El aerosol de sal marina , que originalmente proviene de la espuma del mar , es uno de los aerosoles naturales más ampliamente distribuidos . Los aerosoles de sal marina se caracterizan por no absorber la luz, ser altamente higroscópicos y tener un tamaño de partícula grueso. Algunos aerosoles dominados por la sal marina podrían tener un albedo de dispersión único tan grande como ~0,97. [1] Debido a la higroscopia, una partícula de sal marina puede servir como un núcleo de condensación de nubes (CCN) muy eficiente, alterando la reflectividad de las nubes , la vida útil y el proceso de precipitación . Según el informe del IPCC , el flujo total de sal marina del océano a la atmósfera es de ~3300 teragramos (Tg) por año. [2]
Muchos procesos físicos sobre la superficie del océano pueden generar aerosoles de sal marina. Una causa común es el estallido de burbujas de aire , que son arrastradas por la tensión del viento durante la formación de la cresta blanca . Otra es el desgarro de gotas de las cimas de las olas. [3] La velocidad del viento es el factor clave para determinar la tasa de producción en ambos mecanismos. La concentración del número de partículas de sal marina puede alcanzar 50 cm −3 o más con vientos fuertes (>10 ms −1 ), en comparación con ~10 cm −3 o menos en regímenes de viento moderados. [3] Debido a la dependencia de la velocidad del viento, podría esperarse que la producción de partículas de sal marina y sus impactos en el clima puedan variar con el cambio climático .
Los aerosoles de sal marina están constituidos principalmente de cloruro de sodio (NaCl), pero también se pueden encontrar otros iones químicos que son comunes en el agua de mar, como K + , Mg 2+ , Ca 2+ , SO 4 2− y así sucesivamente. Un estudio reciente reveló que los aerosoles de sal marina también contienen una cantidad sustancial de materia orgánica . [4] [5] En su mayoría, los materiales orgánicos se mezclan internamente debido al secado de las burbujas de aire en la superficie del mar rica en materia orgánica. [3] La fracción de componentes orgánicos aumenta con la disminución del tamaño de partícula. Los materiales orgánicos contenidos cambian las propiedades ópticas de la sal marina, así como la higroscopicidad , especialmente cuando se induce algo de materia orgánica insoluble .
El tamaño de los aerosoles de sal marina varía ampliamente de ~0,05 a 10 μm de diámetro, con la mayoría de las masas concentradas en el rango supermicrónico (modo grueso) y la concentración más alta en el rango submicrónico. En consecuencia, los aerosoles de sal marina tienen un amplio rango de vidas atmosféricas . Como los aerosoles de sal marina son higroscópicos , sus tamaños de partícula pueden variar con la humedad hasta en un factor de 2. Los aerosoles de sal marina influyen en la formación de aerosoles de sulfato de diferentes maneras debido a los diferentes tamaños. Los aerosoles de sal marina muy pequeños, que están por debajo del diámetro crítico para la activación de gotas a bajas sobresaturaciones , pueden servir como núcleos para el crecimiento de partículas de sulfato , mientras que las partículas de sal marina más grandes sirven como sumidero para moléculas de sulfato de hidrógeno gaseoso (H 2 SO 4 ), reduciendo la cantidad de sulfato disponible para la formación de partículas en modo de acumulación . [3]
Los aerosoles de sal marina pueden alterar el balance de radiación de la Tierra al dispersar directamente la radiación solar (efecto directo) y cambiar indirectamente el albedo de las nubes al servir como CCN (efecto indirecto). Diferentes modelos dan diferentes predicciones del forzamiento radiativo medio anual inducido por el efecto directo de la sal marina, pero la mayoría de los estudios previos dan un número alrededor de 0,6-1,0 W m −2 . [6] [7] El forzamiento radiativo causado por efectos indirectos muestra variaciones aún mayores en la predicción del modelo debido a la parametrización del efecto indirecto de los aerosoles. Sin embargo, los resultados del modelo [6] [7] presentan un efecto indirecto más fuerte en el hemisferio sur .
Al igual que todos los demás aerosoles solubles, el aumento de sales marinas de tamaño normal suprime el proceso de precipitación en nubes cálidas al aumentar la concentración del número de gotitas de nube y reducir el tamaño de las mismas. Además, dinamizan la precipitación en nubes de fase mixta porque una vez que las gotitas de nube más pequeñas suprimidas se elevan por encima del nivel de congelación, se liberaría más contenido de calor latente debido a la congelación de las gotas de nube. [8] Además de eso, agregar aerosoles de sal marina gigantes a nubes contaminadas puede acelerar el proceso de precipitación porque los CCN gigantes podrían nuclearse en partículas grandes que recolectan otras gotas de nube más pequeñas y crecen hasta convertirse en gotitas de lluvia. [9] Las gotas de nube formadas en aerosoles de sal marina gigantes pueden crecer mucho más rápidamente por condensación que las gotas de nube formadas en partículas de aerosol solubles pequeñas, ya que las gotas de nube de sal marina gigantes pueden permanecer como gotas de solución concentrada durante mucho tiempo después de que son transportadas a la nube. Estas gotas pueden tener tasas de crecimiento por condensación más de dos veces más rápidas que las gotas formadas en partículas de aerosol pequeñas y, a diferencia de las gotas de nube normales, las gotas formadas en los aerosoles de sal marina gigantes más grandes pueden incluso crecer por condensación en corrientes descendentes nubladas que de otro modo estarían subsaturadas. [10]