendidas en el aire durante mucho tiempo. Muchas de estas gotitas son transportadas por las corrientes de aire ascendentes a grandes alturas, donde se convierten en cristales de hielo antes de ser transportadas por las corrientes descendentes. \u201cEstas nubes generalmente no producen lluvia. Solo cuando se vuelven lo suficientemente grandes como para alcanzar m\u00e1s de 12 km de espesor generan lluvias violentas, granizo y rayos\u201d.<\/p>\n El ciclo biogeoqu\u00edmico<\/strong> El ciclo propuesto por los investigadores comenzar\u00eda cuando las corrientes ascendentes de las nubes convectivas levantan compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles del bosque, como los gases de terpeno e isopreno. Durante su viaje a la cima de las nubes, a unos 15 km de distancia, estos gases sufrir\u00edan cambios f\u00edsicos y reacciones qu\u00edmicas y se convertir\u00edan en los aerosoles ultradelgados observados por los instrumentos del Halo. Los aerosoles ultrafinos se concentrar\u00edan en la atm\u00f3sfera superior hasta que una corriente descendente de aire creada por otra nube convectiva los arrastrara abajo.<\/p>\n Este escenario explicar\u00eda la observaci\u00f3n publicada por los mismos investigadores en octubre de 2016 en la revista Nature<\/em>, que indica que las fuertes lluvias aumentan la concentraci\u00f3n de aerosoles ultrafinos en la superficie. Los aerosoles ultrafinos sufrir\u00edan a\u00fan m\u00e1s modificaciones fisicoqu\u00edmicas a medida que viajan hacia la superficie, aumentando su capacidad de condensar agua. Cerca del suelo, se combinar\u00edan con los compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles emitidos por la selva, fuente de aerosoles m\u00e1s grandes a bajas altitudes, y dar\u00edan lugar a nuevas nubes de lluvia. Ser\u00eda un ciclo que se alimenta constantemente de gases.<\/p>\n Proyectos Art\u00edculos cient\u00edficos<\/strong>
\nLa misi\u00f3n Cafe forma parte de un proyecto de investigaci\u00f3n m\u00e1s grande financiado por la FAPESP y coordinado por Paulo Artaxo, f\u00edsico del Instituto de F\u00edsica de la USP que se especializa en la formaci\u00f3n de aerosoles amaz\u00f3nicos. En el transcurso de m\u00e1s de tres d\u00e9cadas de investigaci\u00f3n, Artaxo y sus colaboradores nacionales e internacionales han descubierto c\u00f3mo una serie de compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles emitidos naturalmente por la selva influyen en la formaci\u00f3n de nubes y precipitaciones en la regi\u00f3n. \u201cEn el Cafe investigaremos la convecci\u00f3n del aire dentro de las nubes que lleva los compuestos org\u00e1nicos vol\u00e1tiles a grandes alturas y los mecanismos que los convierten en nanopart\u00edculas”, dice Artaxo. En enero de 2018, un art\u00edculo de los brasile\u00f1os y sus socios internacionales publicado en la revista Atmospheric Chemistry and Physics<\/em> mostr\u00f3 c\u00f3mo funcionar\u00eda todo el ciclo biogeoqu\u00edmico al vincular los gases forestales con la formaci\u00f3n de nubes y los aerosoles ultrafinos.\u00a0 \u201cMostramos c\u00f3mo se forman los aerosoles ultrafinos a partir de gases trasportados desde la atm\u00f3sfera superior por las nubes convectivas”, dice Andreae, el primer autor del estudio.<\/p>\n
\n1.<\/strong> Procesos de nubes asociados con los principales sistemas de precipitaciones en Brasil: una contribuci\u00f3n al modelado a escala de nubes y al GPM (medida global de precipitaciones) (n\u00ba 09\/15235-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto tem\u00e1tico; Investigador responsable<\/strong> Luiz Augusto Toledo Machado (Inpe); Inversi\u00f3n<\/strong> R $ 2.634.280,59.
\n2.<\/strong> GOAmazon: Interacci\u00f3n de la pluma urbana de Manaos con las emisiones biog\u00e9nicas de la selva amaz\u00f3nica (n\u00ba 13\/05014-0<\/a>); Modalidad<\/strong> Proyecto tem\u00e1tico; Programa de Investigaci\u00f3n sobre Cambio Clim\u00e1tico Global; Investigador responsable<\/strong> Paulo Artaxo (IF-USP); Inversi\u00f3n <\/strong>R $ 4.257.655,73.<\/p>\n
\nFAN, J. et al<\/em>. Substantial convection and precipitation enhancements by ultrafine aerosol particles<\/a>. Science<\/strong>. 26 ene. 2018.
\nANDREAE, M.O. et al<\/em>. Aerosol characteristics and particle production in the upper troposphere over the Amazon Basin<\/a>. Atmospheric Chemistry and Physics<\/strong>. 25 ene. 2018.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"En el marco de un proyecto con un avi\u00f3n alem\u00e1n se investigar\u00e1 de qu\u00e9 manera se producen tormentas el\u00e9ctricas en la Amazonia por acci\u00f3n de nanopart\u00edculas","protected":false},"author":14,"featured_media":323276,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[286,269,328],"coauthors":[103],"class_list":["post-323275","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-clima-es","tag-ambiente-es","tag-quimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/323275","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/14"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=323275"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/323275\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":323283,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/323275\/revisions\/323283"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/323276"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=323275"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=323275"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=323275"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=323275"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}