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Disminución de la densidad de las nubes cirros

Nubes cirros fusionándose para formar nubes cirrocúmulos

El adelgazamiento de cirros (CCT) es una forma reciente de ingeniería climática . Los cirros son hielo frío alto que, como otras nubes , reflejan la luz solar y absorben la radiación infrarroja que produce calentamiento . Sin embargo, se diferencian de otros tipos de nubes en que, en promedio, la absorción infrarroja supera la reflexión de la luz solar, lo que resulta en un efecto neto de calentamiento sobre el clima. [1] Por lo tanto, el adelgazamiento o la eliminación de estas nubes reduciría su capacidad de atrapar calor, lo que resultaría en un efecto de enfriamiento sobre el clima de la Tierra . Esta podría ser una herramienta potencial para reducir el calentamiento global antropogénico . [2] El adelgazamiento de cirros es una categoría alternativa de ingeniería climática, además de la gestión de la radiación solar y la eliminación de gases de efecto invernadero .

En 2021, el IPCC describió la CCT como una propuesta "para reducir la cantidad de cirros inyectando sustancias nucleadoras de hielo en la troposfera superior". Sin embargo, informó que hay poca confianza en el efecto de enfriamiento de la CCT, debido a la comprensión limitada de la microfísica de los cirros, su interacción con los aerosoles y la complejidad de la estrategia de siembra. La CCT también puede aumentar la precipitación global. [3]

Principios básicos

Las nubes cirros típicas pueden ser susceptibles de modificación para reducir su vida útil y espesor óptico , y por lo tanto su forzamiento radiativo neto positivo (en contraste con las nubes líquidas bajas y cálidas típicas). El material para sembrar dicha modificación podría ser entregado a través de drones o aviones. Los científicos creen que las nubes cirros en la troposfera superior de alta latitud se forman por congelación homogénea , lo que resulta en una gran cantidad de pequeños cristales de hielo . Si se introdujeran núcleos de hielo efectivos en este entorno, los cirros podrían formarse por congelación heterogénea. Si la concentración de núcleos de hielo se siembra de manera tal que la densidad de partículas de la nube resultante sea menor que la del caso natural, las partículas de la nube deberían crecer más grandes debido a una menor competencia del vapor de agua y alcanzar velocidades de sedimentación más altas. Al sembrar con aerosoles , los cristales de hielo podrían crecer rápidamente y agotar el vapor de agua, suprimir la nucleación y cualquier crecimiento de cristales de hielo por nucleación homogénea. El efecto neto sería un espesor óptico reducido y una vida útil de la nube reducida, lo que permitiría que se emitiera más radiación infrarroja en la parte superior de la atmósfera, a medida que las partículas de hielo se sedimentan. [4] En consecuencia, una menor cantidad de vapor de agua en la troposfera superior y de radiación infrarroja en la atmósfera enfriaría el clima.

Se ha propuesto el triyoduro de bismuto (BiI3) como material de siembra, ya que es eficaz como núcleo de hielo para temperaturas inferiores a -10 °C, [2] no es tóxico y es relativamente económico en comparación con, por ejemplo, el yoduro de plata . [5] Los aerosoles de siembra deberían añadirse regularmente, ya que se sedimentarían junto con los grandes cristales de hielo.

Investigación actual

A diferencia de las técnicas de gestión de la radiación solar, que serían más eficaces durante el día en latitudes más bajas, el adelgazamiento de las nubes cirros sería más eficaz en latitudes altas y ángulos cenitales solares elevados, donde las concentraciones de fondo de aerosoles son bajas. [6]

Las interacciones nube-aerosol-clima importantes para el adelgazamiento de los cirros no se comprenden bien. Los factores relacionados con el proceso de congelación heterogénea son inciertos, ya que la cinética del crecimiento del hielo no está bien documentada. Las velocidades verticales son esenciales para la activación de los núcleos de hielo, pero siguen siendo inciertas debido a la falta de observaciones. La congelación heterogénea puede ser ya común en los cirros, [7] lo que podría limitar el potencial de enfriamiento de la técnica. Existen incertidumbres significativas asociadas no solo con los procesos de nucleación de hielo en los cirros y la fracción de nucleación que ocurre a través de la congelación heterogénea y homogénea, sino también con su representación en los modelos climáticos. La “sobresiembra” podría conducir al calentamiento, en lugar del enfriamiento deseado. [8] Varios estudios evalúan el potencial y la viabilidad del adelgazamiento de los cirros y la efectividad de la técnica sigue siendo un tema de debate. [9] [10] [11]

Debido a la falta de una representación realista de la nucleación de los cristales de hielo en los modelos del sistema terrestre, algunos estudios han utilizado una representación simplificada del adelgazamiento de las nubes cirros aumentando la velocidad terminal de los cristales de hielo por debajo del umbral de congelación homogéneo de aproximadamente -38 °C. [12] [13] [14] [15] [16]

La formación de nubes cirros puede ser efectuada por aerosoles orgánicos secundarios, es decir, partículas producidas por la vida vegetal natural. [17] [18]

Algunos modelos de siembra de nubes cirros indican reducciones significativas en el daño climático debido al aumento de CO 2. [19]

Véase también

Referencias

  1. ^ Lee, Joonsuk; Yang, Ping; Dessler, Andrew E.; Gao, Bo-Cai; Platnick, Steven (diciembre de 2009). "Distribución y forzamiento radiativo de cirros delgados tropicales". Revista de ciencias atmosféricas . 66 (12): 3721–3731. Bibcode :2009JAtS...66.3721L. doi : 10.1175/2009JAS3183.1 . S2CID  120050286.
  2. ^ ab Mitchell, David L.; Finnegan, William (2009). "Modificación de las nubes cirros para reducir el calentamiento global". Environmental Research Letters . 4 (4): 045102. Bibcode :2009ERL.....4d5102M. doi : 10.1088/1748-9326/4/4/045102 .
  3. ^ "Grupo de trabajo 1 del sexto informe de evaluación del IPCC". 2021-08-09. pág. 4-89.Archivado el 11 de agosto de 2021 en Wayback Machine.
  4. ^ Storelvmo, Trude; Kristjánsson, Jón Egill; Muri, Helena; Pfeffer, Melissa; Barahona, Donifán; Nenes, Athanasios (15 de enero de 2013). "La siembra de nubes cirros tiene potencial para enfriar el clima". Cartas de investigación geofísica . 40 (1): 178–182. Código Bib : 2013GeoRL..40..178S. doi :10.1029/2012GL054201. hdl : 10852/59810 . S2CID  34128047.
  5. ^ Pruppacher, Hans R.; Klett, James D. (1997). Microfísica de nubes y precipitación (2.ª rev. y ed. finalizada). Dordrecht: Kluwer Academic. ISBN 978-0-306-48100-0.
  6. ^ Storelvmo, T.; Herger, N. (16 de marzo de 2014). "Susceptibilidad de los cirros a la inyección de núcleos de hielo en la troposfera superior". Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 119 (5): 2375–2389. Bibcode :2014JGRD..119.2375S. doi : 10.1002/2013JD020816 .
  7. ^ Cziczo, DJ; Froyd, KD; Hoose, C.; Jensen, EJ; Diao, M.; Zondlo, MA; Smith, JB; Twohy, CH; Murphy, DM (9 de mayo de 2013). "Aclaración de las fuentes y mecanismos dominantes de la formación de nubes cirros". Science . 340 (6138): 1320–1324. Bibcode :2013Sci...340.1320C. doi :10.1126/science.1234145. hdl : 1721.1/87714 . PMID  23661645. S2CID  46224904.
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  10. ^ Gasparini, Blaž; Lohmann, Ulrike (16 de mayo de 2016). «Por qué la siembra de nubes cirrus no puede enfriar sustancialmente el planeta». Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 121 (9): 4877–4893. Bibcode :2016JGRD..121.4877G. doi : 10.1002/2015JD024666 .
  11. ^ Storelvmo, T.; Boos, WR; Herger, N. (17 de noviembre de 2014). "Siembra de nubes cirros: ¿un mecanismo de ingeniería climática con efectos secundarios reducidos?". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences . 372 (2031): 20140116. Bibcode :2014RSPTA.37240116S. doi : 10.1098/rsta.2014.0116 . PMID  25404685.
  12. ^ Muri, H.; Kristjánsson, JE; Storelvmo, T.; Pfeffer, MA (16 de abril de 2014). "Los efectos climáticos de la modificación de las nubes cirros en un marco de ingeniería climática" (PDF) . Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 119 (7): 4174–4191. Bibcode :2014JGRD..119.4174M. doi : 10.1002/2013JD021063 . Archivado (PDF) desde el original el 22 de noviembre de 2021 . Consultado el 1 de septiembre de 2019 .
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